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Méthodologie pour la prise en compte des sols dans les documents d’urbanisme : application à deux communes du bassin minier de Provence

A methodology for the inclusion of soil data into urban planning : two examples from mining districts in Provence
Método para tener en cuenta los suelos en los documentos de urbanismo : aplicación en dos municipios de la cuenca minera de Provence
Catherine Keller, Marie-Laure Lambert-Habib, Samuel Robert, Jean-Paul Ambrosi et Éva Rabot
p. 11-24

Résumés

Dans les zones urbaines et périurbaines, les sols sont soumis à de fortes pressions pour être construits sans faire pour autant l’objet d’évaluation de leurs autres fonctionnalités ou de leurs potentialités. Le projet UQualiSol-ZU a pour objectif d’évaluer dans quelle mesure et comment les connaissances scientifiques sur les sols pourraient être intégrées dans les documents d’urbanisme. Il s’agit : 1) d’établir un diagnostic de territoire en termes de consommation de terres par l’urbanisation et de prise en compte des sols par les urbanistes ; 2) d’analyser les outils réglementaires afin d’identifier comment la qualité du sol pourrait y être intégrée ; 3) d’identifier quelles connaissances sur les sols seraient utilisables par les urbanistes et de proposer un indice d’adéquation d’usage des sols basé sur la multifonctionnalité des sols. Cette approche est testée sur deux communes de la région Aix-Marseille.

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Texte intégral

Introduction

1Le sol, en tant qu’objet naturel, est soumis à divers processus de dégradation chimique et/ou physique listés dans la Stratégie thématique en faveur de la protection des sols (COM, 2006) : érosion, diminution de la teneur en matières organiques, contamination locale et diffuse, imperméabilisation, tassement, diminution de la biodiversité, salinisation, inondation et glissement de terrain. Bien que ces processus puissent avoir des origines naturelles, il est reconnu que les activités humaines contribuent de manière déterminante à leur intensification et à leur extension spatiale. Parmi elles, l’artificialisation des sols est une menace pour le développement durable des territoires, une surface artificialisée étant définie comme toute surface retirée de son état naturel, qu’elle soit revêtue ou non : par exemple bâti, parking ou jardin de maison pavillonnaire1.

  • 2 Le GESSOL est un programme du Ministère de l’Écologie, du Développement Durable, des Transports et (...)
  • 3 Dispositif interdisciplinaire de recherche en environnement de l’Institut écologie et environnement (...)

2Dans le contexte de lutte contre l’étalement urbain et d’incitation au renouvellement des pratiques de l’urbanisme et de l’aménagement du territoire (Djellouli et al., 2010 ; Werqui, 2007 ; Wiel, 2007 ; Da Cunha et al., 2005 ; Serrano, 2005), le propos de cet article est de présenter une démarche interdisciplinaire de recherche focalisée sur l’étude des possibilités de prise en compte des sols – envisagés comme ressource et comme patrimoine – dans les documents d’urbanisme. Ce projet intitulé « Préconisation d’utilisation des sols et qualité des sols en zone urbaine et péri-urbaine – application au bassin minier de Provence » (UQualiSol-ZU), consiste à mettre en perspective le droit de l’urbanisme avec la connaissance scientifique de la qualité des sols au niveau local. Il s’agit d’une approche « bottom up » de la prise en compte des sols. Mené sur deux ans et financé par le programme GESSOL2, il associe pédologues, géochimistes, écologues, juristes et géographes au sein de l’Observatoire Hommes-Milieux du Bassin minier de Provence3 et affiche trois objectifs :

  1. Évaluer comment le droit permet d’intégrer une connaissance des fonctions des sols dans le processus de planification de leur usage ;

  2. Évaluer quelle connaissance de la multifonctionnalité des sols peut être produite pour être utilisée par le planificateur ;

  3. Évaluer la pertinence d’une démarche de prise en compte des sols dans les politiques d’urbanisme en se confrontant à une réalité territoriale déterminée.

3UQualisol-ZU aborde une problématique qui renvoie à un grand nombre de questions, tant pour les sciences du sol ou le droit, que pour la gestion et la planification de l’espace. Par exemple, quels peuvent être les apports des sciences du sol pour une prise en compte facilitée de la multifonctionnalité des sols dans les documents d’urbanisme ? Cette éventuelle prise en compte pourrait-elle se généraliser, voire devenir obligatoire ? À quelle échelle l’information sur les sols doit-elle être produite ? Quels sont les caractéristiques ou groupes de caractéristiques des sols nécessaires à l’établissement des plans d’urbanisme et permettant de répondre aux nouvelles questions posées par la société ?

4Afin de rendre compte du champ couvert par le projet, l’article propose dans un premier temps d’évoquer le contexte socio-économique qui légitime une telle réflexion. La démarche générale du projet est ensuite présentée en insistant sur la plus-value d’une approche interdisciplinaire. Elle est illustrée par des exemples de résultats mettant en évidence les apports originaux et les perspectives de cette approche.

I – Enjeux de la prise en compte
des sols en contextes urbain et péri-urbain

1. Étalement urbain et consommation de terre

5Le 23 mai 2011, la Commission européenne a publié un rapport qui rappelle que l’artificialisation des sols européens progresse à un rythme inquiétant de 3 % par an : elle a atteint 9 % du territoire de l’Union en 2010 (DNR et EEB, 2011), chiffre également valable pour la France (Agreste, 2011) ou l’Italie (Biasioli et al., 2006). En France, la Stratégie nationale de développement durable pour 2010-2013 a ainsi inscrit parmi ses objectifs de « veiller à freiner le rythme d’artificialisation du territoire, qui est actuellement plus rapide que la dynamique démographique, notamment en localisant les infrastructures sur les espaces déjà artificialisés » (Déléguée interministérielle au Développement Durable, 2010).

6Cet étalement urbain s’effectue au détriment des terres agricoles (Chakir et Madignier, 2006, fig. 1) – la plupart ayant un fort potentiel agronomique (Slak et al., 2001) – situées principalement en périphérie des principales villes françaises, ainsi que sur le littoral (inventaire UE-SOeS CORINE Land Cover 2006 in Pageaud et Carré, 2009). Mais, ces changements d’affectation ne rendent compte que partiellement de la réalité de terrain car ils ne sont appréhendés, le plus souvent, que très globalement à partir des données de type TERUTI (Lee et Slak, 2007) ou CORINE Land Cover (Laroche et al., 2006 ; Pageaud et Carré, 2009), dont la résolution est peu compatible avec l’échelle communale utilisée en planification urbaine. D’autre part, cet état des lieux n’est qu’une quantification surfacique de la consommation de terre ; il ne permet pas d’évaluer la perte qualitative associée.

Fig. 1 – Échanges entre quatre grandes catégories du territoire entre 1992 et 2003 (repris et modifié de Chakir et Madignier, 2006)

Fig. 1 – Échanges entre quatre grandes catégories du territoire entre 1992 et 2003 (repris et modifié de Chakir et Madignier, 2006)

Les flèches correspondent aux flux nets entre les deux catégories concernées.

2. La qualité des sols exprimée par leur multifonctionnalité

7Si le développement urbain contribue au décapage et à l’imperméabilisation qui accroissent les risques d’inondations et réduisent quantitativement le capital sol, il peut également s’accompagner de contamination, de compaction, de diminution de la fertilité des sols et de la pédobiodiversité, du morcellement des unités de sols et conduire, au final, à une dégradation directe ou indirecte de la qualité des sols, induisant une réduction de leurs fonctions naturelles (Van-Camp et al., 2004). Les conséquences induites sur les autres milieux naturels et écosystèmes s’exprimeront sur les court, moyen et long termes (Scalenghe et Ajmone Marsan, 2009).

8Ainsi, la Commission européenne affirme, en 2006, dans sa Stratégie thématique en faveur de la protection des sols, que les fonctions remplies par les sols « doivent être protégées en raison de leur importance socio-économique et environnementale » (COM, 2006). Ceci indique que les sols doivent désormais être considérés comme une ressource patrimoniale, dont il faut penser la préservation, la gestion et parfois la restauration. En effet, le sol est essentiellement une ressource non renouvelable puisque les vitesses de dégradation peuvent être plus rapides que les processus, extrêmement lents, de formation et de régénération.

9L’enjeu revient donc dans un premier temps à faire une évaluation quantitative et qualitative de ce patrimoine. Si l’aspect quantitatif présente peu de difficultés, même s’il s’agit de s’entendre sur l’échelle spatiale à laquelle on travaille, l’évaluation de la « qualité d’un sol » ne fait pas consensus et est appréhendée en général au travers du prisme de l’usage que l’on veut faire d’un sol particulier. Une définition de la qualité des sols a pourtant émergé au cours du temps. La plus communément utilisée est celle du comité ad hoc pour la qualité du sol de la Société Américaine de Sciences du Sol (S-581) qui précise qu’il s’agit de « la capacité d’un type de sol à fonctionner, au sein d’un écosystème naturel ou non, en satisfaisant la production animale et végétale, en maintenant ou améliorant la qualité de l’eau et de l’air et, en supportant la santé humaine et l’habitat humain » (Karlen et al., 1997). De nombreux « indices » ont ainsi été élaborés – et utilisés – depuis plusieurs années afin d’optimiser la production agricole (par ex. Karlen et al., 1994 ; Andrews et al., 2002 ; Lilburne et al., 2004 ; Shukla et al., 2006 ; Idowu et al., 2008), mais très peu prennent en compte les usages non agricoles et/ou la multifonctionnalité des sols et encore moins ont été mis en application (par exemple Laroche et al., 2006 ; Rutgers et al., 2008 ; Vrščaj et al., 2008). En effet, la conception d’un indice de qualité des sols requiert un fort niveau de connaissance du fonctionnement des sols, en lien avec les pratiques de gestion (Rabot et al., en prep.). Quelle que soit la nature des indices élaborés, il n’en existe aucun qui, à notre connaissance, ait été intégré à un degré quelconque du processus décisionnel concernant l’aménagement du territoire et les planifications urbanistiques. Les raisons sont probablement à rechercher dans la représentation qui est faite du sol dans la réglementation.

3. Les sols, oubliés par le droit

10Malgré l’adoption de la Stratégie thématique en faveur de la protection des sols (COM, 2006, 231 final), il n’existe toujours pas à l’heure actuelle de « droit des sols » positif et cohérent au plan communautaire ou français. La proposition de directive définissant un cadre pour la protection des sols en 2006 (COM, 2006, 232 final) n’a toujours pas été adoptée. Bien que les sols bénéficient ponctuellement d’une protection indirecte par certaines régulations relatives aux pollutions agricoles ou industrielles, aucun corpus juridique général n’est consacré à la protection des sols en tant que milieu naturel, contrairement à l’eau ou l’air. Les dispositions juridiques prenant en considération le sol sont éparses alors que la nature transversale des problèmes liés aux sols et à leur multifonctionnalité appelle plutôt une approche intégrée. En droit français, le sol apparaît notamment, dans le Code de l’urbanisme, comme une ressource à gérer de façon économe (art L. 110 C. urb.), mais il ne compte pas au nombre des éléments énoncés dans le Code de l’environnement comme composant le patrimoine commun de la nation (arts L. 110-1 et L. 210-1 du C. env.), ni ne figure dans le Livre II de ce Code, relatif aux milieux physiques, contrairement à l’air et l’eau.

11Devant le verrouillage des positions du législateur européen ou national, il paraît intéressant d’évaluer dans quelle mesure les décideurs locaux, au travers de leurs choix d’urbanisme, peuvent prendre en compte la préservation de la multifonctionnalité des sols.

12En effet, dans de nombreux pays, l’échelle de gestion et de planification de l’usage des sols est celle des communes. À travers les documents d’urbanisme – Plan d’Occupation des Sols (POS) puis Plan Local d’Urbanisme (PLU), pour la France ; Piano Urbanistico Communale (PUC) en Italie – ce sont les autorités municipales qui déterminent les usages autorisés des sols.

  • 4 SCOT : schéma de cohérence territoriale.
  • 5 SDAGE : schéma directeur d’aménagement et de gestion des eaux.
  • 6 PPR : plan de prévention des risques.
  • 7 DTADD : directive territoriale d’aménagement et de développement durables.

13Or, si l’élaboration de ces documents se fait dans le respect des lois relatives à l’urbanisme et à la prévention des risques et en conformité avec les orientations prises dans d’autres documents réglementaires établis à un échelon territorial de niveau supérieur (SCOT4, Schéma directeurs, SDAGE5, PPR6, DTADD7 en France ; Piano Regolatore en Italie ; etc.), dans quelle mesure les acteurs locaux peuvent-ils y intégrer des considérations relatives à l’évaluation et à la conservation des sols ?

14Peut-on concevoir de prendre en compte la multifonctionnalité des sols dans la réflexion devant présider à la planification de l’usage des sols ? Si oui, comment ?

II – Méthodologie et zone d’étude

1. Démarche générale

15La méthodologie exposée ici présente l’architecture générale et l’articulation des différentes étapes du projet UQualisol-ZU. Elle est originale, puisque nous avons fait le choix fort de faire valider chaque étape par l’ensemble des partenaires, afin de s’assurer de la compatibilité des résultats produits par chaque discipline avec l’ensemble de la démarche.

16Pour atteindre ces objectifs, des connaissances en matière de sol, de droit de l’urbanisme, de géomatique et de dynamiques du territoire doivent être associées et partagées. En ce qui concerne les sols, les informations doivent être préalablement organisées et/ou produites afin de : proposer des outils utiles et utilisables pour les décideurs, faciliter la prise de décision (intégration dans les documents d’urbanisme), et permettre une gestion avisée sinon optimale des territoires locaux. Pour cela, il importe de placer la réflexion aussi bien au niveau théorique qu’au niveau de l’étude concrète d’une situation territoriale donnée.

17La faisabilité de l’intégration d’une connaissance de la qualité des sols dans une politique locale d’urbanisme ne peut en effet s’évaluer que via l’examen de la recevabilité de la démarche par les acteurs locaux et par sa transposition dans des documents de planification réels. C’est pourquoi, le projet est développé sur deux communes-test des Bouches-du-Rhône. Il se propose de :

  • produire un diagnostic du territoire d’étude retenu : état des connaissances, acteurs en présence, etc ;

  • évaluer comment les plans locaux d’urbanisme (PLU) peuvent intégrer une préoccupation de préservation des fonctions des sols et proposer des outils juridiques nouveaux ;

  • élaborer le concept et produire un indice évaluant la capacité des sols à remplir des fonctions écosystémiques et socio-économiques (multifonctionnalité du sol), qui soit scientifiquement robuste et adapté aux besoins du planificateur ;

  • soumettre l’indice et son utilisation dans les PLU pour validation et/ou critique aux urbanistes concernés.

2. Articulation des compétences disciplinaires

18Nous considérons que l’intérêt de la démarche développée dans UQualiSol-ZU réside d’abord dans l’effort de conduite collective et interdisciplinaire du projet. Aussi, les méthodologies propres à chaque discipline intervenant dans le projet ne seront pas détaillées, qu’il s’agisse des méthodes d’investigation dans les corpus juridiques, des méthodes de traitement de l’information spatiale, de la conduite des entretiens avec les acteurs locaux ou bien encore des méthodes analytiques utilisées pour la conception de l’indice d’adéquation des sols, par exemple.

19La démarche est présentée de manière linéaire pour plus de clarté, mais les différentes phases du projet – mise à part la synthèse finale – ont été effectuées en parallèle.

20Le développement de la recherche a donc compris les opérations suivantes :

  • analyse de l’occupation des sols de l’aire d’étude retenue et de son évolution sur plusieurs décennies ;

  • identification des acteurs du territoire, de leurs connaissances en matière de sol et de leur intérêt à intégrer la connaissance des sols comme critère dans leur choix d’urbanisme et leur gestion de l’espace ;

  • analyse de la prise en compte des sols dans les textes supérieurs : lois françaises et directives européennes ;

  • analyse des données à disposition sur les sols : nature,pertinence en termes d’évaluation de la
    multifonctionnalité des sols, de représentativité du territoire, et de compréhension par les utilisateurs ;

  • conception d’un indice pertinent en termes d’adéquation à l’usage des sols, et manipulable par les gestionnaires des sols ;

  • analyse du contenu des PLU : ré-exploiter les motifs de protection de certaines zones en y intégrant la préoccupation des sols ;

  • spatialisation de l’indice et confrontation aux différents plans des gestionnaires et aux PLU en vigueur ou en révision sur la zone d’étude et recommandations ;

  • proposition d’intégration de la préoccupation des sols dans les outils de planification ;

  • présentation des propositions aux responsables des services de l’urbanisme des communes-test.

3. Zones d’étude : les communes de Gardanne et Rousset (Bouches-du-Rhône)

21Au sein de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, qui connaît une pression foncière élevée du fait de la forte dynamique des villes et plus généralement de l’attractivité du littoral, nous avons choisi d’étudier l’aire urbaine marseillaise. Plus précisément, nous avons retenu la zone de l’ancien bassin minier de Provence (BMP) s’étendant sur près de 350 km² entre Aix-en-Provence et la montagne Sainte-Victoire, au nord, et Marseille et la Chaîne de l’Étoile, au sud. Le BMP présente un gradient d’urbanisation décroissant de l’ouest vers l’est (fig. 2) ; il est caractérisé par une dynamique résidentielle active et par la problématique de la reconversion économique, consécutive à l’arrêt des charbonnages en 2003. Il concentre en un même lieu des enjeux tels que la limitation de l’étalement urbain, le maintien de l’agriculture, la reconversion de friches industrielles, la conservation de l’environnement à des fins récréatives pour les citadins, etc. qui tous, peu ou prou, interrogent notre connaissance des sols. À l’intérieur de ce périmètre, nous avons choisi d’étudier deux communes-test afin de vérifier la faisabilité de notre projet : Gardanne, représentative du périurbain proche du cœur de la métropole, et Rousset, représentative du périurbain éloigné. La première est une ville de 21 000 habitants, où l’activité minière a cessé depuis quelques années seulement et dont la reconversion économique est relativement avancée. Rousset, situé plus à l’est, est un village provençal transformé ces 30 dernières années par le développement d’une importante zone industrielle consacrée à la microélectronique et l’urbanisation résidentielle consécutive, mais toujours marqué par son économie agricole. Les transformations d’usage
des sols sur ces deux communes sont caractérisées
par un rythme soutenu et sont typiques des dynamiques périurbaines que l’on peut enregistrer en France.

Fig. 2 – Bassin minier de Provence et les communes retenues pour l’étude

Fig. 2 – Bassin minier de Provence et les communes retenues pour l’étude

III – État des lieux et pertinence d’une prise en compte locale des sols

22Le premier volet de la recherche a consisté à mettre en perspective l’évolution de l’occupation des sols à plusieurs échelles spatiales et temporelles dans les deux sites d’étude, et à déterminer dans quelle mesure les sols sont appréhendés par les acteurs publics en termes de qualité et non seulement comme support. Ceci a conduit à construire une base de données à références spatiales et à mesurer avec un SIG la part des différents usages de l’espace et leur évolution, d’une part, et à appréhender par entretiens le point de vue et les pratiques urbanistiques des acteurs locaux (élus, agents territoriaux, agriculteurs, représentants d’organismes compétents en aménagement, etc.) sur la question des sols, d’autre part.

1. Progression des espaces urbanisés

23L’analyse de la dynamique de l’occupation des sols par SIG atteste tout d’abord que les deux communes sont bel et bien concernées par le phénomène de périurbanisation. En développant une méthodologie de création de cartes d’occupation du sol conformes à la nomenclature Corine Land Cover à partir de cartes topographiques allant du 1 : 20 000 au 1 : 25 000, des années 1930 jusqu’aux années 2000, il est possible en effet de reconstruire l’historique de l’occupation des sols et d’apprécier l’ampleur des changements. Comme ailleurs, ces derniers se traduisent ici par l’étalement urbain produit par les espaces pavillonnaires implantés autour des anciens noyaux villageois, mais aussi par la relative importance des zones industrielles et logistiques. Sans surprise, ce processus de consommation de l’espace et de transformation d’usage des sols est postérieur à la Seconde guerre mondiale. Les données produites autour de 1935, qui témoignent d’une situation qui n’a pas changé avant la reconstruction du fait même de la guerre, permettent d’apprécier le caractère véritablement rural de la zone. L’urbanisation de Rousset y apparaît concentrée au chef-lieu, avec quelques petites installations industrielles près de la voie ferrée. Le reste du territoire est dominé par l’agriculture et la forêt. Il en est de même à Gardanne, même si l’urbanisation y est plus marquée car, outre le village, la commune possède déjà des cités minières et ouvrières, ainsi que des installations industrielles relativement étendues. Cependant, rien de suffisamment conséquent pour empêcher de caractériser la zone de campagne provençale.

24À la fin du XXe siècle, en revanche, le paysage est tout autre. Les données produites pour 1999 montrent deux communes radicalement différentes de ce qu’elles étaient au milieu du siècle dernier. Le tableau 1, qui indique l’évolution des grandes catégories de l’occupation des sols (légendes des cartes topographiques transcrites en nomenclature CORINE Land Cover, selon une table de correspondance originale créée à l’occasion du projet), révèle ainsi que les territoires artificialisés (espaces urbains et voies de transport) ont progressé de manière spectaculaire, principalement aux dépens des espaces agricoles. Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, les deux communes ont donc perdu une quantité très importante de sols présentant probablement de bonnes qualités agronomiques et des potentialités intéressantes pour d’autres usages.

Tableau 1 – L’occupation des sols en 1935 et en 2000 (en % de la superficie communale totale)

Rousset

Gardanne

Occupation du sol (CLC1)*

1935

2000

1935

2000

Territoires artificialisés

1

11

4

22

Territoires agricoles

75

62

58

37

Forêts et milieux semi-naturels

24

27

38

41

* Équivalent classes de niveau 1 Corine Land Cover. Classes déterminées à partir d’une table de correspondance permettant de transcrire les postes de la légende des cartes topographiques en classes CLC.

  • 8 Cartographie à grande échelle, proposant un niveau 4 à la nomenclature Corine Land Cover pour les t (...)

25À partir de données plus précises et plus récentes (cartographies de l’occupation des sols à grande échelle, établies à partir de photographies aériennes8), l’étalement urbain a pu être décrit plus finement, ce qui a permis de mieux envisager le contexte de maintien ou de disparition des sols qui ne sont pas encore urbanisés. On relève ainsi la relative persistance du phénomène d’urbanisation diffuse dans les deux communes. En dépit des injonctions des pouvoirs publics pour une ville compacte, « reconstruite sur elle-même », Gardanne et Rousset ont encore enregistré une progression de l’habitat isolé au sein de la matrice agricole tout comme en milieu boisé, au cours de la première décennie du XXIe siècle (fig. 3). Les interfaces espaces bâtis/espaces non bâtis ont donc augmenté, fragilisant davantage les unités de sols homogènes encore relativement étendues.

2. Absence de préoccupation concernant la qualité des sols

26Dans ce contexte, le discours des acteurs publics témoigne d’une prise de conscience assez faible des conséquences de l’urbanisation sur les sols. Dans les deux communes, si le constat de l’étalement urbain ne fait pas de doute, il ne donne pas lieu à des préoccupations sur la disparition des sols proprement dits mais plutôt sur la raréfaction de l’espace disponible. Se conformant strictement aux obligations légales en matière d’études préalables à la réalisation des documents locaux d’urbanisme, aucune des deux communes ne s’est engagée dans une évaluation de ses sols.

  • 9 PADD : Projet d’aménagement et de développement durable.

27Seule la question de l’aptitude de ces derniers à l’assainissement individuel a pu constituer une approche urbanistique des sols dans le cadre de l’élaboration des PLU. En revanche, le problème du risque d’inondation, bien présent localement, n’a donné lieu à aucune étude sur les sols et leur éventuelle capacité de rétention des eaux de ruissellement. La question du maintien et du devenir de l’agriculture locale, très menacée, n’a pas suscité non plus de démarches pour mieux connaître les sols et leurs potentialités pour éventuellement définir des espaces agricoles à privilégier et conserver. D’une certaine manière, les objectifs affichés dans les PADD9 et les PLU peuvent ainsi apparaître en contradiction avec les moyens mis en œuvre pour les atteindre. On peut y voir la difficulté des autorités locales à appréhender de façon globale les enjeux inhérents à la gestion et à l’aménagement de l’espace.

28Cela doit s’interpréter également comme une faible capacité à « innover » en matière de gestion de l’environnement, par la combinaison d’un manque de compétences, d’un manque de temps et d’un manque de personnel. Pourtant, la perspective d’une gestion de l’espace intégrant des données objectives de qualité des sols a très souvent intéressé voire séduit les acteurs interrogés. Sans véritablement savoir comment une telle démarche pourrait être mise en œuvre, élus, agents territoriaux, agriculteurs, agents de l’État et autres ont tous montré un réel intérêt pour le projet UQualiSol-ZU, ses objectifs et la pertinence d’une prise en compte de la qualité des sols pour l’élaboration des politiques locales d’urbanisme.

Fig. 3 – Évolution des territoires artificialisés à Gardanne entre 1998 et 2008

Fig. 3 – Évolution des territoires artificialisés à Gardanne entre 1998 et 2008

IV – Intégration des indices dans les documents d’urbanisme

29Si les principes généraux du Code de l’urbanisme (gestion économe du sol, art. L110) prévoient que le PLU a vocation, entre autres objectifs, à préserver l’environnement au sens large et la qualité de la ressource sol en particulier (art. L121-1-3° C.urb), il apparaît que concrètement, les PLU, en l’absence de dispositions plus précises, ne prennent que peu en compte le sol et ses différentes fonctions. Pourtant la protection du sol pourrait être renforcée en insérant, dans les différents éléments constituant le PLU, la référence à un indice évaluant l’adéquation des sols à certains usages.

30En premier lieu, cette insertion pourrait concerner les éléments du PLU relatifs à l’ensemble de la commune. Ainsi, la référence à cet indice pourrait permettre, lors de l’évaluation environnementale de certains documents d’urbanisme, d’évaluer les incidences des choix d’urbanisme proposés sur les fonctions des sols (art. L. 121-10, 4° C.urb.). De même, le rapport de présentation comporte une analyse de l’état initial de l’environnement qui doit être établie dans tous les cas. Elle pourrait donc être l’occasion, puisque les sols sont un élément de l’environnement, d’évaluer l’importance du « capital-sol » de la commune, et de faire apparaître les zones où sont présents des sols riches de fonctions diverses. Le rapport ayant également pour fonction d’évaluer les incidences du plan sur l’environnement (art R. 123-2, 4° C.urb) pourrait faire apparaître les perspectives d’évolution des sols, en mettant en relief les menaces qui pèsent sur leur conservation (imperméabilisation, artificialisation, pratiques agricoles, etc…). Mais surtout, le rapport du PLU de présentation pouvant « se référer aux renseignements relatifs à l’environnement figurant dans d’autres études, plan et documents » (art. R. 123-2-1, dernier alinéa C.urb.), il pourrait facilement
intégrer des renseignements résultant d’études pédologiques ou d’un indice caractérisant les sols. Certes, le rapport de présentation est dépourvu de portée normative, mais la jurisprudence considère que l’absence ou l’insuffisance de l’analyse de l’état initial de l’environnement dans le rapport de présentation est un vice de forme affectant la légalité externe du PLU (notamment CE, sect., 5 mai 1995, Sté coopérative maritime Bidassoa et CE, 19 mars 2008, n° 296504, Cne Saint-Cast-le-Guildo).

31De son côté, le PADD du PLU « définit les orientations générales d’aménagement et d’urbanisme retenues pour l’ensemble de la commune » (art. L. 123-1, al 2 C.urb) qui doivent être définies dans le respect des principes de gestion économe du sol (arts L. 110 et L. 121-1 C.urb). Même si le PADD n’est pas directement opposable il conditionne néanmoins le règlement et les orientations particulières d’aménagement, éléments opposables du PLU, qui doivent être établis en cohérence avec lui (art L. 123-1, al 2 et 4 C.urb).

32En second lieu, la préservation des sols pourrait être intégrée dans des éléments particuliers du PLU. Ainsi les orientations d’aménagement et de programmation, qui peuvent porter sur certains quartiers ou secteurs « à mettre en valeur, réhabiliter, restructurer ou aménager » prévoient des mesures pour mettre en valeur l’environnement, les paysages et le patrimoine (art L. 123-1-4 C. Urb). En considérant de façon large ces objectifs, la prise en compte de la qualité des sols aurait sa place dans ce cadre. En outre, ces orientations particulières, bien que facultatives, présentent l’intérêt d’être opposables.

33Le règlement du PLU fixe ensuite les règles applicables dans les zones urbaines (ZU), les zones à urbaniser (ZAU), les zones agricoles (ZA) et les zones naturelles et forestières (ZN). Si actuellement la qualité des sols n’est pas un critère pris en compte dans la délimitation des zones, il reste que certaines fonctions des sols peuvent être directement impactées ou indirectement préservées par certaines règles posées dans le règlement du PLU. Ainsi, dans le cas particulier de l’assainissement non collectif, la prise en compte de la fonction « circulation et rétention en eau » des sols est effective en pratique. En effet, pour qu’un dispositif d’assainissement non collectif puisse être installé, la perméabilité fait partie des renseignements requis pour déterminer l’aptitude du sol à accueillir un tel système d’assainissement. Ce sont donc ces cartes d’aptitude des sols à l’assainissement non collectif qui permettent aux communes d’établir un zonage d’assainissement.

34Outre ces zones spécifiques, il apparaît que les ZA et les ZN permettent le plus facilement de prendre en compte la multifonctionnalité des sols. En ce qui concerne les ZA, la notion de « potentiel agronomique ou biologique des terres agricoles », qui justifie une constructibilité très limitée, doit en effet être appréciée. Or cette notion fait l’objet d’une interprétation souple par le juge administratif, qui reconnaît facilement le potentiel agronomique, justifiant une protection des terres par leur classement en ZA, sans même qu’il soit besoin de lui fournir de preuves concrètes de ce potentiel. Par extension, les fonctions environnementales remplies par les sols qui, notamment, abritent de la biodiversité, semblent pouvoir entrer dans le cadre de la notion de « potentiel biologique », qui pourtant, n’est pas prise en considération en pratique. Ainsi peut-on penser qu’un indice mettant notamment en évidence l’importance des fonctions « environnementales » de certains sols serait pertinent pour fonder la protection de certaines zones.

35Pour ce qui concerne les ZN, elles peuvent être classées dans ce zonage de protection en raison de la qualité des sites, des milieux naturels, des paysages et de leur intérêt, notamment du point de vue écologique (art R. 123-8, al 1er C. urb). Ainsi le sol est-il protégé, de manière indirecte, par le classement en ZN, qui rend en principe inconstructibles les secteurs concernés (art. R123-8, al 3 C. urb). C’est pourquoi un indice intégrant la multifonctionnalité des sols pourrait s’avérer utile, non seulement pour aider les auteurs de PLU dans leur décision de classement de terrains en ZN, mais également en cas de litige, pour justifier un classement en ZN.

36Enfin, les PLU peuvent délimiter des emplacements réservés soumis à un statut particulier et destinés à l’aménagement d’installations d’intérêt général ou d’espaces verts. Ce classement rend les parcelles concernées inconstructibles pour toute autre opération et pourrait avoir pour objectif de préserver certaines fonctions du sol, reconnues comme présentant un intérêt général : on peut penser par exemple à la fonction « circulation et rétention de l’eau » sus-mentionée, ou à plus long terme, la fonction « puits de carbone ». Cependant, l’emplacement réservé demeure un outil ponctuel, qui ne concerne généralement que des espaces limités.

37En revanche, le classement en espaces boisés peut concerner des surfaces plus importantes. Il peut s’appliquer à des bois, des forêts, des parcs mais également à « des arbres isolés, des haies ou réseaux de haies, des plantations d’alignements » (art L. 130-1, al 1° C. urb). Il a pour effet d’empêcher les défrichements et d’interdire « tout changement d’affectation ou tout mode d’occupation du sol de nature à compromettre la conservation, la protection ou la création des boisements » (art L. 130-1, al. 2 C. urb). Il peut donc aboutir à une protection notable d’une superficie importante de sols. Néanmoins dans la pratique, le classement en ZN se superpose fréquemment avec le classement en espace boisé classé.

38Enfin, en-dehors des éléments élaborés dans le PLU, on peut noter que d’autres outils locaux de planification spatiale pourraient intégrer un indice « sols » : ainsi des plans de prévention des risques naturels prévisibles (PPRNP, art.L126-1 C. urb) et des zones agricoles protégées (ZAP, art.L112-2 C. rural).

V – Conception et application de l’indice de polyvalence d’usage des sols

1. Construction conceptuelle de l’indice

39À la suite des retours des consultations des acteurs locaux, de l’analyse des documents d’urbanisme, et à la lumière d’une analyse bibliographique des méthodes de conception d’indices de qualité des sols, des décisions sur la forme de l’indice ont été prises. Nous nous sommes orientés vers une évaluation non pas de la qualité « absolue » des sols, ce qui aurait été illusoire et non directement utilisable par des décideurs, mais plutôt vers une évaluation de la multifonctionnalité des sols (Nortcliff, 2002) selon les différents usages possibles (Pierce et Larson, 1993) à une échelle communale. Les zones définies dans le PLU se réfèrent en effet à l’utilisation effective ou envisagée du sol (ZA, ZN, etc.) lui attribuant de ce fait un usage particulier (ou principal). Il nous a semblé également important d’y ajouter l’idée de multiplicité d’usage (potentielle ou effective) permettant d’élargir l’indice à l’évaluation des potentialités d’un sol dans un contexte évolutif d’aménagement du territoire (modification du PLU par exemple).

40Nous nous proposons de présenter le concept de l’indice
d’adéquation d’usage des sols
sans en détailler la construction. Il a été élaboré sur la base de six grands thèmes (eau, nutriments, support physique, biodiversité, pollution, rareté), correspondant chacun à une fonction :

  • Circulation et rétention de l’eau,

  • Rétention et cycle des nutriments,

  • Stabilité physique et support,

  • Biodiversité,

  • Filtration et pouvoir tampon,

    • 10 La fonction patrimoine pédologique implique qu’il existe sur la commune des unités de sols caractér (...)

    Patrimoine pédologique (non pris en compte sur nos communes-test)10.

  • 11 Le « degré d’hydromorphie » est une caractéristique des sols servant par ailleurs de référence pour (...)

41On remarquera que ces fonctions sont similaires à celles listées dans la Proposition de directive du Parlement européen et du Conseil (COM, 2006). Pour chaque fonction, on établit par expertise un jeu optimum de paramètres à mesurer (optimum data set) caractérisant ladite fonction. Le choix des paramètres a été fait à la fois sur une base scientifique et en fonction de l’accessibilité de la donnée. Par exemple, pour la fonction « circulation et rétention de l’eau », les paramètres déterminants sont la réserve utile en eau, la perméabilité et le degré d’hydromorphie11 (Lozet et Mathieu, 1990). Les valeurs disponibles pour les paramètres étaient de qualité inégale pour les deux communes, voire inexistantes pour la commune de Gardanne. Les données nécessaires – optimum data set – ont donc été obtenues par le croisement de données environnementales connues (carte géologique, modèle numérique de terrain etc.) et, pour Gardanne, de données dérivées par similitude de la carte pédologique de Rousset, ainsi que de prospection de terrain. Dans un souci de simplification ces traitements préalables de l’information ne sont pas présentés ici.

42Les différents usages n’ont pas la même exigence vis-à-vis des paramètres du sol : de ce fait, il convient de vérifier si chacun des paramètres présente une valeur acceptable ou non (seuil) selon l’usage considéré. Pour cela, les paramètres du sol sont confrontés à une grille d’adéquation (non présentée) définissant ces valeurs seuil en fonction de l’usage. Selon le résultat, le paramètre est dit en adéquation ou en non-adéquation avec l’usage considéré. Enfin, l’indice étant fondé sur la notion de facteur limitant, si au moins un des paramètres décrivant une fonction est en non-adéquation, la fonction n’est pas satisfaite, même si les autres paramètres présentent des valeurs adéquates.

43Afin de représenter la multifonctionnalité requise pour le bon fonctionnement d’un sol, le résultat est fourni sous la forme d’un nombre de fonctions satisfaites (maximum cinq dans notre cas) pour chaque usage (tabl. 2). Une liste hiérarchique des usages a été établie à cet effet. Bien que les deux premiers niveaux s’inspirent des termes de la nomenclature européenne de l’occupation du sol Corine Land Cover, ils ont dû être adaptés pour être pertinents et compatibles avec une étude sur la qualité des sols. Le dernier niveau correspond à différentes utilisations du sol rassemblées d’après leur état de surface. Ce type d’énumération permet au planificateur une bonne image des potentialités du sol en fonction de son utilisation. Le résultat est donc une évaluation de l’adéquation des sols pour chacun des usages identifiés (au nombre de neuf) sur le territoire d’étude. Ensuite, il est possible d’additionner le nombre total de fonctions satisfaites pour tous les usages, créant ainsi un indice de polyvalence d’usage des sols. L’indice d’adéquation des sols et l’indice de polyvalence peuvent tous les deux être spatialisés par unités élémentaires de caractérisation du sol (pixel), par unités de sol ou par zones de planification d’usage du sol telles que définies dans le PLU après le calcul de moyennes. Cela permet ainsi de visualiser les potentialités du patrimoine sol de la commune et de les confronter aux choix d’urbanisme identifiés dans les PLU de Gardanne et Rousset.

Tableau 2 – Nomenclature des usages pris en compte dans l’élaboration de l’indice d’adéquation d’usage du sol

Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

Territoires agricoles

Cultures annuelles, prairies temporaires

Cultures permanentes

Forêts et

milieux semi-naturels

Forêts

Milieux à végétation arbustive et/ou herbacée

Zones humides

Zones humides intérieures et maritimes

Territoires artificialisés

Zones urbanisées

Places, cours, parkings, voies de

communication, équipements sportifs et de loisirs artificialisés

Jardins d’agrément, équipements

sportifs et de loisirs non artificialisés,

plates-bandes

Jardins potagers et familiaux

Jardins et assainissement non collectif

Zones industrielles et commerciales

Places, cours, parkings, voies de

communication, surfaces techniques

Jardins d’agrément, plates-bandes

Les deux premiers niveaux s’inspirent des termes de la nomenclature européenne de l’occupation du sol Corine Land Cover. Le dernier niveau correspond à différentes utilisations du sol rassemblées d’après leur état de surface.

2. Application de l’indice de polyvalence du sol dans une perspective urbanistique

44La cartographie de la polyvalence d’usage des sols constitue une sortie à la fois évidente et pertinente de l’ensemble de notre démarche. La figure 4 en présente une illustration : il s’agit d’un extrait de la carte produite sur la commune de Gardanne à partir du croisement de la spatialisation de l’indice de polyvalence des sols et du zonage inscrit dans le PLU. Sans préjuger du bienfondé des choix d’urbanisme qui ont été faits, on note que le zonage ne reflète pas toujours ce à quoi on pourrait s’attendre si on prenait en compte les potentialités des sols. Dans le PLU, il apparaît clairement que le fil conducteur est une densification de l’urbanisation existante afin de limiter la consommation des terres agricoles périurbaines (idem à Rousset). Cependant, des zones à urbaniser (AU) sont à l’évidence planifiées sur des sols présentant une multifonctionnalité élevée (zones classées dans le 5e quintile indiquant un grand nombre de fonctions satisfaites), tandis que des zones naturelles (N) sont plutôt maintenues là où les sols sont les moins à même de répondre efficacement à des sollicitations environnementales variées. Les sols ne pouvant supporter que les usages les moins exigeants sont donc maintenus au détriment de sols pouvant potentiellement supporter les usages du sol les plus exigeants. L’explication de ces apparentes contradictions est à rechercher dans l’histoire du développement de l’agglomération initialement implantée sur un piton rocheux entouré de la zone agricole. L’extension du centre-ville s’est faite en continuité du noyau initial et la volonté de densification de l’habitat (pour éviter le mitage) a contribué à consommer les surfaces les plus proches, indépendamment de leur qualité. Au sud-est, la zone agricole semble judicieusement délimitée (ce qui n’est pas toujours le cas dans le reste du zonage) mais on remarque aussi à l’ouest de la carte une bande de sols appartenant en quasi-continuité au 5e quintile et qui pourrait donc potentiellement participer à la définition d’un cordon de zone naturelle (comme par exemple une trame verte). Bien évidemment, ces quelques considérations ne donnent qu’une petite idée des potentialités d’exploitation de cette information dans une démarche de gestion et de planification de l’espace. Intégré dans un système d’information géographique comprenant l’ensemble des paramètres pertinents pour une gestion avisée du territoire, l’indice de polyvalence d’usage des sols laisse entrevoir un grand nombre d’applications utiles pour les collectivités locales.

45L’étape suivante a consisté à proposer cette approche aux gestionnaires et à discuter avec eux de l’intérêt de l’information fournie et de la manière dont ils l’intégreraient dans leur réflexion et dans les documents d’urbanisme. Ces rencontres ont établi le bien-fondé et l’acceptabilité de notre approche qu’il restera à valider lors des ré-évaluations des PLU.

Fig. 4 – Représentation de l’indice de polyvalence des sols dont une moyenne a été effectuée par zone du plan local d’urbanisme (extrait sur Gardanne).

Fig. 4 – Représentation de l’indice de polyvalence des sols dont une moyenne a été effectuée par zone du plan local d’urbanisme (extrait sur Gardanne).

Les quintiles ont été calculés sur la plage des valeurs moyennes obtenues par zone PLU sur la commune concernée

VI – Limites, conclusion et perspectives

46Le projet UQualiSol-ZU représente une première tentative pour concilier les différents acteurs concernés par les sols et leur gestion. Il ne débouche pas sur un outil « clé-en-main ». C’est avant tout une approche que nous proposons aux personnes en charge de l’aménagement et de la planification du territoire afin qu’elles puissent bénéficier d’information permettant une gestion éclairée des sols, basée sur le maintien de leur multifonctionnalité.

47Il est évident que la mise en œuvre de l’approche proposée demeure conditionnée par la manifestation d’une volonté locale forte. Elle ne peut être d’aucune utilité si les décideurs publics refusent, au niveau local, d’intégrer dans leurs réflexions la nécessité de préserver le capital-sol de la commune. Cette limite, qui peut sembler triviale, est particulièrement importante dans le contexte actuel où aucune obligation nationale ne vient encadrer ces démarches innovantes.

48Néanmoins, il convient de noter que l’indice, de portée générale, a une visée concrète vers deux cas d’études, ce qui a permis une validation de l’approche et de ses résultats. Des ouvertures et améliorations font d’ores et déjà l’objet de réflexions afin d’affiner la résolution des résultats. On peut citer par exemple : un test de sensibilité au nombre de paramètres pris en compte, permettant d’évaluer la pertinence de l’indice dans le cas de communes ne possédant que peu d’information sur leurs sols (test d’un jeu de données minimales ou « minimum dataset » par opposition à l’« optimum dataset » utilisé dans cette étude), l’intégration de paramètres du domaine de l’urbanisme, relatifs à la configuration spatiale de la matrice urbaine, tels que la notion de fragmentation des unités de sol ou la distance d’accès à une unité de sol. À ce titre, UQualiSol-ZU doit donc être considéré comme une contribution utile pour la prise en compte des sols dans la gestion des territoires.

Remerciements
Outre le soutien financier du programme GESSOL et de l’ADEME, le projet a bénéficié de l’appui de la fédération ECCOREV et de l’Observatoire Hommes-Milieux du Bassin Minier de Provence. Il a également bénéficié du concours précieux des autorités municipales de Gardanne et de Rousset (élus locaux et personnels des services dédiés à l’urbanisme, au développement économique, à l’environnement). Cet article résulte aussi des échanges nourris au sein du projet UQualiSol-ZU qui, outre les auteurs, a rassemblé : Franco Ajmone-Marsan et Mattia Biasioli
(Di.Va.Pra., Université de Turin, Italie), Stéven Criquet (IMBE, Aix-Marseille Université), Coralie Demazeux, Chloé Cormier (CEJU-LIEU, Aix-Marseille Université) et Thomas Ménard (CEREGE, Aix-Marseille Université). Enfin, nous tenons à remercier Jean-Claude Lacassin, de la Société du Canal de Provence et d’aménagement de la région provençale, pour son soutien et la mise à disposition de données pédologiques pour la commune de Rousset.

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Notes

1 http://www.developpement-durable.gouv.fr/Quelques-definitions.html

2 Le GESSOL est un programme du Ministère de l’Écologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement lancé en 1998 et intitulé : « Fonctions environnementales et GEStion du patrimoine SOL ». URL : http://www.gessol.fr/

3 Dispositif interdisciplinaire de recherche en environnement de l’Institut écologie et environnement du CNRS : URL : http://www.ohm-provence.org

4 SCOT : schéma de cohérence territoriale.

5 SDAGE : schéma directeur d’aménagement et de gestion des eaux.

6 PPR : plan de prévention des risques.

7 DTADD : directive territoriale d’aménagement et de développement durables.

8 Cartographie à grande échelle, proposant un niveau 4 à la nomenclature Corine Land Cover pour les territoires artificialisés, réalisée dans le cadre du CRIGE PACA et abordée par Robert et Autran (2012).

9 PADD : Projet d’aménagement et de développement durable.

10 La fonction patrimoine pédologique implique qu’il existe sur la commune des unités de sols caractéristiques ne représentant pas plus de 10 % de la surface totale de la commune. Ce type d’unités n’a pas été identifié à Gardanne et Rousset.

11 Le « degré d’hydromorphie » est une caractéristique des sols servant par ailleurs de référence pour la définition et la délimitation des zones humides (arrêté modifié du 01/06/2008) en l’absence de végétation « marqueur ».

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Échanges entre quatre grandes catégories du territoire entre 1992 et 2003 (repris et modifié de Chakir et Madignier, 2006)
Légende Les flèches correspondent aux flux nets entre les deux catégories concernées.
URL http://journals.openedition.org/soe/docannexe/image/173/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 120k
Titre Fig. 2 – Bassin minier de Provence et les communes retenues pour l’étude
URL http://journals.openedition.org/soe/docannexe/image/173/img-2.png
Fichier image/png, 139k
Titre Fig. 3 – Évolution des territoires artificialisés à Gardanne entre 1998 et 2008
URL http://journals.openedition.org/soe/docannexe/image/173/img-3.png
Fichier image/png, 153k
Titre Fig. 4 – Représentation de l’indice de polyvalence des sols dont une moyenne a été effectuée par zone du plan local d’urbanisme (extrait sur Gardanne).
Légende Les quintiles ont été calculés sur la plage des valeurs moyennes obtenues par zone PLU sur la commune concernée
URL http://journals.openedition.org/soe/docannexe/image/173/img-4.png
Fichier image/png, 89k
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Pour citer cet article

Référence papier

Catherine Keller, Marie-Laure Lambert-Habib, Samuel Robert, Jean-Paul Ambrosi et Éva Rabot, « Méthodologie pour la prise en compte des sols dans les documents d’urbanisme : application à deux communes du bassin minier de Provence », Sud-Ouest européen, 33 | 2012, 11-24.

Référence électronique

Catherine Keller, Marie-Laure Lambert-Habib, Samuel Robert, Jean-Paul Ambrosi et Éva Rabot, « Méthodologie pour la prise en compte des sols dans les documents d’urbanisme : application à deux communes du bassin minier de Provence », Sud-Ouest européen [En ligne], 33 | 2012, mis en ligne le 06 décembre 2013, consulté le 19 novembre 2018. URL : http://journals.openedition.org/soe/173 ; DOI : 10.4000/soe.173

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Auteurs

Catherine Keller

Professeur (keller@cerege.fr, tèl : +33(0)4 42 92 34 96), CNRS, Aix-Marseille Université, CNRS, Collège de France, IRD, CEREGE, UMR 7330, Europôle méditerranéen de l’Arbois, BP 80, 13545 Aix-en-Provence, Cedex 4, France.

Marie-Laure Lambert-Habib

Maître de conférences, Aix-Marseille Université, CEJU-LIEU, 2 av. Henri Poncet, 13100 Aix-en-Provence, France.

Samuel Robert

Chargé de Recherche CNRS, Aix-Marseille Université, CNRS, ESPACE, UMR 6012, Faculté des sciences de Luminy, Case 901, 163 avenue de Luminy, 13288 Marseille Cedex 9, France.

Articles du même auteur

Jean-Paul Ambrosi

Chargé de Recherche CNRS, Aix-Marseille Université, CNRS, Collège de France, IRD, CEREGE, UMR 7330, Europôle méditerranéen de l’Arbois, BP 80, 13545 Aix-en-Provence, Cedex 4, France.

Éva Rabot

Ingénieur d’études, Aix-Marseille Université, CNRS, Collège de France, IRD, CEREGE, UMR 7330, Europôle méditerranéen de l’Arbois, BP 80, 13545 Aix-en-Provence, Cedex 4, France. Adresse actuelle : Institut National de la Recherche Agronomique, UR0272 Science du Sol, F-45075 Orléans, France.

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