Contexte
Le projet BISON est mené par un consortium de 39 membres européens et pays associés. Il vise à aborder l’intégration de la biodiversité dans le développement des infrastructures tel que les routes, les chemins de fer, les voies navigables, les aéroports, les ports ou les réseaux de transport d’énergie.
Pour remplir sa mission, le projet BISON s’est fixé les objectifs suivants :
- Identifier les besoins futurs en recherche et en innovation pour favoriser l’intégration de la biodiversité dans les infrastructures.
- Identifier les méthodes et les matériaux de construction, d’entretien et d’inspection qui sont durables et résilients pouvant être utilisés par différents modes de transport pour atténuer la pression sur la biodiversité.
- Aider les États membres européens à respecter leurs engagements internationaux en associant toutes les parties prenantes pour permettre l’intégration de la biodiversité dans les projets de planification et de développement des infrastructures.
- Renforcer l’exemplarité des États membres européens en matière de durabilité, en montrant la voie à d’autres pays, y compris les pays en développement.
Ce projet donne lieu à de nombreux livrables dont certains sont portés par des membres de l’UPGE.
Livrables portés par l'UPGE
« Report on emerging trends and future challenges » – Rapport sur les tendances émergentes et les défis futurs
Contributeurs UPGE : Marine Pasturel & Sylvain Moulherat (TerrOïko), Jordan Peyret (Naturalia), Chloe Desplechin, Sophie Ménard & David Magnier (CDC biodiversité)
L’objectif général de ce livrable est d’identifier et de décrire les bonnes pratiques actuelles ainsi que d’identifier les nouvelles approches susceptibles de contribuer à l’intégration de la biodiversité dans le secteur des transports. Cela dans un contexte où les tendances émergentes technologiques et environnementales sont à l’origine de nouveaux défis et de nouvelles opportunités.
Le présent rapport est issu des efforts de collaboration du groupe de travail BISON de janvier 2021 à mai 2022. Il est fondé sur une vaste recherche documentaire comprenant des publications scientifiques et non scientifiques, des sites Web, des blogues et des communications gouvernementales. Il servira d’inspiration pour l’élaboration du futur programme de recherche ainsi que l’élaboration de scénarios dans d’autres parties du projet BISON. Le rapport explore certaines tendances démographique, économique, climatique, de biodiversité et technologique, examinant leurs répercussions sur la nature et les opportunités d’intégration de la biodiversité dans les transports. Il propose également des actions et des outils concrets pour faire face aux défis émergents et contribuer à la mise en place d’un système de transport durable.
Les différents chapitres de ce rapport peuvent être lus indépendamment les uns des autres et disposent chacun de leur propre résumé avec une liste de points clés. Les messages centraux des chapitres sont les suivants :
- La technologie des transports est sur le point de connaître un changement révolutionnaire caractérisé par un secteur plus efficace, plus propre, plus équitable et plus résilient où la mobilité est remplacée par l’accessibilité avec une demande de transport (inutile) réduite. Pourtant, ces avantages peuvent ne pas suffire à compenser les besoins de la population mondiale croissante et l’augmentation du niveau de vie. De plus en plus d’infrastructures seront construites et il faudra adopter des approches inclusives et holistiques pour les personnes ainsi que pour la nature afin de tendre vers un système durable.
- L’atténuation du changement climatique n’est désormais plus remise en question et la décarbonation du secteur des transports est au cœur du développement durable. Cependant, afin de faire face aux impacts inévitables et existant sur les personnes et les écosystèmes, les infrastructures de transport ainsi que de nombreuses autres pratiques d’utilisation des terres et d’ingénierie doivent s’adapter. Ces adaptations représentent une opportunité d’amélioration de l’état de la biodiversité. Cependant à l’instar des nouvelles infrastructures, elles nécessitent une approche holistique et inclusive pour bénéficier de ces évolutions.
- Les solutions fondées sur la nature offrent une alternative durable et économiquement viable face aux approches techniques conventionnelles d’adaptation environnementale (et écologique) des infrastructures. Elles peuvent non seulement aider à faire face aux changements climatiques, mais aussi aider à intégrer les infrastructures dans l’environnement naturel et réduire leurs impacts négatifs. Pourtant, le concept est émergent : plus de développement et d’expérience est nécessaire pour atteindre son réel potentiel.
- Déclenchés par le changement climatique, l’exploitation des habitats et l’expansion des transports, mais aussi grâce aux solutions fondées sur la nature et aux réalisations en matière de restauration/conservation, les gestionnaires d’infrastructures devront de plus en plus faire face à des espèces sauvages exotiques et indigènes dont certaines peuvent être préoccupantes pour les infrastructures ou la biodiversité. Afin de maîtriser la menace biologique et répondre simultanément aux besoins des espèces souhaitées, des stratégies intersectorielles de surveillance et de gestion de la biodiversité doivent être élaborées et adoptées.
- L’analyse d’impact traditionnelle n’est pas suffisante pour traiter les effets à grande échelle et à long terme qui s’accumulent via divers effets directs et indirects du développement des infrastructures, du changement climatique et de leurs répercussions sur les sociétés humaines. L’évaluation des effets cumulatifs sur la nature et sur les personnes nécessite une approche holistique, mais aussi un système de surveillance complet qui assure un suivi des résultats des tentatives d’atténuation.
- Les valeurs sociales et écologiques devraient être prises en compte conjointement dans une planification et une conception globale des infrastructures de transport. Pour développer des solutions appropriées et aider les gens à relever les défis et à accepter les changements nécessaires, par exemple dans le comportement en matière de transport, nous devons nous appuyer sur des connaissances comportementales et psychologiques plutôt que sur des solutions techniques. L’intégration de la biodiversité et des préoccupations sociales dans le secteur des transports doit faire appel à des valeurs émotionnelles, culturelles et récréatives.
- Toutefois, la majeure partie de ce qui précède n’est réalisable que si elle est économiquement défendable alors qu’elle vise une durabilité qui ne produira pas de revenus attrayants à court terme. Il faudrait donc accorder la priorité à l’augmentation du financement alternatif, à la réorientation des mesures incitatives et à la mise en place de nouvelles mesures de réglementation et de transformation. L’internalisation de l’externalité des coûts de transport peut être un élément clé de cette approche. En outre, les tendances démographiques des populations affectent également l’économie nationale et mondiale et doivent être prises en compte lors de l’intégration de la biodiversité dans le secteur des transports.
Pour résumer, les principaux objectifs d’un secteur des transports durable sont les suivants :
- réduire la demande de mobilité et de transports (inutiles) et viser plutôt à accroître l’accessibilité des ressources,
- inclure des valeurs non liées aux transports et non monétaires dans une planification globale à long terme qui favorise à la fois les personnes et la biodiversité,
- internaliser les coûts externes des transports pour la société et l’environnement (principe du pollueur-payeur), y compris les effets à long terme et cumulatifs. Encore une fois, cela nécessite une gouvernance solide et des politiques ambitieuses et harmonisées qui impliquent le grand public ainsi que les parties prenantes et les entreprises.
« Report on Application of BIM and other Tools to Standardise Data Record and Management » – Rapport sur l’application du BIM et d’autres outils pour normaliser les enregistrements de données et de management
Contributeur UPGE : Sylvain Moulherat (TerrOïko)
Au cours des dernières décennies, les représentations numériques, les données et les processus interactifs qui sous-tendent les pratiques actuelles sur les infrastructures et sur la gestion de la biodiversité, a emprunté différentes voies conduisant au développement de connaissances spécifiques. Celles-ci doivent désormais être intégrées afin de rendre les infrastructures de transport durables avec le moins d’impact possible sur la biodiversité.
Dans ce document, nous explorons les opportunités pour les deux secteurs qu’offrirait le développement du continuum opérationnel entre les systèmes d’information géographique (SIG), le modèle d’information du bâtiment (BIM) et le jumeau numérique (DT) mis en œuvre par les développeurs et les gestionnaires d’infrastructures de transport et / ou de biodiversité.
Un tel continuum nécessiterait un environnement de données commun (CDE) qui doit encore être défini dans un contexte où la thématique biodiversité est presque absente de l’environnement BIM.
Grâce à l’enquête réalisée par le projet BISON auprès des acteurs des secteurs des infrastructures de transport et de la biodiversité, nous avons montré que le sujet de la technologie numérique des infrastructures de transport ainsi que celui de la gestion de la biodiversité est encore un sujet qui semble être principalement traité de manière indépendante par un petit groupe d’experts, de chercheurs et de praticiens des deux secteurs. Cette pénurie semble être partagée entre les États membres et leur réseau de parties prenantes à cause d’une perméabilité limitée entre les secteurs des infrastructures de transport, de la biodiversité et des technologies de l’information.
Ce rapport met en évidence les principales technologies numériques qui émergent pour gérer les infrastructures de transport et la biodiversité. Il suit la chaîne de valeur des données et identifie à chaque étape les principales technologies numériques impliquées, leur utilisation actuelle et les lacunes et obstacles qui entravent leur diffusion sur le marché, le cas échéant. Par conséquent, il identifie les principales tendances futures en termes de nouvelles technologies ou de changements dans leur utilisation. Ainsi, ce rapport est axé sur les opportunités offertes par l’intégration des questions de biodiversité dans l’ensemble du cycle de vie de la gestion des infrastructures plus que sur les bénéfices pour l’un ou l’autre des secteurs.
Premièrement, ce livrable aborde l’aspect général de la collecte de données. Ainsi, la première section technique se concentre sur la question des capteurs avec deux champs d’application complémentaires et non exclusifs. Les capteurs sont initialement considérés dans un contexte mobile, où ils sont embarqués dans des véhicules (satellites, véhicules courants, drones, etc.) et enregistrent des données le long de la trajectoire du véhicule permettant un enregistrement à grande échelle ou dans des endroits difficiles d’accès.
Deuxièmement, les capteurs sont considérés comme statiques et surveillant les infrastructures ou les actifs de biodiversité qu’ils sont censés suivre. Ces capteurs statiques devraient donc être connectés et faire partie de l’« Internet des objets » (Internet of Things (IoT)) pour fonctionner en réseau. Un tel fonctionnement offre la possibilité d’une surveillance continue à long terme de l’infrastructure de transport et de ses atouts environnementaux.
En troisième partie du thème de la collecte de données sont abordées les données citoyennes dans le secteur de l’environnement. Elles sont largement utilisées pour la surveillance de la diversité biologique et devraient être prises en compte dans le cadre de l’intégration de la diversité biologique dans les infrastructures de transport. Pour l’instant, les approches citoyennes sont rares dans le secteur de la gestion des infrastructures de transport. L’inclusion de ces nouvelles approches pourrait ouvrir plusieurs nouveaux défis.
Cette section se poursuit avec une partie dédiée à la modélisation en mettant l’accent sur les modèles d’ingénierie qui visent à produire des données simulées réalistes pour résoudre des problèmes d’ingénierie. Largement utilisés dans le secteur industriel et dans le génie civil, les modèles écologiques se développent, mais leur utilisation pour résoudre les problèmes de biodiversité posés dans le cadre de la gestion des infrastructures de transport est encore assez rare. Pour clore l’aspect acquisition de données, une section transversale dédiée aux techniques d’intelligence artificielle (IA) cherche à mettre en évidence leurs effets catalyseurs lorsqu’elles sont mises en œuvre avec les différentes techniques de collecte de données abordées dans le livrable. Nous concluons donc que les secteurs de la biodiversité et des transports utilisent ces outils et ces données à des fins spécifiques qui peuvent souvent être mutualisées offrant des opportunités d’amélioration dans la rentabilité des infrastructures de transport et dans la gestion de la biodiversité.
La deuxième section technique traite la question de la gestion et du partage des données. Nous montrons que le transfert de connaissances et de savoir-faire du secteur BIM, en particulier en ce qui concerne les processus, constitue un vaste champ de recherche, de développement et d’innovation. Cette expansion du champ d’application BIM devrait être développée et promue afin d’assurer l’interopérabilité entre les deux silos actuels que sont la gestion de la biodiversité d’une part, et la gestion des infrastructures de transport de l’autre alors qu’ils sont de plus en plus imbriqués. Les deux principales clés pour résoudre les problèmes d’interopérabilité sont la structure des données et la compatibilité des formats de fichiers d’échange entre les logiciels. En ce qui concerne la structure des données, l’intégration de concepts et de méthodes liés au BIM développés dans l’industrie ou dans la gestion immobilière est une étape nécessaire. Nous proposons donc de développer de bonnes pratiques inspirées des processus BIM qui peuvent être appliquées à la collecte de données ainsi qu’au partage de données à l’échelle de l’UE dans le contexte de l’intégration de la biodiversité dans les infrastructures de transport.
Enfin, cette section met l’accent sur le défi central rencontré pour traiter l’hétérogénéité spatiale et temporelle des données, qui est pertinente pour l’intégration de la biodiversité dans la gestion des infrastructures de transport. En particulier, cette section traite de certains défis liés à l’interopérabilité des données. Ils sont liés à la gestion des données à grande échelle avec les SIG 2D couramment utilisés pour la gestion de la biodiversité et des infrastructures de transport linéaire, avec le BIM en ce qui concerne le développement d’outils DT. Une telle question d’interopérabilité doit également être mise en perspective du développement de villes intelligentes et durables qui doivent être connectées aux infrastructures réelles et numériques de transport et/ou de biodiversité.
Après avoir abordé les questions de collecte de données et de gestion, le livrable explore certaines applications intégratives qui devraient émerger du développement d’outils numériques, permettant l’intégration des thèmes de la biodiversité dans la gestion des infrastructures de transport. Ainsi, le rapport s’engage à développer un continuum intégratif SIG/BIM/DT capable d’intégrer correctement la gestion de la biodiversité dans le cycle de vie complet des infrastructures de transport. Cela permet d’assurer leur durabilité et d’éviter qu’elles ne soient une source de perte de biodiversité.
Ainsi, cette section aborde d’abord les opportunités en termes de développement d’une communauté de professionnels offerte par le travail conjoint des communautés de gestion de la biodiversité, de gestion des infrastructures de transport et de l’informatique. Par conséquent, la section aborde le thème du développement de logiciels nécessaires pour assurer l’interopérabilité des données et la collaboration entre les acteurs de l’intégration de la biodiversité dans les infrastructures de transport.
Nous explorons enfin les pratiques émergentes attendues offertes par le développement de SIG / BIM / DT inclusifs pour la biodiversité et les infrastructures de transport comme l’intégration de la biodiversité dans l’analyse du cycle de vie des infrastructures de transport, le développement de la réalité virtuelle et améliorée pour la gestion des infrastructures et la relation avec les citoyens ou la réglementation de l’administration, etc. Un tel continuum d’intégration nécessiterait un effort important en recherche, développement, innovation et renforcement des capacités car il constitue un nouveau secteur d’activité à la croisée du génie civil, de l’écologie et de l’informatique.
Les technologies numériques consomment de l’énergie et des ressources. Nous formulons donc des recommandations pour assurer la durabilité de l’intégration de la biodiversité dans les infrastructures de transport dans un environnement numérique. De même, certaines recommandations spécifiques en matière de sécurité des données sont fournies pour éviter les risques spécifiques associés aux données sur la biodiversité et prévenir le commerce illégal d’espèces protégées, par exemple.
Contributeurs UPGE : Marine Pasturel & Sylvain Moulherat (TerrOïko), Jordan Peyret (Naturalia), Chloe Desplechin, Sophie Ménard & David Magnier (CDC biodiversité)
Avec : Allan Rauline (Egis)
Autres contributeurs UPGE – autre livrable : Olivier Taugourdeau & Jean Guilmain (Valorhiz_FR), Mathias Prat & Elena Bunel (Biotope)
