UP' Magazine L'innovation pour défi

Le monde végétal sait aussi apprendre

Pendant très longtemps, la communauté scientifique a considéré que les plantes, si elles étaient certes capables de s’adapter à des modifications de leur environnement par les mécanismes de la sélection naturelle, étaient dépourvues, faute de système nerveux, de la faculté d'apprentissage - telle que celle-ci est mise en œuvre chez les animaux et les êtres humains. Mais de récentes et passionnantes découvertes sont venues remettre en cause ce dogme, ouvrant un immense champ de recherche.
 
Pour se développer et survivre, des plantes savent utiliser de manière remarquable leurs racines, dont le réseau parfois extrêmement étendu leur permet d’aller chercher très loin l’eau et les nutriments dont elles ont besoin. En travaillant sur la plante Arabidopsis thaliana, des chercheurs du Laboratoire de biochimie et physiologie moléculaire des plantes de Montpellier et de l’Institut Jean-Pierre Bourgin (Inra/AgroParisTech/CNRS) ont identifié, fin 2016, un gène, baptisé HCR1, qui contrôle la perméabilité à l’eau des racines, en tenant compte de la teneur en potassium et en oxygène du sol.
Arabidopsis-Thaliana
 
Ce gène, au fonctionnement remarquable, permet aux plantes de réduire l’entrée d’eau dans les racines quand la concentration d’oxygène devient trop faible, mais seulement quand le sol est riche en potassium, un sel minéral indispensable à la croissance des plantes. La découverte de ce mécanisme d'équilibration entre le niveau d’oxygène, la teneur en minéraux et la perméabilité des racines est considérée comme majeure et devrait avoir de larges conséquences agronomiques en permettant la sélection d’espèces mieux adaptées à leur environnement.
 
Cette découverte vient également conforter, sur le plan génétique, l’hypothèse de Barbara Hohn, de l'Institut pour la recherche biomédicale Friedrich-Miescher (Basel, Suisse), qui avait montré en 2006 que cette même plante (Arabidopsis thaliana) garde en "mémoire" la trace des menaces auxquelles elle doit soudainement faire face dans la nature. Encore plus étonnant, ces mêmes chercheurs ont montré que cette plante transmet à ses descendants ces capacités d’adaptation aux conditions nouvelles de son environnement. 
 
Pour mettre en évidence cette propriété remarquable des plantes « d’inscription génétique » d’un brusque changement de leurs conditions de vie, ces scientifiques ont exposé des cultures d’Arabidopsis thaliana à différents types de stress (brusque augmentation du rayonnement ultraviolet et attaque bactérienne notamment). Ils ont alors eu la grande surprise de constater que les plantes déclenchaient très rapidement un processus particulièrement efficace de recombinaison de leurs gènes, leur permettant d’accroître leur diversité génétique et d’améliorer sensiblement leurs chances de survie dans ce nouvel environnement agressif. Ce réarrangement de leurs gènes a perduré au cours des quatre générations suivantes, même en l’absence d’exposition des descendants à ces facteurs de stress… 
 
Fin 2016, des chercheurs australiens ont confirmé cette étonnante capacité d’apprentissage des plantes (Voir étude dans la revue Nature), en se livrant à une série d’expériences très ingénieuses. Ils ont placé de jeunes plants de pois dans un labyrinthe divisé en deux compartiments. Dans le premier, les chercheurs ont disposé une lampe  et un ventilateur du même côté. L’idée des scientifiques était d’associer le vent à la lumière et de faire en sorte que le vent soit considéré par ces plantes comme un événement prédictif annonçant la lumière. 
Dans l’autre compartiment, la lumière a été placée à l’opposé du ventilateur. Dans cette situation, le vent a donc été utilisé de manière neutre car il n'est pas utile à la plante, même si celle-ci est tout à fait capable de le détecter. Une fois ce dispositif installé, les chercheurs ont voulu savoir si les plantes présentes dans ces deux compartiments pouvaient voir leur comportement conditionné par ces associations de stimuli. Ces scientifiques ont alors constaté qu’en supprimant la source lumineuse, 62 % des pois du premier compartiment ont poussé du côté du ventilateur, même quand la lumière avait été retirée. Dans le deuxième compartiment, les chercheurs ont observé que 69 % des plantes ont poussé du côté où se trouvait la lumière auparavant. 
 
Les scientifiques ayant réalisé cette expérience très rigoureuse sont persuadés que ces observations montrent que les plantes sont bien capables d’échapper à une simple réaction par conditionnement et ont appris à associer les deux éléments, lumière et vent, pour choisir l’endroit qui leur semble le plus propice à leur développement…
 
Ce protocole expérimental montre également que les plantes savent anticiper l'arrivée de la lumière en poussant du côté où elles avaient bénéficié d’une exposition lumineuse au cours des jours précédents. Comme le soulignent les conclusions de cette passionnante étude, « Bien que la possibilité que les plantes puissent apprendre par association ait été envisagée dans des études antérieures, notre travail en fournit la première preuve sans équivoque ». 
 
Autre observation également très intéressante : pour que ce mécanisme d’apprentissage puisse fonctionner, les expérimentations devaient respecter les rythmes circadiens de ces plantes. Cette faculté d’apprentissage serait donc soumise, comme chez les animaux et les êtres humains, à des contraintes métaboliques précises. 
 
 
A l’issue de cette étude qui a fait grand bruit dans la communauté scientifique, il faut bien admettre que les plantes étudiées ne semblent pas seulement répondre aux stimuli lumineux pour survivre. Leur comportement suggère en effet que ces plantes sont capables de faire de véritables choix et de prédire à quel moment et à quel endroit la lumière va apparaître. Cette capacité tout à fait étonnante d’apprentissage et d’anticipation confère bien entendu aux plantes qui les possèdent un avantage compétitif décisif qui pourrait expliquer l’extraordinaire « explosion » évolutive qui a caractérisé les végétaux au début du Cambrien. 
 
Il semble donc, à la lumière de ces expérimentations et découvertes, que les plantes, bien qu’elles ne possèdent pas de système nerveux, soient bel et bien capables de stocker certaines informations et expériences importantes sous forme biochimique. Elle se « souviennent » des événements importants de leur existence.
 
Récemment, des chercheurs du Centre de recherches sur la cognition animale de Toulouse ont monté  que le « Physarum polycephalum », un champignon jaune des sous-bois qui a la particularité de se déplacer, peut apprendre à ignorer un obstacle de caféine sur son chemin, alors qu'il est unicellulaire et dépourvu de système nerveux. (Voir PRS).
Apparu sur terre il y a plus de 500 millions d’années, ce champignon, large de plusieurs centimètres et pourtant composé d’une unique cellule avec des milliers de noyaux, n’en finit pas d’étonner les chercheurs par son cycle de développement et ses capacités d’adaptation véritablement hors normes à son environnement. Cette équipe toulousaine a voulu observer comment ce champignon qui se déplace très lentement (5 cm/h en moyenne) allait réagir s’il était confronté à certains obstacles pour accéder à sa nourriture.
 
Les chercheurs ont divisé les champignons en deux groupes : le premier pouvait accéder directement à sa nourriture de base. En revanche, le second devait obligatoirement passer sur une piste imprégnée de substances chimiques que le champignon ne connaissait pas dans la nature et qui pouvaient être potentiellement nocives, comme la caféine de quinine. Résultat : les champignons du second groupe se sont d’abord montrés beaucoup plus lents et prudents dans leur progression que ceux du premier groupe. Mais au bout de six jours, ayant constaté que les substances auxquelles ils étaient exposés étaient inoffensives, ils allaient aussi vite que leurs congénères du premier groupe pour trouver leur nourriture…
 
Comme dans les précédentes expériences que nous avons évoquées, ces chercheurs sont convaincus qu’il y a bien eu apprentissage et qu’il ne s’agit pas d’une simple réaction conditionnée, car la réponse des champignons restait spécifiquement liée à la substance utilisée : les champignons qui s’étaient habitués à la caféine restaient réticents à la quinine, et vice et versa. Des études antérieures avaient déjà montré que ce champignon Physarum polycephalum, si on l’obligeait à emprunter un labyrinthe pour trouver sa nourriture, finissait au bout d’un certain temps par trouver le chemin le plus court !
 
Face aux résultats tout à fait étonnants de ces dernières expérimentations, les chercheurs soulignent que l’apprentissage, tel que nous le concevons  - c’est-à-dire défini comme un changement de comportement provoqué par l’expérience - a été presque exclusivement étudié jusqu’à présent chez les organismes multicellulaires dotés d’un système nerveux. Il était en effet communément admis que les végétaux n’étaient pas capables d’apprendre, au sens noble du terme et qu’ils ne pouvaient que s’adapter, en exprimant leur variabilité génétique, à certaines modifications de leur environnement.
 
Mais il faut pourtant se rendre à l’évidence : les plantes et les arbres ont non seulement des capacités d’adaptation bien plus élaborées et subtiles qu’on ne l’imaginait jusqu’à présent mais semblent bel et bien capables de tirer les leçons de certaines de leurs expériences, de les mémoriser dans des réseaux dont la nature reste à élucider et enfin de transmettre à leurs congénères ces nouvelles informations, dans la mesure où celles-ci  peuvent s’avérer utiles à la survie de l’espèce.
 
L’apprentissage serait donc un mécanisme fondamental présent au cœur de l’ensemble du vivant, des bactéries à l’homme, en passant par les animaux les plus rudimentaires et l’ensemble des végétaux. Cette extraordinaire découverte devrait avoir des conséquences scientifiques mais également éthiques et philosophiques considérables. Nous savons en effet à présent, même si la singularité de l’espèce humaine au sein de l’évolution reste indéniable, que des mécanismes et phénomènes aussi complexes que l’apprentissage, la mémoire et peut-être la conscience ne sont pas le propre de l’homme et sont partagés par de très nombreux êtres vivants, toute chose égale par ailleurs, tant dans le règne animal que végétal (1).
 
Comment ne pas être émerveillé par cette nature dont la complexité semble inépuisable et qui révèle, derrière une extraordinaire diversité, une profonde et troublante unité. Espérons que demain nous serons capables, pendant qu’il en est encore temps, de tout mettre en œuvre pour préserver cette beauté foisonnante de la vie afin que nos descendants puissent eux aussi continuer à admirer et à étudier ce grand mystère de la vie.
 
René TRÉGOUËT, Sénateur honoraire - Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
©RTFLASH, Lettre n°901. Edition du 26 Mai 2017
Lettre gratuite hebdomadaire d'informations scientifiques et technologiques Créée, en 1998
Avec l'aimable autorisation de l'auteur

(1)  Voir livre "L'intelligence émotionnelle des plantes" de Cleve Backster
 
Add a comment
biodiversité

Des milliers de nouvelles plantes médicinales découvertes dans le monde

Voici une bonne nouvelle pour la biodiversité. Plus de 28.000 espèces de plantes sont actuellement répertoriées comme ayant un usage médical, révèle un rapport publié ce jeudi 18 mai par le centre de recherche botanique des Kew Gardens de Londres.
 
Au total, le rapport, qui a pour ambition de dresser un état des lieux des plantes dans le monde et dont c'est la deuxième édition, recense 28.187 plantes aux propriétés médicinales, un chiffre en progression de 59% par rapport à 2016 et "probablement très prudent". Parmi les nouvelles variétés découvertes figurent neuf espèces d'une plante grimpante appelé Mucuna, utilisée dans le traitement de la maladie de Parkinson.
 
"Ce rapport souligne l'énorme potentiel des plantes dans des domaines comme le diabète et le paludisme", a expliqué à l'AFP Monique Simmonds, directrice scientifique adjointe des Kew Gardens.
L'artémisinine et la quinine, deux substances issues des plantes, "sont parmi les armes les plus importantes dans notre arsenal pour lutter contre la malaria dont 214 millions de cas et 400.000 décès ont été recensés en 2015", rappelle le rapport. Mais malgré leur potentiel, moins de 16% des espèces utilisées dans des remèdes sont citées dans des publications médicales, notent les chercheurs.
 
Au total, 128 scientifiques de 12 pays différents ont travaillé à l'élaboration de cette publication qui souligne la découverte de 1.730 nouvelles espèces par rapport à l'année dernière.
Parmi elles, figurent cinq nouvelles espèces de manihot, une variante du manioc, découvertes au Brésil et qui "ont le potentiel d'augmenter les récoltes de manioc en les diversifiant", constituant ainsi "une nourriture du futur".

Risques liés à la mondialisation

Le rapport a aussi suivi la destruction de plantes en analysant des images satellites.
Les chercheurs ont ainsi découvert qu’au cours des seize dernières années, "une moyenne de 340 millions d'hectares de la planète brûlent chaque année" soit grosso modo "la taille de l'Inde", a précisé à l'AFP le docteur Sarah Wyse qui a contribué au rapport. Mais si ce chiffre semble alarmant, Mme Wyse a souligné que certaines plantes ont besoin de ces incendies "pour se régénérer". "Ces feux ne sont pas en soi une mauvaise chose pour de nombreux écosystèmes parce que la plupart des plantes s'adaptent au feu", a-t-elle dit.
 
Les auteurs ont également calculé que "le coût potentiel pour l'agriculture mondiale si la propagation de parasites invasifs et pathogènes n'est pas stoppée" est de "540 milliards de dollars (492 milliards d'euros) par an". Ils soulignent la nécessité de "mesures de biosécurité plus strictes" notamment pour le commerce des plantes vivantes. La mondialisation du commerce et les voyages internationaux facilitent, par exemple, la dissémination des criquets et autres chenilles légionnaires particulièrement destructrices pour le maïs.
 
Le domaine des Kew Gardens, installé à l'ouest de Londres, abrite l'une des plus importantes collections de plantes de la planète dans ses serres et ses magnifiques jardins. C'est également un centre de recherche botanique mondialement connu qui veut faire de son "State of the World's Plants" un outil de référence.
 
Source AFP
Image d'entête : Mucuna Pruriens
 
Add a comment
biodiversité

Incroyable. Un herbier rare du Museum national d’histoire naturelle détruit par les douanes australiennes

Plus de cent spécimens de plantes à fleurs, datant du XIXe siècle et appartenant au Muséum national d'histoire naturelle de Paris ont été détruites par les douanes australiennes chargées de la biosécurité.
 
C’est cette incroyable histoire que révèle le quotidien The Guardian, lundi 8 mai. Ces plantes, qui dataient du XIXe siècle, avaient été envoyées à l'herbarium de Brisbane (Queensland, Australie) en mars dernier. Au total, 105 spécimens ont ainsi disparu. « Une perte irréparable », déplore Michel Guiraud, directeur des collections du Muséum, au micro de franceinfo.
Les plantes en question dataient du milieu du XIXe siècle et certaines d'entre elles étaient vraiment uniques. Dans les herbiers envoyés à l'herbarium de Brisbane se trouvaient en effet « six spécimens types, c'est-à-dire des spécimens de référence, qui portent absolument tous les critères permettant de décrire une plante », explique Michel Guiraud.

Que s’est-il passé ?

Des collègues australiens du Museum d’histoire naturelle de Paris (MNHN) avaient demandé en décembre 2016 le prêt de cet herbier à des fins de recherche. Il s’agit là d’une pratique courante, indispensable pour les chercheurs du monde entier. Les plantes sont donc expédiées en février. Or, mi-mars, les chercheurs australiens préviennent leurs homologues du MNHN qu’ « il manquait des documents de quarantaine » pour passer la douane. Ces documents certifient qu’il n’y a pas de microbes ou autres micro-organismes dans les spécimens. Un document conçu pour des plantes vivantes et non pour des herbiers. Mais soit, les chercheurs français s’exécutent en envoient le fameux document.
 
Quelques jours plus tard, en guise de réponse, ils apprennent que leurs précieuses plantes avaient été « détruites sans discussion, ni avertissement ». « Le service de quarantaine a déclaré que les papiers n'étaient pas conformes. Sa seule réponse a été de détruire les plantes sans même chercher une autre solution », raconte Michelle Waycott, présidente du conseil des herboristes australiens, au Guardian.
L'herbarium de Brisbane assure avoir pris, tout comme le MNHN, toutes les précautions nécessaires. Un porte-parole du département de l'Agriculture, cité par The Guardian, a invoqué un « problème de communication » et affirmé que « les documents n'avaient pas été reçus », avant de reconnaître que les plantes n'auraient pas dû être détruites.

Une perte irréparable

À Brisbane comme à Paris, les spécialistes s'accordent à dire que la destruction de ces plantes est une perte « considérable » et « irréparable à plusieurs titres ». « Scientifiquement, cela signifie qu'on a détruit des indices de la biodiversité d'il y a 200 ans, qui sont importants quand on veut étudier les changements climatiques », explique Michel Guiraud. « C'est également une perte énorme pour le patrimoine, car il s'agit de collections publiques », souligne-t-il.
 
Ces plantes avaient également une valeur historique. Certaines « avaient été récoltées par le botaniste Jacques-Julien de La Billardière », parti à bord d'une mission pour retrouver les traces de l'expédition de La Pérouse, disparue dans l'océan Pacifique en 1788. « Il y a des spécimens très anciens ou très difficiles d'accès, qui peuvent ne plus exister aujourd'hui, détaille Michelle Waycott. C'est pour ça que c'est si grave. »
 
Maigre consolation, grâce à la numérisation de son herbier, le Muséum dispose au moins "des images des plantes détruites". En tout cas, Michel Giraud prévient : « Nous allons suspendre les prêts, le temps de savoir si ce sont des incidents isolés ou si les procédures du pays font peser une réelle menace sur nos collections ».
 
 
Add a comment
biodiversité

Le plus grand herbier du monde numérisé : de nouveaux horizons pour la recherche

Quel est selon vous le plus gand trésor national injustement méconnu ? Quelque six millions de plantes, d’algues, de champignons, de plantes vasculaires, comme les plantes à fleurs, les conifères, les fougères, rapportés des innombrables expéditions lancées durant plus de 350 années à travers le monde depuis la création du Jardin royal des plantes médicinales en 1635, dorment dans les armoires de la Galerie de botanique du Muséum national d’histoire naturelle (MNHN) de Paris. Un herbier national unique composé d'un nombre fantastique de variétés de végétaux diverses couvrant environ 47% de la flore mondiale et qui n'était accessible jusqu’à ce jour qu'aux seuls spécialistes, vient de faire l’objet d’un vaste programme de rénovation et de numérisation. La mise en ligne de l'herbier constitue "une source majeure de données" pour les scientifiques du monde entier.
Photo Herbier national, MNHN (algues)
 
La rénovation de l'Herbier national du Museum, chantier titanesque ayant permis de rénover les collections et les installations du plus grand herbier du monde, a donc vu la concrétisation d'un exploit inégalé à ce jour : la numérisation et la mise à disposition en ligne des images de plus de 6 millions de planches d'herbiers. Un travail exceptionnel accessible en ligne et consultable par tout un chacun.
Une équipe de l'Institut de systématique, évolution, biodiversité (Muséum national d'Histoire naturelle / CNRS / EPHE / UPMC) et de la Direction des Collections du Muséum décrit la base de données obtenue dans un article qui vient de paraître dans la revue Scientific data, permettant aux scientifiques de se les approprier dans leurs futurs travaux de recherche, prenant ainsi le statut de « cahier de laboratoire ».
 
 
L'Herbier national du Muséum contient environ 8 millions de spécimens, arrivés du monde entier au fil des siècles et des expéditions, ce qui en fait la collection botanique et fongique la plus importante au monde. Cette dernière a pour ambition de rassembler l'ensemble des espèces de plantes, lichens, algues et champignons que porte la planète ; elle est le résultat de plus de 350 ans d'activité botanique. Entre 2008 et 2012, l'Herbier national a été complètement rénové, processus qui a inclus une restauration du bâtiment et un reclassement systématique des spécimens dans des rayonnages mobiles pour répondre aux standards actuels de conservation. Près d'un million d'échantillons de la collection de plantes vasculaires (plantes à fleurs, conifères, fougères...) a été restauré à cette occasion. Celle-ci compte à elle seule environ 6 millions de spécimens et couvre environ 47% de la flore mondiale avec une représentation historique remarquable (plus de 40% des échantillons ont été récoltés avant 1900).
 
 
Conjointement à la rénovation de l'Herbier, une importante opération de numérisation des spécimens de la collection a été entreprise : 5 400 000 spécimens de plantes vasculaires ont été numérisés, soit 90% du volume estimé de ce groupe conservé au Muséum. Un article, qui vient de paraître dans la revue Scientific Data, décrit le jeu de données ainsi généré pour les plantes vasculaires, mais également les processus complexes qui ont conduit à sa constitution. Cette publication a été élaborée par une équipe regroupant des personnels de l'Institut de systématique, évolution, biodiversité (ISYEB : Muséum national d'Histoire naturelle /CNRS/UPMC/EPHE) et de la Direction des Collections du Muséum.
 
Chaque spécimen de cette collection scientifique doit être accompagné d'un certain nombre d'informations indispensables sur la plante conservée : son lieu de récolte précis (allant du pays ou d'une région jusqu'aux coordonnées GPS), son collecteur et sa date de récolte.
D'autres informations sur le milieu, les noms vernaculaires ou les usages locaux de ces plantes peuvent éventuellement être renseignés. L'observation du spécimen fournit les autres informations (forme des feuilles, fleurs, fruits, etc.). Un outil de sciences participatives développé au MNHN, les Herbonautes (lesherbonautes.mnhn.fr), contribue à l'enrichissement en continu des données non encore renseignées.
Ces spécimens d'une collection qui présente près de 170 000 taxons de plantes vasculaires récoltées sur plusieurs siècles partout dans le monde sont les témoins inégalés des grands bouleversements dus à l'impact historique des changements globaux sur la biodiversité végétale, notamment ceux créés par l'Homme, mais pas seulement : une quantité de questionnements peut également être abordée en macro-évolution, macro-écologie, sciences sociales, agriculture, foresterie...
 
Cet article, première mondiale pour une collection de cette importance, documente extensivement ce jeu de données et permet ainsi aux futurs utilisateurs de prendre pleinement en compte les biais éventuels lors de son utilisation pour leurs travaux de recherches. Il est le premier d'une série visant à exploiter ces données à des fins de conservation de la biodiversité et de l'étude de l'endémicité des flores mondiales, rendues possibles par ce travail.
Une urgence face aux enjeux du changement climatique et de la disparition parfois très rapide de la biodiversité.
 
Référence : Gwenaël Le Bras, Marc Pignal, Marc L. Jeanson, Serge Muller, Cécile Aupic, Benoît Carré, Grégoire Flament, Myriam Gaudeul, Claudia Gonçalves, Vanessa R. Invernón, Florian Jabbour, Elodie Lerat, Porter P. Lowry II, Bérangère Offroy, Eva Pérez Pimparé, Odile Poncy, Germinal Rouhan, Thomas Haevermans (2016). The French Muséum national d'histoire naturelle vascular plant herbarium collection dataset. Scientific Data.
 
Le Muséum national d'Histoire naturelle, le CNRS et l'UPMC sont membres de Sorbonne Universités.
 

Histoire de la rénovation de l'herbier du MNHN racontée dans une web-série intitulée «Herbier 2.0», visible sur le site internet www.webdoc-herbier.com

 
 
Add a comment
biodiversité

L'ONU déclare la guerre à l'océan de plastiques

L'ONU Environnement lance une campagne d'envergure mondiale, #OcéansPropres, visant à mettre fin aux déchets marins. Plus de 8 millions de tonnes de plastique sont déversées dans les océans chaque année - l'équivalent d'une benne à ordure de plastique déversée chaque minute. Dix pays sont d'ores et déjà membres de la campagne, répondant à l'appel d'Erik Solheim, directeur de l'ONU Environnement : « Il est grand temps de s'attaquer au problème du plastique responsable de la dégradation de nos océans. La pollution plastique est visible sur les plages indonésiennes, s'installe aux fonds des océans du Pôle Nord, et s'invite tout au long de la chaîne alimentaire jusque dans nos assiettes. Nous avons joué le rôle de spectateur pendant trop longtemps et le problème n'a fait que s'aggraver. Cela doit cesser. »
 
L'ONU Environnement a lancé aujourd'hui une campagne mondiale visant à l'élimination de deux sources majeures de déchets marins : les micro-plastiques présents dans les cosmétiques et l'utilisation excessive de plastique à usage unique à l'horizon 2022.
Lancée lors du Sommet mondial sur les océans organisé à Bali, la campagne #OcéansPropres appelle les gouvernements à adopter des politiques de réduction du plastique, interpelle les industries à minimiser les emballages plastique et à repenser à la conception des produits, et invite les consommateurs à changer leurs habitudes du tout-jetable - avant que nos océans ne soient endommagés de manière irréversibles.
 
Tout au long de l'année, la campagne #OcéansPropres relaiera les importantes mesures prises par les pays et les entreprises comme l'élimination des microbilles présentes dans les produits d'hygiène, l'interdiction ou les taxes imposées sur les sacs plastique à usage unique, et les réductions notables de tout autre article en plastique jetable.
 
Dix pays se sont déjà engagés à rejoindre la campagne avec la promesse de mettre fin au raz de marée de plastique. L'Indonésie s'est engagée à réduire les déchets marins de 70% à l'horizon 2025, l'Uruguay imposera une taxe sur les sacs plastique à usage unique dès la fin de l'année et le Costa Rica prendra des mesures pour réduire considérablement l'utilisation de plastique à usage unique grâce à une meilleure gestion des déchets et à des campagnes d'information.
Eneida de León, ministre de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement d'Uruguay déclare : « Notre but est de décourager l'utilisation du plastique par le biais de réglementations, en fournissant des alternatives au personnel du secteur du traitement des déchets, en développant des programmes éducatifs relatifs à l'impact de l'utilisation des sacs en plastique sur notre environnement. Ces mesures sont indispensables pour atteindre les objectifs de développement durable. L'Uruguay s'engage à avancer dans cette direction et la campagne #OcéansPropres est une contribution précieuse. »
Pour la Norvège, Vidar Helgesen, ministre du climat et de l'environnement déclare : « Préserver nos océans et notre vie marine des dommages causés par le plastique est une question urgente pour la Norvège. Les déchets marins plastiques représentent une menace croissante pour la vie marine, la salubrité des produits de la mer et a un effet négatif sur la vie des personnes résidant dans les zones côtières du monde entier. Nous encourageons tous les pays à rejoindre la campagne Océans Propre et à développer des mesures efficaces pour éviter que des produits en plastique à usage unique se retrouvent dans l'environnement. Nos océans ne peuvent plus attendre. »
 
De son côté, Peter Thomson, Président de l'assemblée générale des Nations Unies, déclare : « L'Océan est le moyen de subsistance de notre planète, et pourtant nous l'empoisonnons avec des millions de tonnes de plastique chaque année. Il est grand temps de mette fin au raz de marée plastique. Alors que les États du monde se préparent pour la conférence des océans qui sera tenue à new York du 05 au 06 juin prochain, je leur demande à tous de rejoindre la campagne Océans Propres et de faire des promesses ambitieuses afin de réduire la consommation de plastique à usage unique. Qu'il s'agisse d'une taxe sur les sacs plastiques ou de l'interdiction des microbilles dans les cosmétiques, chaque pays doit agir pour préserver l'intégrité de la vie dans l'Océan. »
 
Chaque année, plus de 8 millions de tonnes de plastique finissent dans les océans, ravageant les espèces sauvages marines, les pêcheries et le tourisme et générant un coût d'environ 8 milliards de dollars en dommages aux écosystèmes marins. Près de 80% de tous les déchets présents dans nos océans sont des déchets d'origine plastique.
 
Selon certaines estimations, au rythme actuel auquel nous jetons nos bouteilles en plastique, nos sacs et récipients suite à un seul usage, il y aura plus de plastique que de poissons dans les océans à l'horizon 2050, et environ 99% des oiseaux marin auront ingéré du plastique.
 
Le top model Nadya Hutagalung, soutient la campagne #OcéansPropre et demande à l'industrie cosmétique de ne plus ajouter de microplastiques à leurs produits. Près de 51 billions de particules microplastiques - 500 fois plus que le nombre d'étoiles dans notre galaxie - polluent nos océans et posent une sérieuse menace aux espèces sauvages marines.
 
Le chanteur-compositeur-interprète et ambassadeur de bonne volonté des Nations Unies pour l'environnement, Jack Johnson, fait la promesse de s'engager contre la pollution plastique avec ses fans et d'encourager les sites où il se produira pour sa tournée de l'été 2017, à réduire l'utilisation de plastiques à usage unique. Jack Johnson fait également la promotion d'un nouveau documentaire The Smog of the Sea qui met en évidence la question des microplastiques qui pénètrent dans les océans du monde.
« Je soutiens la campagne Océans Propres parce que je crois qu'il existe de meilleures alternatives aux plastiques jetables à usage unique et que nous, les consommateurs, pouvons encourager l'innovation et demander aux entreprises de prendre la responsabilité de l'impact de leurs produits sur l'environnement. », a déclaré Jack Johnson.
« Nous pouvons tous commencer dès aujourd'hui en prenant des engagements personnels pour réduire les déchets de plastique en utilisant des sacs réutilisables et des bouteilles d'eau, en disant non aux pailles en plastique et en choisissant des produits sans microbilles et emballages plastique. Soutenons les efforts des leaders qui émergent parmi la jeunesse et qui oeuvrent dans le monde entier pour des océans sains dépourvus de plastique. »
 
Plusieurs marques internationalement connues rejoignent également la lutte contre la pollution marine. Le constructeur informatique DELL a dévoilé aujourd'hui une chaîne d'approvisionnement à l'échelle commerciale utilisant du plastique repêché au large d'Haïti. Le géant des ordinateurs se servira de plastique récupéré pour l'emballage de ses produits.
« DELL s'engage à mettre à profit sa technologie et son expertise pour oeuvrer vers des océans sans plastique », affirme le Vice-Président pour les opérations mondiales, Piyush Bhargava. « Notre nouvelle chaîne d'approvisionnement nous rapproche un peu plus de la vision de l'ONU Environnement pour des océans propres en prouvant que les plastiques présents dans les océans recyclés peuvent être réutilisés dans le commerce. »
 
Au vu du raz de marrée des déchets marins, toutes ces mesures seront cruciales. Aujourd'hui, nous produisons vingt fois plus de plastique que dans les années 60. Environ un tiers de tous les plastiques est utilisé pour les emballages. À l'horizon 2050, notre production de plastique aura augmenté de trois à quatre fois afin de répondre à notre demande. Une part importante de cette production terminera dans les océans où elle y demeurera pendant des siècles.
 
L'acteur Adrian Grenier, célèbre pour son rôle dans la série télévisée Entourage et le film du même nom, est également le fondateur de Lonely Whale Foundation et a rejoint la campagne #OcéansPropres, il demande à tout un chacun de repenser leur choix quotidien : « Que nous choisissions d'utiliser des sacs plastiques au supermarché ou boire à l'aide d'une paille en plastique, ce qui peuvent nous sembler être de petites décisions quotidiennes ont des effets dramatiques sur nos océans », a-t-il déclaré. « Il est de notre ressort de changer nos habitudes. Aujourd'hui, je m'engage publiquement à apporter ma contribution en refusant d'utiliser tout plastique à usage unique, en commençant par les pailles en plastique. Je réaffirme également mon engagement à travailler avec des entreprises telles que DELL afin de réduire les emballages en plastique. Si nous commençons par des petits changements et que nous nous tenons mutuellement responsables, je crois qu'ensemble nous pouvons encourager à la prise de mesures à travers le monde entier et assurer la bonne santé de nos océans. »
 
Plusieurs annonces importantes seront attendues à l'occasion de la conférence des Nations Unies sur les océans qui aura lieu au siège de l'ONU à New-York du 5 au 9 juin et en décembre lors de l'Assemblée des Nations Unies pour l'environnement à Nairobi au Kenya.
 
 
Add a comment
biodiversité et artificialisation

Artificialisation des terres : la biodiversité en danger !

Urbanisation gagnée sur des espaces naturels ou cultivés, expansion d’infrastructures industrielles ou commerciales, routes, parkings, … tout concours à un changement complet et souvent irréversible de l’usage des sols. Peu le savent mais la France est particulièrement touchée par ce phénomène qui entraîne la perte de biodiversité et des exploitations agricoles. L’IDDRI (Institut du développement durable et des relations internationales), à travers un rapport publié en février 2017, propose une approche et une analyse des raisons de cette artificialisation et de ses liens avec la biodiversité et un questionnement sur la politique mise en œuvre par les acteurs publics et privés qui conduit à ce résultat.
 
Le phénomène de l’artificialisation des terres en lui-même et ses ressorts demeurent mal connus en dehors de quelques sphères spécialisées. Il est principalement appréhendé pour ses impacts sur les terres agricoles, et surtout sous l’angle de la progression des sols bétonnés. L’impact plus diffus des nombreux changements, divers et moins visibles, de l’occupation des sols, sur le patrimoine naturel, est moins connu, et fait l’objet d’une attention politique moins soutenue.
L’artificialisation désigne la conversion de terres naturelles ou agricoles en zones urbanisées, mais aussi toute modification de l’occupation des sols vers une utilisation s’éloignant d’un fonctionnement « naturel », ou provoquant un appauvrissement des écosystèmes. Cet enjeu environnemental majeur est reconnu au niveau international, par la Convention sur la diversité biologique et la Commission européenne ; au niveau national également, à travers les lois dites « Grenelle », la loi de modernisation agricole de 2010, ou encore par exemple la loi ALUR de 2014.

Des enjeux majeurs

L’artificialisation, c’est un changement complet et souvent irréversible de l’usage des sols. La France, très touchée par ce phénomène, fait face à deux enjeux existentiels : la perte de capacité agricole et la perte de biodiversité.
Deux millions d’hectares de terres agricoles ont été perdus sur les 30 années de 1980 à 2010, ce qui représente la superficie cumulée des Landes et de la Gironde. Cette disparition des champs entraîne la diminution des capacités du pays à subvenir à ses besoins alimentaires. C’est une perte d’autonomie considérable et paradoxale car qui dit « augmentation de population » dit « augmentation des besoins alimentaires ».
 
Le deuxième enjeu, c’est la variété des espèces, le patrimoine génétique de la planète. L’Homme ne prend pas assez en considération les services que lui rend la nature. La terre et les océans produisent sa nourriture, le sous-sol renferme la quasi-totalité des ressources énergétiques et des minerais dont l’humanité dépend. Enfin, le système climatique et le cycle de l’eau, sensibles aux pollutions, sont essentiels à toute forme de vie.
 
 
 

Messages clés de la publication :
- L’artificialisation résulte d’un processus de progression et de régression d’une grande diversité d’usages du sol.
- Ces usages du sol ont un intérêt variable pour la biodiversité, y compris en zone urbaine. Ce potentiel pour la biodiversité dépend fortement de la manière dont ces espaces sont gérés.
- Une politique voulant protéger la biodiversité devrait donc s’intéresser à la manière de concevoir, d’aménager et de gérer ces différents espaces – autant, voire plus, qu’à contenir l’urbanisation.
- On constate, en Île-de-France, une conversion importante de terres agricoles, mais aussi d’autres dynamiques affectant la biodiversité, comme la faible pérennité des milieux naturels ouverts ou l’intensification de l’artificialisation en zone urbaine que génère la densification. Le premier facteur d’artificialisation est la progression des zones d’activités (notamment logistiques) et de leurs espaces « annexes » (en particulier les surfaces engazonnées), puis de l’habitat individuel périurbain (lotissements).
- La gestion du problème repose sur un grand nombre de préconisations souples, qui ne sont pas ou peu saisies par les autorités pour encadrer fermement l’artificialisation, et quelques normes strictes – mais appliquées de manière très flexible.

L’artificialisation, de quoi s’agit-il ?

Selon le ministère chargé de l’Environnement, l’artificialisation désigne « toute surface retirée de son état naturel, forestier ou agricole, qu’elle soit bâtie ou non et qu’elle soit revêtue ou non ». Cette définition est reprise dans les principales enquêtes menées sur le sujet. Les zones artificialisées s’opposent aux espaces agricoles, milieux naturels et zones humides/surfaces en eau.
L’expression « surfaces artificialisées » recouvre en réalité une grande diversité d’occupations et d’usages des sols. Par exemple, au sein de l’enquête « Corine Land Cover », les zones artificialisées regroupent le tissu urbain continu et discontinu, les zones industrielles et commerciales, les infrastructures de transports, les activités d’extraction, chantiers, décharges ainsi que les espaces verts urbains et équipements de loisirs. L’artificialisation est l’une des premières causes de perte de biodiversité dans le monde, car elle détruit et fragmente les habitats abritant des écosystèmes variés et leurs espèces associées.

L’artificialisation : une question qualitative plus que quantitative

Les différents types d’usage du sol ont un intérêt variable pour la biodiversité. Une partie des zones urbaines est en effet composée d’espaces ouverts, de pleine terre, où la biodiversité n’est pas absente et peut même être riche dans certains cas. De même, les espaces naturels et agricoles ont un potentiel très variable pour la biodiversité : les forêts, prairies, zones humides, ou encore d’autres types d’exploitations agricoles, peuvent accueillir une biodiversité riche, alors que les grandes cultures spécialisées et intensives sont générale­ment pauvres en biodiversité.
 
De plus, il faut prendre en compte la réversi­bilité, car tout développement urbain ne se vaut pas du point de vue de la biodiversité. Lorsqu’un terrain est utilisé de manière plus artificielle qu’au­paravant, il sera plus difficile de « revenir » vers un écosystème riche et diversifié ; dit autrement, plus l’espace est artificiel, moins son usage est réver­sible, plus l’écosystème qui y subsiste est fragile et moins ce dernier est résistant (ou « résilient »).
Les impacts de l’artificialisation dépendent enfin d’aspects qualitatifs, comme le caractère plus ou moins diffus de l’étalement urbain : une artifi­cialisation diffuse génère une fragmentation plus importante des milieux, facteur supplémentaire de perte de biodiversité.
 
Ainsi, s’alarmer de la « disparition d’un départe­ment tous les dix ans » ne suffit pas. La conversion d’espaces naturels et agricoles en espaces urbains s’accompagne souvent, mais pas toujours, d’une perte de potentiel en biodiversité. Cela dépend de ce qui est « gagné » et « perdu » : quels sont les usages du sol qui sont transformés ? En quoi ?
Pour étudier l’artificialisation du point de vue de la biodiversité, il faut donc dépasser les grandes catégories agricole/naturel/artificialisé et entrer davantage dans le détail des usages du sol. De même, une politique de la biodiversité ne doit pas se limiter à un indicateur quantitatif global, mais également identifier les formes de développement urbain les moins néfastes du point de vue de la biodiversité (1).
 
(1)    Tout en sachant qu’elles ne sont pas nécessairement les moins néfastes pour d’autres dimensions du développement durable, ce qui conduit aux réflexions sur la complémentarité des formes urbaines.  

Exemple - L’artificialisation, en Ile de France : un processus dynamique de gains et de pertes

L’Île-de-France est une région particulièrement artificialisée (22 % du territoire, contre environ 9 % en moyenne au niveau national) et fragmentée. Le rythme de l’artificialisation, très fort dans les années 1980 et 1990 (plus de 2 000 ha/an), tend à se ralentir à partir de 1999 (environ 1 200 ha/an), avec un ralentissement très marqué entre 2008 et 2012 (environ 700 ha/an) qui pourrait notamment être lié à la crise économique déclenchée en 2008.
 
 
 
Figure 1. Changements d’usage des sols en Île-de-France : superficies et nombre d’hectares annuels en mutation entre 1999 et 2012
 
Cette Figure propose une visualisation de la dyna­mique des « gains et des pertes » pour l’Île-de- France en 13 ans, entre 1999 et 2012. La gauche de la figure répartit les usages du sol de la région en six grandes catégories, et les cercles sont propor­tionnels à leur importance relative dans le total en 1999. La droite de la figure représente les mêmes proportions en 2012. Et les flèches entre les deux parties, dont l’épaisseur est proportionnelle à leur importance, représentent les transferts d’une caté­gorie à une autre. Ainsi la flèche « + 700 » signifie que 700 hectares d’espaces agricoles de 1999 sont devenus des espaces naturels en 2012. Symé­triquement, la flèche « + 114 » signifie que 174 hectares d’espaces naturels de 1999 sont devenus des espaces agricoles. Le bilan total des gains et pertes pour chaque catégorie est indiqué à côté de son cercle de droite : + 574 hectares nets pour les espaces naturels.
Cette figure met en avant, au-delà des évolu­tions nettes (par exemple la perte globale de terres agricoles), tous les mouvements/échanges entre différents types d’usage des sols.
Les principaux changements concernent les terres agricoles, sur lesquelles se fait la majeure partie de l’artificialisation (notamment vers les espaces revêtus ou bâtis, mais aussi les deux autres types d’espaces artificialisés). On peut souligner que ces évolutions touchent notamment des terres au fort potentiel agronomique (2). On constate que la diminution des surfaces agricoles se fait également au profit d’espaces dits « naturels », ce qui appelle à des explications plus approfondies : s’agit-il d’en­frichement, de renaturation volontaire, de conver­sion en prés pour chevaux par exemple ?
Les milieux naturels (forêts et milieux ouverts) sont stables ou en augmentation. Mais cette évolu­tion nette peut masquer des mouvements impor­tants. Ainsi, 2 % des surfaces totales de milieux naturels ouverts (prairies, zones humides…) sont en mutation chaque année, alors que la forêt connaît peu de changements.
La figure permet de montrer la réversibilité « en pratique » de certains usages, et de constater que la manière dont l’espace est géré compte beaucoup. Ainsi, les carrières peuvent apparaître comme une artificialisation transitoire puisqu’elles sont « renaturées » après exploitation dans 50 % des cas : on constate un mouvement positif de cette catégorie vers la catégorie « espaces naturels » de + 175 hectares/an. Toute la question réside donc dans la qualité écologique des espaces naturels ainsi « regagnés » sur les carrières par rapport à ceux qui avaient été « perdus » précédemment. En revanche, quasiment aucun espace ouvert artifi­cialisé (gazons, parcs, terrains de sport…) n’est revenu à l’état d’espace naturel sur la période considérée ; au contraire, la tendance est plutôt de les transformer en espaces bâtis, dans la mesure où, dans la conurbation parisienne, une dyna­mique de densification se poursuit parallèlement à l’extension urbaine.
 
(2)    Des analyses basées sur l’enquête Corine Land Cover entre 2000 et 2006 suggèrent que les terres agricoles ayant une rétention utile en eau forte ou très forte (indicateur du potentiel agronomique) représentent 66 % des terres agricoles touchées par l’artificialisation en Île-de-France, contre 52 % pour la moyenne française. Voir à ce sujet une publication du Commissariat général au développement durable, « Le point sur » n° 75 (février 2011) « L’artificialisation des sols s’opère au détriment des terres agricoles ».

L’Artificialisation pour quoi faire ?

Il s’agit à présent d’observer cette même dyna­mique sous un autre angle, celui de l’utilisation socioéconomique de l’espace : à quoi est utilisé l’espace qui est gagné ou perdu par les différentes catégories d’occupation du sol ? Nous nous inté­ressons ici à la destination des surfaces qui passent d’un état « naturel » ou « agricole » (selon les caté­gories de la Figure 1) à un état « artificialisé ».
Le premier facteur de changement d’usage est l’habitat (25 % des surfaces), et en premier lieu l’habitat individuel, l’usage le plus souvent évoqué dans le débat public. On constate ainsi un écart dans l’usage du sol entre habitat collectif (qui ne représente que 2 % des surfaces nouvellement arti­ficialisées pour 40 % des nouveaux logements) et individuel (23 % des surfaces artificialisées pour 60 % des nouveaux logements).
 
 
Mais on pourrait en réalité regrouper les « zones d’activités économiques » avec une grande partie des usages « gazons » et « parkings » : ils sont très souvent associés dans des opérations et des aménagements d’ensemble. Dès lors, en totalisant la progression de ces trois usages associés, il appa­raît que l’ensemble des zones d’activités, gazons et parkings (associés) est le premier facteur d’artifi­cialisation sur la période et dans la région. C’est notamment le fait des activités logistiques dont la croissance en surface a explosé depuis les années 1990.
 
 
Plus spécifiquement, soulignons l’impact des surfaces engazonnées (espaces verts bordant les entreprises, les infrastructures de transport…), dont l’intérêt pour la biodiversité est faible, et qui représentent quasiment un cinquième des nouvelles surfaces artificialisées.
Ce phénomène montre que l’artificialisation n’est pas uniquement liée à la « bétonisation ». Il suggère aussi d’impor­tantes marges de manœuvre pour améliorer le « bilan » du point de vue de la biodiversité, en gérant ces espaces d’une manière qui enrichisse, ou du moins favorise la biodiversité, et sont posi­tives pour la gestion de l’eau : aménagement de fossés naturalisés stockant l’eau (« noues »), rena­turation des rivières, fauches tardives, implanta­tion d’espèces locales, zéro pesticide, intervention réduite, refuges et passages à faune, etc.
 
Tableau 1. Les 5 plus importantes progressions de surface entre 1999 et 2012
 

Comment gérer le problème ? Défis et limites des systèmes actuels

L’encadrement public de l’artificialisation des sols a un grand nombre d’instruments à sa disposition, dont les principaux sont les aires protégées, les documents d’urbanisme, les procédures d’autori­sation des projets d’aménagement (notamment les obligations environnementales) et le recours à des incitations (telles que l’affichage environnemental par les labels ou la diffusion de guides de bonnes pratiques).
Les recherches de l’IDDRI (3) tendent à montrer que ces instruments apparaissent pour la plupart rela­tivement souples – peu contraignants – ou, s’ils sont théoriquement stricts, « souplement appli­qués ». Ainsi, la planification de l’urbanisme, tant du fait des procédures anciennes que des renfor­cements récents (schéma régional de cohérence écologique, schéma de cohérence territoriale…), est peu contraignante. C’est aussi le cas de la plupart des aires protégées, comme les parcs natu­rels régionaux. Les cartes de destination du sol présentes dans les plans locaux d’urbanisme (PLU et PLUi), si elles constituent des normes strictes, ont en réalité un caractère négocié entre la collec­tivité et les opérateurs, et sont fondamentalement instables dans le temps.
 
Les procédures environnementales pour les projets d’aménagement s’avèrent très différentes selon le type et la taille des projets concernés : les obligations sont significativement plus lourdes pour les gros projets, notamment les infrastruc­tures de transport terrestre. Les « petits » projets, qui constituent par leur grand nombre la majeure partie des surfaces artificialisées, ne sont ainsi pas réellement soumis à la séquence « éviter, réduire, compenser », et l’inscription de cette dernière dans la loi du 8 août 2016 sur la reconquête de la biodi­versité, de la nature et des paysages ne modifie pas ce contexte. De plus, les autorisations environ­nementales nécessaires au démarrage de projets d’aménagement sont, de fait, négociées entre l’administration territoriale et les opérateurs, parfois en l’absence de lignes directrices stables, ce qui conduit à une incertitude importante sur les obligations à remplir, notamment en matière de compensation écologique (aujourd’hui appliquée en fonction des opportunités et avec une cohé­rence d’ensemble limitée).
 
On peut souligner que les outils fiscaux sont peu utilisés dans la lutte contre l’artificialisation, comme en fait état un rapport du Comité pour l’économie verte (4). Par exemple, la taxe d’aména­gement n’est pas modulée en fonction de l’espace consommé par les nouvelles constructions. Le prêt à taux zéro destiné aux néo-propriétaires est attribué selon un zonage qui ne prend pas en compte les problématiques d’étalement urbain et conduit, de facto, à favoriser la maison indivi­duelle. On peut donc s’interroger sur l’efficacité des instruments destinés à gérer l’artificialisa­tion des sols. De nombreux acteurs et échelons sont impliqués dans cette gestion, pour produire des documents d’urbanisme, des autorisations environnementales... Cela induit une grande complexité, tant pour des régulateurs dont les services ont une capacité humaine souvent limitée que pour des opérateurs ayant des difficultés à faire face à l’incertitude (notamment le délai d’at­tente des autorisations).
 
Ces constats ne permettent pas encore de proposer des orientations précises pour la politique de la biodiversité. Mais ils suggèrent d’accorder une plus grande attention au potentiel en biodi­versité des différents espaces, notamment en zone urbaine ou péri-urbaine, ainsi qu’au « contenu » de l’artificialisation, c’est-à-dire la destination des nouveaux aménagements – dont l’utilité écono­mique et sociale est à examiner. Ils incitent enfin à une lecture critique des instruments de gestion utilisés et de leur adaptation à la problématique de l’artificialisation.
 
Yann Laurans, Directeur biodiversité IDDRI
 
(4)    Comité pour l’économie verte : avis du 16 juillet 2015 sur la fiscalité et l’artificialisation des sols.  
 
Le rapport de l’IDDRI a bénéficié d’une aide de l’État gérée par l’Agence nationale de la recherche au titre du programme « Investissements d’avenir » portant la référence ANR-10-LABX-01.
 
 
Add a comment
Loading...
Loading...