AGROCLIMATOLOGIE : Concevoir un écosystème comme un véritable projet d’ingénierie

L’INGÉNIERIE DES ÉCOSYSTÈMES

Économie de projet

Concevoir un écosystème comme un véritable projet d’ingénierie

Un écosystème résilient ne doit pas seulement être écologiquement pertinent.

Pour devenir réalisable, reproductible et déployable à grande échelle, il doit également être :

  • techniquement faisable ;
  • économiquement soutenable ;
  • exploitable dans le temps ;
  • mesurable ;
  • adaptable ;
  • compatible avec les contraintes du maître d’ouvrage.

La Vision Omakëya™ ajoute donc une dimension essentielle à la conception :

l’économie des écosystèmes.

L’objectif n’est pas simplement de rechercher le projet le moins cher.

Il s’agit de rechercher :

le meilleur compromis entre investissement, fonctionnement, bénéfices écologiques, bénéfices humains, risques et résilience à long terme.


I. PASSER DU « PRIX DU JARDIN » AU « COÛT GLOBAL DE L’ÉCOSYSTÈME »

Un jardin conventionnel est souvent évalué principalement selon son coût initial : C0​=Cterrassement​+Cplantation​+Cirrigation​+Ceˊquipements​

Mais cette approche est incomplète.

Il faut également intégrer :

  • entretien ;
  • eau ;
  • énergie ;
  • renouvellement ;
  • taille ;
  • remplacement des végétaux ;
  • gestion des déchets ;
  • maintenance hydraulique ;
  • coûts de surveillance ;
  • risques.

On peut alors définir : Cglobal​=Cinvestissement​+Cexploitation​+Cmaintenance​+Crenouvellement​+Crisques​−Vreˊsilience​

Le projet devient ainsi comparable à une infrastructure classique.


II. LE BUDGET INITIAL

Le premier niveau consiste à établir le CAPEX, c’est-à-dire les dépenses d’investissement.

PosteExemples
Étudesdiagnostic, conception, études hydrologiques
Terrassementsfossés, mares, noues, modelés
Soldécompactage, amendements, substrats
Végétationarbres, arbustes, vivaces, semences
Eaucuves, réseaux, pompes, bassins
Irrigationgoutte-à-goutte, automatisation
Infrastructurechemins, clôtures, mobilier
Énergiepompage, solaire, équipements
Instrumentationcapteurs, station météo
NumériqueSIG, serveur, supervision
Robotiquerobots, drones, équipements
Plantationmain-d’œuvre et logistique

Le budget doit idéalement être ventilé par fonction, et non seulement par corps d’état.


III. LE COÛT D’EXPLOITATION

Le deuxième niveau est l’OPEX.

Un projet peu coûteux à construire peut devenir très coûteux à exploiter.

Il faut donc calculer annuellement : OPEX=Eau+Eˊnergie+Entretien+Maintenance+Main d′œuvre+Renouvellement

Exemple :

PosteProjet conventionnelProjet Omakëya™
Eauélevéeréduite
Tonteélevéeréduite
Tailleélevéeraisonnée
Irrigationimportantepilotée
Fertilisationrégulièreréduite
Surveillanceponctuelleinstrumentée
Biodiversitéfaible à moyenneélevée
Maintenance hydrauliquevariableà prévoir
Capteursfaibleplus élevée
Coût globalà calculerà calculer

L’intérêt du système Omakëya™ apparaît alors dans la comparaison sur plusieurs décennies.


IV. LE CYCLE DE VIE SUR 5, 20, 50 ET 100 ANS

Un arbre n’est pas une dépense annuelle.

Une mare n’est pas un équipement temporaire.

Une haie peut fonctionner pendant plusieurs décennies.

Le raisonnement doit donc être temporel.

HorizonQuestion principale
1 anLe système fonctionne-t-il ?
5 ansLes plantations s’installent-elles ?
20 ansLe microclimat apparaît-il ?
50 ansLe système atteint-il sa maturité ?
100 ansQue devient l’écosystème ?

La valeur d’un projet peut augmenter avec le temps, contrairement à de nombreux équipements techniques dont la valeur fonctionnelle diminue.


V. LE COÛT ACTUALISÉ

Pour comparer correctement des solutions ayant des durées de vie différentes, on peut utiliser la valeur actualisée nette.

Pour un projet donné : VAN=−I0​+t=1∑n​(1+r)tFt​​

où :

  • I0​ = investissement initial ;
  • Ft​ = flux net de l’année t ;
  • r = taux d’actualisation ;
  • n = durée d’analyse.

Cette méthode permet de comparer :

solution A

contre

solution B

sur une même période.


VI. LE RETOUR SUR INVESTISSEMENT

Le ROI peut être défini simplement par : ROI=Cou^tsGains−Cou^ts​

Mais pour les écosystèmes, cette approche doit être enrichie.

Une plantation peut générer des bénéfices qui ne sont pas directement facturés :

  • réduction de température ;
  • économie d’eau ;
  • diminution des ruissellements ;
  • amélioration du confort ;
  • biodiversité ;
  • stockage de carbone ;
  • amélioration paysagère.

Il faut donc distinguer :

ROI financier

Bénéfices directement monétarisables.

ROI environnemental

Bénéfices écologiques.

ROI climatique

Réduction des risques et adaptation.

ROI social

Bien-être, usages, santé, confort.

ROI patrimonial

Valeur créée ou préservée.


VII. LES ÉCONOMIES D’EAU

L’eau est l’un des postes économiques les plus intéressants à intégrer.

On peut calculer : Eeau​=Vreˊfeˊrence​−Vprojet​

Puis : Gaineau​=Eeau​×Prixeau​

Mais il faut également intégrer le coût de l’eau évitée en période de tension hydrique, qui peut être différent du simple prix facturé.


VIII. EXEMPLE : IRRIGATION CONVENTIONNELLE VS OMAKËYA™

Supposons deux espaces identiques.

Solution A

  • arrosage programmé ;
  • sol nu ;
  • pelouse ;
  • peu d’ombrage.

Solution B

  • arbres ;
  • paillage ;
  • sol vivant ;
  • couverture végétale ;
  • stockage d’eau ;
  • irrigation pilotée.

La comparaison doit porter sur :

IndicateurSolution ASolution B
Investissement initial€€
Consommation d’eauélevéeréduite
Entretienélevémodéré
Ombrefaibleélevée
Biodiversitéfaibleélevée
Résilience sécheressefaibleélevée
Coût à 20 ansà calculerà calculer
Coût à 50 ansà calculerà calculer

Une solution plus chère initialement peut donc devenir moins coûteuse sur son cycle de vie.


IX. CAPTATION ET STOCKAGE DU CARBONE

Il faut distinguer :

  • carbone stocké dans la biomasse ;
  • carbone stocké dans le sol ;
  • carbone éventuellement exporté dans les produits ;
  • émissions liées à la construction et à l’entretien.

On peut établir : BilanCO2​e​=Stockage−Eˊmissions

Le stockage doit être suivi dans le temps.

Un jeune arbre et un arbre mature n’ont évidemment pas la même biomasse.


X. LES SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES

Une innovation majeure consiste à donner une valeur économique aux fonctions écologiques.

ServiceFonction
Régulation thermiqueréduction de chaleur
Gestion de l’eauinfiltration et stockage
Biodiversitéhabitats
Pollinisationsoutien aux cultures
Fertilitéfonctionnement biologique des sols
Stockage carbonecaptation et stockage
Érosionprotection des sols
Paysagevaleur esthétique
Récréationusages humains
Bien-êtreconfort et qualité du cadre de vie

Le projet ne produit donc pas seulement des plantes.

Il produit des services.


XI. L’ÉCONOMIE DES SERVICES ÉCOSYSTÉMIQUES

On peut conceptualiser : Veˊcosysteˋme​=Vproduction​+Veau​+Vclimat​+Vbiodiversiteˊ​+Vsocial​+Vpaysage​

Il faut ensuite éviter de compter plusieurs fois le même bénéfice.

C’est un point méthodologique essentiel.


XII. ÉVALUER LE RISQUE ÉVITÉ

L’un des bénéfices économiques les plus importants est parfois invisible :

la réduction des risques.

Exemples :

  • inondation ;
  • sécheresse ;
  • surchauffe ;
  • perte de végétation ;
  • érosion ;
  • incendie ;
  • dégradation des sols.

On peut raisonner avec une espérance de perte : EL=P(eˊveˊnement)×Impact

Un projet qui réduit la probabilité ou l’ampleur d’un événement crée une valeur économique d’adaptation.


XIII. LE COÛT DE L’INACTION

Il faut donc ajouter une troisième solution à la comparaison :

Solution A

ne rien faire.

Solution B

solution conventionnelle.

Solution C

solution Omakëya™.

La vraie comparaison devient :

ScénarioInvestissementCoût exploitationRisque climatiqueBénéfices écologiques
A — statu quofaiblevariableélevéfaible
B — conventionnelmoyenmoyen/élevémoyen/élevéfaible/moyen
C — Omakëya™moyen/élevépotentiellement réduitréduitélevé

Le statu quo n’est donc pas nécessairement une solution « gratuite ».


XIV. COMPARER LES SOLUTIONS

Une véritable étude de faisabilité devrait comparer plusieurs variantes.

Exemple : gestion d’une zone très chaude

Variante A : climatisation

Variante B : ombrage artificiel

Variante C : arbres

Variante D : arbres + eau + sols vivants

Variante E : système hybride bâtiment + végétation + CVC

Pour chaque variante :

  • CAPEX ;
  • OPEX ;
  • durée de vie ;
  • consommation énergétique ;
  • consommation d’eau ;
  • maintenance ;
  • confort ;
  • carbone ;
  • biodiversité ;
  • résilience.

XV. MATRICE MULTICRITÈRE OMAKËYA™

On peut créer une matrice de décision :

CritèrePoidsSolution ASolution BSolution C
Coût initial15 %★★★★★★★★★★
Coût exploitation15 %★★★★★★★★★★★
Eau15 %★★★★★★★★★★★
Climat15 %★★★★★★★★★★★★
Biodiversité15 %★★★★★★★★
Carbone10 %★★★★★★★★★★
Maintenance5 %★★★★★★★★★★
Résilience10 %★★★★★★★★★★★

La notation doit évidemment être définie par un protocole explicite et adaptée à chaque projet.


XVI. OPTIMISATION ÉCONOMIQUE

Le meilleur projet n’est pas nécessairement celui qui maximise un seul indicateur.

On cherche plutôt : max(Beˊneˊfices−Cou^ts−Risques)

sous contraintes :

  • budget ;
  • surface ;
  • eau ;
  • réglementation ;
  • sécurité ;
  • maintenance ;
  • disponibilité foncière.

On entre alors dans une logique d’optimisation multicritère.


XVII. BUDGET PAR FONCTION

Une approche particulièrement intéressante pour Omakëya™ consiste à ne pas demander uniquement :

« Combien coûte le jardin ? »

mais :

« Combien coûte chaque fonction recherchée ? »

FonctionSolutions possiblesBudget
Fraîcheurarbres, eau, ombrage
Eaumare, cuve, noue
Biodiversitéhaies, mares, prairies
Productionpotager, verger
Carbonearbres, sol
Confortombre, mobilier
Donnéescapteurs, station météo
Pilotageautomatisation, IA

Cette approche permet de hiérarchiser les investissements.


XVIII. INVESTIR DANS LES « INFRASTRUCTURES VIVANTES »

Un arbre peut fournir simultanément :

  • ombre ;
  • évapotranspiration ;
  • stockage carbone ;
  • habitat ;
  • paysage ;
  • protection contre le vent ;
  • production fruitière selon l’espèce ;
  • interception des précipitations.

Une infrastructure technique classique remplit souvent une fonction dominante.

Une infrastructure vivante peut remplir plusieurs fonctions simultanément.

C’est précisément ce qui peut modifier son analyse économique.


XIX. LE PRINCIPE DE MULTIFONCTIONNALITÉ

On peut définir un indicateur conceptuel : IM=Cou^t d′investissementNombre de fonctions​

Mais cet indicateur brut doit être pondéré par la qualité réelle des services produits.

L’objectif n’est pas de multiplier artificiellement les fonctions.

Il est de rechercher :

la multifonctionnalité utile.


XX. LE BUREAU D’ÉTUDES OMAKËYA™

Une étude économique complète pourrait donc produire :

1. Programme fonctionnel

Ce que doit faire l’écosystème.

2. Diagnostic

État initial.

3. Scénarios

Plusieurs solutions techniques.

4. Avant-projet

Plans et principes.

5. Dimensionnement

Volumes, surfaces, équipements.

6. CAPEX

Investissement.

7. OPEX

Fonctionnement.

8. Analyse du cycle de vie

5 / 20 / 50 / 100 ans.

9. Analyse économique

ROI, VAN, temps de retour.

10. Analyse environnementale

Eau, carbone, biodiversité.

11. Analyse des risques

Sécheresse, chaleur, pluie, incendie, etc.

12. Plan de pilotage

Capteurs, indicateurs, maintenance.


XXI. LA FICHE ÉCONOMIQUE D’UN PROJET

Chaque projet Omakëya™ pourrait disposer d’une fiche standardisée :

Projet

Nom : Jardin climatique Omakëya™
Surface : 1 000 m²
Horizon : 50 ans

Investissement

CAPEX : XXX €

Fonctionnement

OPEX annuel : XXX €/an

Eau

Consommation initiale : XXX m³/an
Consommation projetée : XXX m³/an
Économie : XXX m³/an

Carbone

Stockage estimé : XXX tCO₂e
Émissions projet : XXX tCO₂e

Climat

Surface ombragée : XXX m²
Réduction thermique estimée : à modéliser

Biodiversité

Nombre de strates : X
Habitats : X
Indicateurs : X

Économie

ROI : X %
VAN : XXX €
Temps de retour : X années

Résilience

Horizon 2030 : ★★★★★
Horizon 2050 : ★★★★☆
Horizon 2100 : ★★★☆☆


XXII. LE « COÛT PAR SERVICE »

Une approche particulièrement intéressante pour les futurs projets consiste à calculer : Cfraı^cheur​=Service de refroidissement produitCou^t du systeˋme​

ou : Ceau​=m3 d′eau geˊreˊsInvestissement​

ou encore : Ccarbone​=tCO2​e stockeˊesCou^t​

Ces indicateurs permettent de comparer des solutions très différentes.


XXIII. ÉCONOMIE + CLIMAT FUTUR

Un projet doit également être testé sous plusieurs scénarios climatiques.

                 PROJET
                    │
       ┌────────────┼────────────┐
       ↓            ↓            ↓
    CLIMAT       CLIMAT       CLIMAT
    ACTUEL       2050         2100
       │            │            │
       ↓            ↓            ↓
    coûts        coûts        coûts
    eau          eau          eau
    risques      risques      risques

Une solution économiquement optimale aujourd’hui peut ne plus l’être en 2050.

La bonne question devient donc :

Quel est le coût global du projet dans le climat futur ?


XXIV. LA VALEUR DE LA RÉSILIENCE

On peut introduire une notion complémentaire : VR=Pertessans adaptation​−Pertesavec adaptation​

Cette valeur de résilience peut devenir un élément majeur du calcul économique.

Elle permet de donner une valeur à ce qui est souvent difficile à comptabiliser :

la capacité du système à continuer à fonctionner malgré les perturbations.


XXV. LA VISION OMAKËYA™

L’économie de projet constitue donc le lien entre :

écologie

ingénierie

climat

hydrologie

économie

finance

gestion des risques

prospective.

Le projet d’écosystème devient alors comparable à n’importe quelle grande infrastructure.

Mais avec une différence fondamentale :

sa valeur peut augmenter à mesure que le vivant se développe.

Un arbre grandit.

Une haie se densifie.

Un sol se structure.

Une mare évolue.

Une biodiversité s’installe.

Un microclimat se construit.

Un réseau écologique se renforce.

La véritable économie Omakëya™ ne consiste donc pas uniquement à réduire le prix du projet.

Elle consiste à :

maximiser la valeur globale créée par unité d’investissement, sur toute la durée de vie de l’écosystème.

Et cela conduit naturellement au chapitre suivant :

le financement des écosystèmes

avec notamment :

  • investissement privé ;
  • financement public ;
  • subventions ;
  • contrats de performance ;
  • financement climatique ;
  • valorisation du carbone ;
  • paiements pour services écosystémiques ;
  • assurance climatique ;
  • certificats environnementaux ;
  • économie circulaire ;
  • partenariats public-privé ;
  • mécanismes de retour sur investissement ;
  • modèles économiques des fermes, entreprises, villes et territoires résilients.