Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
L’Office fédéral de l’environnement (OFEV) a identifié cinq principaux défis liés au dérèglement climatique en Suisse: l’augmentation du stress thermique, l’intensification des sécheresses estivales, la hausse des températures moyennes, l’accroissement du potentiel de risque (notamment en raison de l’augmentation du ruissellement de surface) ainsi que les modifications des habitats et de la composition des espèces [1]. En milieu urbain, ces phénomènes sont amplifiés par l’imperméabilisation et la minéralisation des sols.
Pour répondre à ces enjeux, les collectivités intègrent de plus en plus des infrastructures bleues et vertes (IBV) dans les projets de voirie, de requalification urbaine ou de développement territorial. Ces aménagements, constitués d’éléments naturels ou semi-naturels, contribuent au maintien des processus hydrologiques et écologiques tels que l’infiltration, l’évapotranspiration ou le stockage temporaire des eaux pluviales [2]. Toutefois, leur mise en œuvre reste souvent opportuniste et liée aux projets urbains en cours, sans toujours tenir compte des secteurs où les bénéfices potentiels seraient les plus importants.
Or, l’efficacité des IBV dépend fortement du contexte local. Cet article présente une méthode d’aide à la décision permettant d’identifier les secteurs où les IBV sont susceptibles de générer les bénéfices les plus importants. Son application à la ville de Lausanne permet d’illustrer son potentiel dans une démarche de planification stratégique de la ville éponge.
Dans la présente étude, les IBV désignent l’ensemble des aménagements verts, bleus ou hybrides s’appuyant sur les processus naturels pour répondre aux enjeux urbains liés au changement climatique. Dans la réalité, l’effet d’une IBV sur le confort en ville résulte d’une chaîne complexe de processus physiques, biologiques, sociaux entraînant des résultats variables.
Sa mise en œuvre doit aussi répondre à des contraintes foncières, financières, opérationnelles, environnementales qui limitent les possibilités d’intervention. Le concept développé repose ainsi sur une relation logique entre le contexte territorial, les indicateurs décrivant l’état du territoire, les actions d’aménagement envisageables et les indicateurs de résultats permettant de quantifier les bénéfices attendus. L’objectif de la proposition est de travailler à l’échelle de l’agglomération pour obtenir des résultats à l’échelle des îlots mettant en évidence des zones où l’efficience des IBV (combinaison du bénéfice vraisemblable et de la faisabilité de mise en œuvre) est la meilleure.
L’approche devait répondre à trois grandes exigences:
Le dérèglement climatique a des conséquences multiples et parfois antagonistes: ruissellement extrême ou sécheresse, canicule, réduction de la biodiversité, assèchement des sols, etc. Les solutions d’adaptation doivent donc être transversales, mutualisables pour répondre à ses nombreux défis. L’outil développé doit donc être capable de mesurer le potentiel d’amélioration que les IBV apportent au regard des différentes fonctions qu’elles remplissent (gestion des pluies fréquentes, lutte contre la surchauffe estivale, etc.) et de bonifier les synergies.
Les besoins et les données territoriales disponibles varient grandement selon les collectivités et au cours du temps. Dans ce contexte, une approche modulaire et évolutive est nécessaire. Les entrées du modèle et de fait les résultats attendus seront différents selon le stade du projet (orientation stratégique, planification régionale, étude locale, projet).
Les fonctions traitées (climat, cycle de l’eau, aléa ruissellement, corridors écologiques, etc.) et le niveau de précision d’analyse de chaque fonction (axe) doivent aussi être modulables selon la finalité de l’étude et la disponibilité des données territoriales.
Pour assurer cette flexibilité (tant dans la précision que dans les axes traités), le système de notation des indicateurs doit être standardisé au maximum pour permettre de comparer deux territoires entre eux mais aussi et surtout l’évolution de la démarche. Par exemple, les cartes de potentiel pour l’année 1 et pour l’année 10 doivent être comparables, même si le niveau de précision d’analyse a augmenté avec l’acquisition de données.
Ainsi une note de 3/5 en gestion de l’eau doit avoir une signification similaire qu’elle soit évaluée sur la base des résultats d’un modèle hydraulique précis ou sur une approche cartographique des surfaces perméables disponibles et de leur pente par exemple.
Dans l’outil, les IBV sont évaluées au travers des fonctions qu’elles remplissent. Chaque fonction est analysée individuellement afin de tenir compte de ses mécanismes propres, puis intégrée dans une analyse globale permettant d’identifier les synergies entre les différents objectifs poursuivis (fig. 1).
Pour faire cette analyse, le territoire est maillé en pixels de 1 hectare (valeur qui peut être modulable en fonction de l’échelle du projet et de la phase d’études). Afin de rendre comparables des fonctions de nature très différente, la méthode s’appuie sur le concept de mètre carré idéal. Celui-ci correspond à une surface pour laquelle la fonction étudiée est considérée comme pleinement assurée. Pour chaque maille, le nombre de mètres carrés idéaux nécessaire pour remplir la fonction ciblée est calculé (nommé ci-après IBVideal).
Une fois cet idéal théorique évalué, l’occupation du sol est analysée finement pour calculer la surface d’IBV déjà présentes (nommé ci-après IBVnow) et la surface réellement disponible pour mettre en place de nouvelles IBV (nommé ci-après IBVmax). A partir de ces trois surfaces, il est ensuite possible de calculer le potentiel P de la maille selon la formule suivante (éq. 1):
Si la surface d’IBV idéalement nécessaire est inférieure à la surface maximale disponible alors le potentiel d’amélioration de la maille équivaut à la surface d’IBV idéale minorée de la surface d’IBV existante. Dans le cas contraire, le potentiel se calcule à partir de la surface maximale réellement disponible pour mettre en place des IBVs. Cette logique est schématisée dans la figure 2 par les deux cas de figures.
Considérant cette idée d’approche modulable et évolutive, les indicateurs permettant d’évaluer chaque fonction ont été retenus selon les critères suivants:
Les différents indicateurs utilisés dans la présente étude de cas sont indiqués dans le tableau 1.
| Fonction | Indicateurs mobilisés | Facteurs de contexte |
| Gestion des pluies fréquentes | Couverture du sol, perméabilité, pente | Réseau d’assainissement, sites pollués |
| Atténuation de la surchauffe estivale | Couverture arborée, surfaces imperméables | Vulnérabilité aux îlots de chaleur urbains (ICU) |
| Gestion des pluies extrêmes | Topographie, chemins préférentiels d’écoulement | Vulnérabilité au ruissellement |
Pour les événements pluvieux courants, l’objectif est de rapprocher le fonctionnement hydrologique de la ville de celui d’un milieu naturel en favorisant l’infiltration, l’évapotranspiration et le stockage temporaire des eaux pluviales à proximité de leur point de chute [3]. Comme pour toutes les fonctions la priorité est de définir à quoi correspond le mètre carré idéal. Pour la gestion des petites pluies, il correspond à une surface dont les eaux pluviales sont gérées localement, soit directement sur place, soit grâce à une IBV voisine capable de prendre également en charge une partie du ruissellement provenant des surfaces imperméables environnantes.
La seconde étape consiste à évaluer la performance hydraulique actuelle de chaque maille à partir du couvert végétal et des surfaces déjà favorables à la gestion naturelle des eaux pluviales. La capacité d’une infrastructure verte à gérer des surfaces imperméables adjacentes est représentée par un coefficient de déconnexion k. Ce coefficient traduit le fait qu’un mètre carré d’IBV ne gère pas uniquement les eaux pluviales qui tombent sur sa propre surface, mais peut également prendre en charge le ruissellement provenant de surfaces imperméables voisines. Ainsi, une surface végétalisée ou infiltrante contribue à déconnecter du réseau d’assainissement une surface plus importante que sa propre emprise au sol. Dans ce cas, k = 0,6. Cette valeur peut être ajustée en fonction du contexte urbain ou lorsque seule une catégorie spécifique d’infrastructures vertes et bleues urbaines est prise en compte. Cette capacité théorique est ensuite ajustée à l’aide d’un coefficient de contexte Csp, qui prend en compte les conditions locales influençant l’efficacité de la gestion à la source des eaux pluviales. Ce coefficient intègre notamment la perméabilité des sols et la pente du terrain (tab. 2). En effet, la gestion décentralisée des eaux pluviales issues des épisodes de pluie faibles et fréquents repose sur la présence d’un sol relativement perméable, condition indispensable à l’infiltration de l’eau [4]. Lorsque le terrain est totalement imperméable, cette fonction ne peut pas être assurée, puisque l’infiltration devient impossible. Par ailleurs, les infrastructures destinées à ralentir l’écoulement des eaux afin de favoriser leur évaporation, leur stockage ou leur infiltration sont fortement influencées par la pente du terrain. Au-delà d’une pente de 15%, la plupart des IBV urbaines ne peuvent plus être adaptées efficacement pour assurer leurs fonctions de gestion des pluies courantes [5].
|  | Imperméable | Peu perméable | Moyennement perméable | Perméable |
| >25% de la maille avec une pente inadaptée | 0 | 0.6 | 0.8 | 0.8 |
| ≤25% de la maille avec une pente inadaptée | 0 | 0.8 | 1 | 1 |
Ainsi la surface d’IBV déjà présentes (IBVnow) peut être calculée à l’aide de l’équation 2:
 
Les surfaces réellement mutables sont évaluées en fonction de l’occupation du sol et du sous-sol. Cette fonction concerne les espaces ouverts qui peuvent être désimperméabilisés, c’est-à -dire des surfaces dont l’usage peut être maintenu sans recourir à du béton ou à d’autres revêtements imperméables. À l’inverse, certaines infrastructures, telles que les voies ferrées, les autoroutes, etc., nécessitent des surfaces dures et imperméables pour assurer leur fonctionnement; elles sont donc exclues du champ d’application de cet outil. Les surfaces mutables sont caractérisées ainsi:
À noter: Les bâtiments existants n’ont pas été considérés dans les surfaces mutables. Ils pourraient l’être si leurs toitures étaient végétalisables (plates, génie civil adapté). Cela permet donc de calculer IBVmax et IBVideal à l’aide des équations 3 et 4 respectivement:
Il en résulte le calcul du potentiel de la maille selon l’équation 1.
Enfin, ce potentiel est pondéré en fonction du contexte local, notamment du type de réseau d’assainissement. Les secteurs raccordés à un réseau unitaire bénéficient ainsi d’une pondération plus importante, les bénéfices liés à la déconnexion des eaux pluviales y étant plus élevés.
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Pour chaque cellule, les potentiels calculés pour les différentes fonctions (Pi) sont combinés afin d’évaluer la capacité d’un même secteur à répondre simultanément à plusieurs enjeux d’adaptation climatique. Cette approche permet de dépasser une analyse sectorielle visant uniquement l’eau pluviale, le confort thermique ou le ruissellement et de mettre en évidence les secteurs offrant les meilleures opportunités d’intervention multifonctionnelle.
Un coefficient de synergie Csyn est utilisé afin de valoriser les cellules présentant simultanément des potentiels élevés pour plusieurs fonctions. À l’inverse, les cellules ne répondant qu’à un seul enjeu conservent leur potentiel individuel mais obtiennent un score de synergie plus faible. Le potentiel combiné (Pcombiné) traduit ainsi la capacité d’un aménagement à générer plusieurs bénéfices à partir d’une même intervention. Il est calculé comme suit (éq. 5):
Avec Csyn selon Ă©quation 6:
 
L’indicateur obtenu constitue l’outil principal d’aide à la décision. Il permet d’identifier les secteurs prioritaires dans lesquels les IBV présentent à la fois un potentiel d’amélioration élevé et des gains multiples pour le territoire. Cette approche fournit ainsi une base rationnelle pour orienter les investissements et pour prioriser les interventions dans un contexte où les ressources disponibles ne permettent pas de traiter simultanément l’ensemble du territoire.
L’application de la méthodologie à l’échelle du territoire lausannois met en évidence une forte variabilité spatiale des potentiels d’amélioration. Cette hétérogénéité reflète à la fois les différences de couverture du sol, de densité urbaine, de contraintes physiques et de vulnérabilités présentes sur le territoire. Les analyses montrent que les secteurs urbanisés en périphérie de l’hypercentre, qui sont caractérisés par une forte imperméabilisation, une faible présence d’infrastructures vertes et bleues, et plus d’espace mutable présentent généralement les marges de progression les plus importantes. À l’inverse, les espaces déjà fortement végétalisés ou au contraire très densément bâti apparaissent comme plus proches de leur état idéal atteignable.
Cette première observation confirme l’intérêt de l’approche par potentiel: plutôt que d’évaluer uniquement l’état actuel du territoire, elle permet d’identifier les secteurs où les gains attendus sont les plus élevés compte tenu des possibilités réelles de transformation.
L’évaluation de la fonction de gestion des pluies fréquentes met en évidence l’importance du déficit actuel de surfaces capables d’assurer une gestion décentralisée des eaux pluviales dans certains secteurs urbains.
Les quartiers centraux fortement minéralisés présentent les potentiels les plus élevés. Ces secteurs combinent généralement:
Les résultats montrent également l’influence des contraintes locales. Dans plusieurs secteurs, les potentiels théoriques sont réduits par la présence de fortes pentes, de sols peu favorables à l’infiltration ou de sites pollués limitant les possibilités de gestion décentralisée des eaux pluviales. Cette fonction met ainsi particulièrement en évidence l’intérêt des espaces publics comme levier de transformation. Les voiries, places et stationnements apparaissent comme des surfaces stratégiques pour améliorer la résilience hydrologique de la ville.
La figure 3 présente les potentiels calculés pour la ville de Lausanne en matière de gestion des pluies fréquentes. Une valeur comprise entre 0 et 0,4 correspond à un potentiel faible, voire inexistant; une valeur comprise entre 0,5 et 0,9 correspond à un potentiel moyen à bon; et une valeur de 1 et plus correspond à un potentiel élevé.
La fonction d’atténuation de la surchauffe estivale produit une répartition spatiale sensiblement différente. Les potentiels les plus élevés sont observés dans les secteurs présentant simultanément:
L’intégration de l’indice de vulnérabilité thermique permet de dépasser une simple analyse physique du territoire en tenant compte des enjeux d’équité climatique. Ainsi, deux secteurs présentant des caractéristiques urbaines comparables peuvent obtenir des niveaux de priorité différents en fonction de la vulnérabilité des populations qui y résident. Les résultats soulignent notamment le rôle central du tryptique «arbre-sol-eau» dans les stratégies d’adaptation au réchauffement climatique. Les secteurs présentant encore d’importantes opportunités d’arborisation apparaissent comme les plus susceptibles de générer des bénéfices significatifs pour le confort thermique urbain.
L’analyse de la gestion des événements extrêmes repose sur une logique différente de celle des deux fonctions précédentes. L’objectif n’est plus de gérer les eaux à la parcelle mais de favoriser leur écoulement selon des trajectoires limitant les dommages potentiels.
Les résultats mettent en évidence plusieurs secteurs où le renforcement du réseau de chemins d’écoulement à moindre dommage pourrait permettre de diminuer les risques liés au ruissellement de surface.
Les potentiels les plus élevés correspondent généralement à des zones où:
L’approche met également en évidence l’importance de la connectivité spatiale. Certaines cellules présentent un potentiel individuel limité mais jouent un rôle stratégique dans la continuité des cheminements permettant d’évacuer les eaux vers un exutoire. Cette caractéristique illustre la nécessité d’analyser cette fonction à l’échelle du réseau plutôt qu’à celle de la seule parcelle.
L’analyse croisée des différentes fonctions (voir fig. 4) constitue l’un des principaux apports de la méthode. Les résultats montrent que les secteurs prioritaires pour une fonction ne correspondent pas systématiquement aux secteurs prioritaires pour les autres fonctions. Une approche mono-objective conduirait donc à des priorisations différentes selon l’enjeu considéré.
Plusieurs secteurs se distinguent par des potentiels simultanément élevés pour plusieurs fonctions. Dans ces zones, la mise en œuvre d’IBV permettrait de générer plusieurs bénéfices à partir d’une même intervention: amélioration de la gestion des eaux pluviales, atténuation de la surchauffe estivale et contribution à la résilience face aux événements extrêmes.
Ces synergies illustrent l’intérêt d’une approche intégrée de la ville éponge, dans laquelle les infrastructures sont considérées comme des aménagements multifonctionnels plutôt que comme des réponses sectorielles à une problématique unique.
Au-delà de l’identification des secteurs prioritaires, la méthodologie fournit un cadre permettant d’évaluer dans le temps l’évolution du territoire. La comparaison entre l’état actuel et l’état idéal atteignable permet de suivre la progression des différents secteurs vers leurs objectifs respectifs. L’outil peut ainsi être mobilisé comme indicateur de pilotage stratégique afin de mesurer les effets des projets réalisés et de réactualiser périodiquement les priorités d’intervention.
Cette capacité de suivi constitue un avantage important de l’approche proposée. Elle transforme l’analyse du potentiel en un véritable outil d’aide à la décision pour la planification et la gestion de la transition vers une ville plus résiliente.
La démarche développée dans le cadre de ce projet propose une approche reproductible permettant d’identifier, à l’échelle de l’agglomération, les secteurs où les IBV sont susceptibles d’apporter les bénéfices les plus importants pour l’adaptation de la ville aux changements climatiques. Fondée sur une évaluation multicritère du potentiel d’amélioration du territoire, elle permet de dépasser une logique d’intervention opportuniste et d’orienter les actions vers les secteurs présentant le meilleur rapport entre besoins, bénéfices attendus et possibilités de mise en œuvre.
L’approche proposée repose sur un cadre méthodologique modulaire pouvant être adapté aux objectifs poursuivis, aux données disponibles et à différents niveaux d’analyse. Cette flexibilité permet son application dans des contextes territoriaux variés et autorise l’intégration progressive de nouvelles thématiques sans remettre en cause la structure générale du modèle.
L’application à la ville de Lausanne met en évidence l’importance du choix des indicateurs et des pondérations. Les résultats montrent l’intérêt d’une approche multifonctionnelle capable de mettre en évidence les synergies entre gestion des eaux pluviales, atténuation de la surchauffe estivale et amélioration de la résilience face aux événements pluvieux extrêmes.
Au-delà de la cartographie des potentiels, l’outil constitue un support d’aide à la décision permettant d’orienter les démarches de planification, de prioriser les investissements et de décloisonner les politiques publiques liées à l’eau, au climat, à la biodiversité et à l’aménagement urbain. Il fournit également une base permettant de suivre dans le temps la progression du territoire vers un état de type «ville éponge».
Les développements futurs viseront notamment à intégrer de nouvelles fonctions liées au renforcement des réseaux écologiques et à l’amélioration de l’accès aux espaces de nature et de loisirs. À terme, cette approche pourrait contribuer à la mise en place d’une véritable stratégie territoriale de transformation urbaine, où les IBV ne sont plus uniquement des opportunités de projet mais deviennent un levier structurant de résilience urbaine.
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[1] Steinemann, M.; Willimann, C.; FĂĽssler, J. (2025): Climate Risk Analysis for Switzerland: Basis for adaptation to climate change. Abridged version. Bern, Switzerland: Federal Office for the Environment (FOEN)
[2] Metro Vancouver (2015): Connecting the Dots: Regional Green Infrastructure Network Resource Guide. Vancouver, Canada
[3] OFEV et ARE (2022): Eau de pluie dans l’espace urbain. Fortes précipitations et gestion des eaux pluviales dans le contexte d’un développement urbain adapté aux changements climatiques.
[4] VSA (2019): Gestion des eaux urbaines par temps de pluie.
[5] Belmont, M. (2025): Approche de type Sponge City pour les zones urbanisées en pente. MA thesis, EPFL/Ville de Lausanne
Cette approche a été développée dans le cadre du projet de master de Evie Bonner (EPFL). Nous remercions la ville de Lausanne et plus particulièrement le service de l’eau et l’unité climat pour la fourniture des données et pour leur participation active dans le projet.
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