CE22 - Transports et mobilités, constructions dans les territoires urbains et péri-urbains

la Lumière la Nuit Nuit à l'Environnement – LUNNE

La Lumière la Nuit Nuit à l’Environnement

L’aménagement nocturne de villes passe par une utilisation parcimonieuse de l’éclairage artificiel la nuit pour répondre aux besoins de sécurité, de mobilité, de vie économique et sociale, tout en limitant les consommations d’énergie, les nuisances pour les humains, pour le climat et pour la biodiversité. Mais pour faire évoluer les villes vers plus de sobriété lumineuse, les modifications de l’éclairage doivent être acceptées par la population, et réalisables techniquement.

Objectifs

Au cours des 20 dernières années, des connaissances ont été accumulées sur les perturbations des comportements animaux liés à la lumière artificielle la nuit (ALAN en anglais), sur les modifications de l’abondance des espèces et du fonctionnement des écosystèmes. La principale motivation des recherches en écologie sur ces sujets provient du fait que l’Homme est devenu le moteur principal des changements à l’échelle de la planète. Or un des aspects du Global Change est la diminution rapide de la biodiversité, au point que la période récente est décrite comme celle de la 6e « extinction de masse ». Cette situation préoccupante explique la sensibilité des pouvoirs publics et des citoyens à la conservation des espèces menacées et la préservation de la biodiversité. Parmi les pressions anthropiques qui pèsent sur la biodiversité, l’ALAN est identifiée comme une menace significative, même si elle est moins médiatisée et moins étudiée que d’autres. <br /><br />L’extinction de l’ALAN n’étant pas toujours une option acceptable, il est nécessaire de mieux comprendre les contraintes et les besoins des différents acteurs, humains et non humains, pour transformer la fabrique de la ville nocturne et promouvoir un éclairage urbain soutenable, en adéquation avec les trois piliers du développement durable, social, économique et environnemental. Pour y parvenir, il est nécessaire de concevoir et d’évaluer les installations d’éclairage urbain au regard des différents enjeux, afin de réaliser les meilleurs compromis entre les besoins des usagers et les impacts sur l’environnement.<br /><br />Le projet LUNNE aborde plusieurs verrous scientifiques associés à la réduction de l’ALAN avec une approche pluridisciplinaire à travers trois dimensions : <br />1) Du côté des acteurs de l’éclairage urbain, une meilleure connaissance des pratiques des collectivités en matière de réduction de l’ALAN, et des possibilités techniques et organisationnelles envisageables. Ces connaissances permettront notamment de sélectionner des scénarios d’expérimentation avec les collectivités partenaires du projet, et de proposer des méthodes de concertation adaptées aux politiques publiques de réduction de l’ALAN.<br />2) Du point de vue de la qualité de l’éclairage pour les usagers, une meilleure connaissance et quantification de l’impact des stratégies de sobriété lumineuse sur les usagers (mobilité, sécurité, ambiances nocturnes), et une meilleure compréhension des freins et des leviers à l’acceptabilité de ces politiques publiques d’éclairage.<br />3) Du point de vue des effets sur l’environnement, une quantification plus adaptée de l’impact de stratégies de réduction de l’ALAN sur les écosystèmes à travers le développement de nouveaux indicateurs à différentes échelles spatiales.

Le projet intègre différents aspects (sociétaux, environnementaux, techniques) autour de la problématique de réduction de l’ALAN. Des méthodes et outils de différentes disciplines académiques (vision humaine et animale, psychologie sociale et environnementale, mathématiques appliquées) sont mobilisés. Dans les WP2 et WP3, on mobilisera des concepts de psychologie sociale, en particulier l’acceptabilité et la théorie de l’acteur réseau pour la concertation. Dans le WP3, on utilisera des concepts de psychophysique et de psychologie de l’environnement pour aborder les questions d’ambiance nocturne urbaine. On utilisera aussi des techniques d’analyse de données à partir des observations des trajectoires des usagers. Le WP4 utilisera des concepts de photométrie animale, et différentes techniques de modélisation, notamment en géomatique. Les notions partagées par l’ensemble des acteurs de ce projet sont celles qui relèvent de la photométrie et de l’éclairage.

Le projet propose une approche à différentes échelles spatiales. Les conséquences de l’ALAN sur les écosystèmes sont en effet observables à l’échelle du luminaire (par exemple avec le piégeage des insectes), des rues (barrières lumineuses, réserves d’obscurité), et de la ville (avec le halo lumineux réfléchi par l’atmosphère au-delà des zones éclairées). Cela rend pertinent l’utilisation de cartographies : elles permettent de décrire les effets de l’ALAN pour planifier spatialement l’éclairage au niveau des territoires pour réduire la pression exercée par l’ALAN sur les écosystèmes, mais elles sont aussi des outils de concertation avec les populations, utilisables par les élus et services techniques.

Le point fort des indicateurs proposés, par rapport à ceux utilisés par les collectivités ou issus de la littérature scientifique, est leur adéquation plus forte aux objectifs de développement durable. Certains des indicateurs proposés dans ce projet sont originaux dans leur concept, en utilisant des données de photométrie animale pour évaluer l’impact des sources sur les insectes, et en transposant des concepts de viewshed et d’isovist en géomatique pour identifier des réserves d’obscurité en ville, qui pourront ensuite être caractérisées (taille, connectivité). Concernant l’évaluation de la qualité de l’éclairage urbain pour les usagers, l’approche spatialisée de l’éclairage de la ville (« trames noires », niveaux et/ou spectres lumineux) nous conduit à aller au-delà de la caractérisation des environnements lumineux pour un usager statique et à nous intéresser aux ambiances et aux comportements induits par les transitions entre zones éclairées différemment. L’association de données perceptives, comportementales et photométriques est également une approche originale pour faire émerger des indicateurs mesurables du service rendu par l’éclairage d’un point de vue fonctionnel, et identifier les limites acceptables au regard des différents critères.

Les principaux résultats attendus de ce projet sont les suivants :

* Un état des lieux des stratégies d’éclairage visant à réduire l’impact sur l’environnement ;
* Le développement d’une méthodologie de concertation et d’intégration de critères environnementaux dans le processus de décision publique concernant l’éclairage ;
* Une meilleure compréhension de l’impact de ces stratégies sur la sécurité, le confort et la mobilité des usagers ;
* L’identification des freins et leviers à l’acceptabilité des politiques de sobriété de l’éclairage urbain ;
* Des indicateurs de la qualité des luminaires au regard des nuisances associées (détectabilité, attractivité, éblouissement) ;
* Des indicateurs de l’impact des politiques d’éclairage sur le halo lumineux et des « réserves d’obscurité » urbaines (zones sans points lumineux visibles).

Nos recherches doivent permettre de faire évoluer les normes et réglementations dans le sens d’une sobriété lumineuse maîtrisée, ce qui peut se faire au niveau international via la participation à des Technical Commitees existants (ou à venir) de la Commission Internationale de l’Eclairage, auxquels certains membres du consortium participent déjà (e.g. TC4.61 Artificial Lighting and its Impact on the Natural Environment).

Dans le contexte de la smart lighting, la méthodologie proposée pourrait permettre aux collectivités de mieux maîtriser l’éclairage (notamment via les contrats de performance) en s’appuyant sur le monitoring de la ville, que ce soit pour estimer les indicateurs définis dans le projet ou par le pilotage dynamique de l’éclairage. En termes d’acceptabilité par les populations mais aussi par les services techniques, la méthodologie de concertation proposée pourrait inspirer des manières de faire, soit directement, soit à travers des guides destinés aux collectivités et proposés par des organismes nationaux (ADEME, CEREMA) ; le CEREMA étant directement impliqué dans plusieurs aspects du projet, la constitution et la diffusion de la doctrine technique nationale sur ces sujets via cet organisme en sera facilitée (rédaction de guides, animations de journées techniques, formations).

L’impulsion que le projet LUNNE pourrait donner aux collectivités dans la gestion de leur éclairage consiste surtout à mieux prendre en compte des objectifs de développement durable dans l’utilisation des innovations technologiques. Ces évolutions peuvent porter sur la technologie des lampes, sur les dispositifs centralisés d’éclairage, sur le smart lighting ou sur la planification de l’éclairage. Une application possible serait l'identification de corridors nocturnes qui favorisent les migrations et les déplacements de la faune.

L’implication des acteurs du projet notamment à l’Association Française de l’Eclairage (JNL, revue Lux) et au Cluster Lumière (groupe de travail éclairage public, webinar) permettra la diffusion des résultats du projet auprès des acteurs opérationnels publics et industriels. La promotion de la culture scientifique et technique (e.g. médias, fête de la science) sera menée en partenariat avec le service communication de nos établissements. Sur un autre plan, ce projet national pourrait constituer un tremplin pour envisager un projet Européen sur la thématique de la sobriété lumineuse.

Pas encore de production scientifique

L’aménagement nocturne de villes durables passe par une utilisation parcimonieuse de l’éclairage artificiel la nuit (ALAN: Artificial Light at Night) pour répondre aux besoins sociétaux de sécurité, de mobilité, de vie économique et sociale, tout en limitant les consommations d’énergie, les nuisances pour les humains, pour le climat et pour la biodiversité. Mais pour promouvoir la sobriété lumineuse, les modifications de l’éclairage doivent être acceptables par la population, et réalisables techniquement.
L’extinction de l’ALAN n’étant pas toujours une option acceptable, il est nécessaire de comprendre les contraintes et les besoins des différents acteurs pour promouvoir un éclairage urbain soutenable. Le développement de la Smart City et les possibilités offertes par la technologie LED permettent des stratégies de réduction de l’ALAN tout en contrôlant leur impact sur la qualité de vie des usagers et sur les écosystèmes.
Le projet LUNNE aborde plusieurs verrous scientifiques associées à la réduction de l’ALAN: 1) une quantification plus adaptée de l’impact de stratégies de réduction de l’ALAN sur les écosystèmes à travers le développement de nouveaux indicateurs à différentes échelles spatiales. 2) Une meilleure connaissance et quantification de l’impact de ces stratégies sur les usagers (mobilité, sécurité, ambiances nocturnes). 3) une meilleure compréhension des freins et des leviers à l’acceptabilité de ces politiques publiques d’éclairage. Ces trois dimensions se rejoignent dans la proposition d’indicateurs, de méthodes et de pistes d'action pour aider les collectivités à faire évoluer leur éclairage en tenant compte des spécificités de leur territoire. L’impact des modifications d’éclairage sera étudié en associant la collecte de données comportementales dans des observatoires urbains, le recueil de données subjectives et comportementales par enquêtes, des mesures photométriques et des modèles de calcul.

Coordination du projet

Roland Brémond (Université Gustave Eiffel)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

PsyCAP Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement
Rennes Métropole
Cerema-Med Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement
Montpellier Méditerrannée Métropole
Territoire Energie Tarn
STI Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement
Ecole Nationale Supérieure d'Architecture de Nantes
LP3C Université Rennes 2
LAPLACE Institut National Polytechnique Toulouse
UGE - COSYS Université Gustave Eiffel
Cerema-Oue Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement

Aide de l'ANR 463 844 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2023 - 42 Mois

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