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Concilier énergies renouvelables et biodiversité
Face à l’urgence climatique et à l’effondrement de la biodiversité, la transition énergétique doit s’accompagner d’une attention renforcée à la préservation du vivant. Développer les énergies renouvelables, oui, mais pas au détriment des écosystèmes : l’enjeu est de concilier production d’énergie durable et maintien de la biodiversité dans une approche cohérente et intégrée des territoires.
Biodiversité et énergies renouvelables : des enjeux conjoints
Aujourd’hui, la crise climatique nous pousse à repenser en profondeur notre système énergétique émetteur de gaz à effet de serre. Une transition est en cours pour sortir de notre dépendance aux énergies fossiles, et se tourner vers des sources d’énergie à faible émission de CO₂, telles que les énergies renouvelables (EnR). Les EnR tirent leur énergie de sources qui se renouvellent naturellement, comme le soleil, le vent, l’eau ou la biomasse. Leur développement massif est aujourd’hui une solution pour atteindre les objectifs climatiques, notamment l’objectif de neutralité carbone pour 2050 fixé par la loi Energie-Climat de 2019.
Le principal inconvénient des EnR réside dans le caractère diffus de leurs sources : elles nécessitent une grande superficie pour capter une quantité suffisante d’énergie. Par exemple, plus on installe d’éoliennes, plus on produit d’électricité, mais plus on occupe d’écosystèmes et de milieux naturels. Ainsi, en contribuant positivement à atténuer le changement climatique, les EnR peuvent en revanche intensifier d’autres pressions, notamment le changement d’occupation et d’usage des terres et de la mer, l’exploitation des ressources naturelles (minérales, végétales ou aquatiques), dans certains cas, la pollution des sols ou de l’eau et la création de milieux favorables au développement d’espèces exotiques envahissantes. En modifiant les conditions d’habitats, ces pressions peuvent impacter directement la faune et la flore.
Le déploiement massif des EnR induit également un effet de cumul sur la biodiversité : une centrale solaire photovoltaïque aura d’autant plus d’incidences sur la biodiversité, que sa surface augmente, qu’elle fragmente le territoire et que son emprise s’ajoute à celle d’autres infrastructures ou aménagements humains.
Éoliennes en campagne. Crédit photo : Sébastien Lamy
Un cadre national pour concilier les énergies renouvelables et la biodiversité
La transition énergétique portée par la France vise à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050, promise par les Accords de Paris, tout en préservant la biodiversité. Pour cela, le Plan Biodiversité 2018 et la Stratégie nationale biodiversité 2030 évoquent différentes priorités d’actions, avec l’objectif commun de réduire l’empreinte environnementale des EnR. Ils sont appuyés par la loi Climat et Résilience qui prévoit zéro artificialisation nette pour 2050 et le renforcement de la séquence Eviter-Réduire-Compenser en 2016.
En parallèle, la loi APER (accélération de la production d’énergie renouvelable) du 10 mars 2023 prévoit une accélération du déploiement territorial des EnR. Alors que la loi Energie-Climat de 2019 fixait un objectif de 33% d’EnR dans le bouquet énergétique d’ici 2030, celui-ci était en 2023 de 22,3% d’après l’Insee. L’objectif commun est clair : concilier développement énergétique et reconquête de la biodiversité dans un cadre cohérent, partagé entre acteurs publics et territoriaux.
Les crises du climat et de la biodiversité sont interdépendantes : l’atténuation du changement climatique par la décarbonation de notre production énergétique peut aider à réduire une pression sur la biodiversité, à condition de ne pas lui nuire ailleurs. En effet, l’augmentation de la température de l’air et des eaux entraîne une fragilisation voire la disparition d’espèces de flore et de faune sauvage et la dégradation d’écosystèmes naturels. D’un autre côté, c’est le bon fonctionnement des écosystèmes naturels qui contrôle le cycle du Carbone. L’enjeu est donc le suivant : comment concilier un déploiement massif des énergies renouvelables, nécessaire à l’atténuation du changement climatique, avec la protection de la biodiversité ?
Quelles sont les solutions proposées par l’OFB ?
Nous développons différents types d’actions pour encourager et mettre en œuvre la prise en compte de la biodiversité dans les projets d’aménagement d’énergies renouvelables :
développer la connaissance scientifique et technique, notamment sur les incidences des EnR sur la biodiversité et les solutions d’atténuation de ces dernières ;
rechercher les différents leviers d’intégration de la biodiversité dans les EnR ;
accompagner techniquement les acteurs : mise à disposition d’outils d’appui à la planification territoriale des EnR et à l’éco-conception des projets (applications cartographiques, guides ou référentiels techniques, brochures, formations techniques, etc.) ;
valoriser les bonnes pratiques ;
diffuser auprès de tous l’ensemble de ces informations (colloques, séminaires, webinaires, brochures, etc.).
Mise en œuvre de deux observatoires nationaux
Dans le cadre de la mesure 15 de la SNB 2030 (renforcer la prise en compte des enjeux de protection de la biodiversité dans les projets d’infrastructures énergétiques) et de la loi APER du 10 mars 2023, l’OFB travaille sur l’accompagnement du déploiement des EnR sur le territoire afin d’en limiter les impacts environnementaux. Deux observatoires ont été créés récemment : l’Observatoire des énergies renouvelables et de la biodiversité, codéveloppé avec l’Ademe, et l’Observatoire national de l’éolien en mer, codéveloppé avec l’Ifremer.
Codéveloppé avec l’Ademe, l’Observatoire des énergies renouvelables et de la biodiversité dresse un état des lieux des connaissances scientifiques et techniques disponibles au travers des études et données existantes sur les impacts des EnR sur la biodiversité, les sols et les paysages, ainsi que sur les solutions de remédiation possibles, via les éventuelles mesures d’évitement, de réduction ou de compensation de ces impacts. Il se charge également de la diffusion auprès du public et des parties prenantes de l’ensemble de ces synthèses de connaissances.
Codéveloppé avec l’Ifremer, l’Onem valorise les connaissances existantes, et mène de nouveaux programmes d’acquisition de connaissances sur le milieu marin et les interactions entre les parcs éoliens en mer et la biodiversité marine. Il finance ainsi des projets sur différents compartiments biologiques : oiseaux, cétacés, habitats benthiques, poissons…
De la planification sur le territoire à la conception technique du projet : deux étapes successives complémentaires
Lors du déploiement et de la conception d'infrastructures énergétiques, deux étapes se succèdent et se complètent :
le choix du ou des sites et des réseaux associés s'envisage à toutes les échelles d'un territoire, du national au régional jusqu'aux zonages en maillages précis ;
les choix techniques pour le projet en lui-même dont les emprises, les dispositifs techniques, le déroulement du chantier, les modalités d'exploitation, sont autant de paramètres à prendre en compte.
Déployer sur notre territoire des EnR dans une logique de "moindre impact" suppose, au préalable, d'identifier les sites écologiquement sensibles : points chauds de biodiversité, espaces fréquentés par les espèces sensibles à ces infrastructures énergétiques, corridors migratoires, etc. En effet, éviter la construction d’infrastructures énergétiques, même renouvelables, dans des zones à fort enjeu de préservation de la biodiversité constitue la première des solutions à mettre en œuvre pour diminuer l’empreinte environnementale des projets. Car c’est, de loin, la plus efficace.
Entre les EnR terrestres et marines, les modalités de planification territoriale varient :
concernant l'éolien offshore : l'OFB a appuyé l'État dans l'identification des enjeux écologiques associés aux zones d'implantation des futurs projets ;
concernant les énergies terrestres : plusieurs approches ont été adoptées au cours du temps. En 2023, la loi APER demande d'identifier des zones d'accélération dont sont exclus certains zonages environnementaux.
Le développement d'infrastructures énergétiques renouvelables peut impacter la biodiversité, par atteinte aux plants ou individus d’espèces de flore ou de faune sauvage, dégradation, voire destruction d’écosystèmes naturels, fractionnement des milieux et altération de leurs fonctions écologiques et services écosystémiques associés. Ces incidences potentielles varient selon les filières d'ENR considérées et les types de milieux, compartiments écologiques ou groupes d'espèces concernés. Mieux connaître les interactions entre les ENR et les écosystèmes naturels, et les solutions de remédiation possibles, est nécessaire pour accompagner les décideurs dans la prise de décision au carrefour de multiples enjeux.
Les impacts et solutions possibles commencent à être scientifiquement et techniquement bien documentés pour certaines EnR. Pour les autres filières énergétiques au développement plus récent, leur accélération a créé ces dernières années des besoins élevés de connaissances scientifique et technique. Il en résulte une forte dynamique de déploiement de nouveaux programmes de recherche en France comme à l'international.
Au sein de l’Office français de la biodiversité, tout un pôle de recherche est dédié aux énergies renouvelables et à leurs impacts et solutions pour préserver la biodiversité. Le besoin de connaissances sur le sujet est à trois niveaux :
Caractériser les impacts : Identifier les pressions exercées par les différentes filières EnR :
sur différents ensembles de faunes et de flores, de fonctions écologiques et de services écosystémiques (sols, pollinisation, etc.) ;
à différentes échelles du vivant (individus, populations, espèces, habitats, écosystèmes) ;
Quantifier les impacts à différentes échelles spatiales et temporelles : L’objectif est de mesurer l’ampleur des effets des EnR, dans l’espace et dans le temps :
Dans quelle mesure les EnR affectent-elles la biodiversité ?
À partir de quel seuil ces effets deviennent-ils une menace pour la population donnée ?
Quelle est la capacité de résilience des milieux concernés ?
Ces incidences s’ajoutent-elles à celles générées par d’autres activités humaines et produisent-elles des « impacts cumulés » (dans le temps, l’espace ou par accumulation avec d’autres pressions) ?
Atténuer les impacts : Pour minimiser les effets négatifs des EnR sur la biodiversité, plusieurs leviers peuvent être mobilisés :
l’évitement des zones sensibles et la planification territoriale et sectorielle ;
la réduction des impacts restants et la compensation, en cas d’impacts résiduels.
La mise en œuvre : quelles incidences des énergies renouvelables sur la biodiversité, et quelles recommandations ?
Plusieurs sources naturelles renouvelables sont utilisées pour obtenir de l’énergie : la gravité, l’eau, les marées, la chaleur de la Terre, la biomasse, le vent et le soleil. Nous nous concentrerons ici sur des énergies obtenues à partir de quatre de ces sources : l’éolien, le solaire photovoltaïque, la bioénergie et l’hydroélectricité.
L’énergie éolienne utilise la force du vent qui fait tourner les pales des éoliennes pour générer de l’électricité. Il existe deux types d’éolien : l’éolien terrestre et l’éolien offshore, en mer. Après la Grande-Bretagne, la France possède le deuxième potentiel éolien européen. Un développement massif de l’éolien en France est prévu pour répondre aux objectifs des lois APER et Energie Climat.
L’éolien terrestre entraîne trois conséquences directes sur la biodiversité :
les mortalités par collision ou barotraumatisme, notamment avec les rapaces, certains oiseaux migrateurs comme les cigognes et les chauves-souris ;
la perte de territoires de vie pour les espèces présentes, par destruction directe ou dégradation des habitats, de la phase de construction à celle de fonctionnement des éoliennes (notamment du fait des emprises au sol des machines, des pistes d’accès et d’entretien, de l’emprise dans la colonne d’air des pales, qui créent des turbulences, de leur balisage lumineux, du bruit, etc.) ;
l’effet « barrière », de fragmentation des habitats : certaines espèces vont réaliser un détour pour éviter les éoliennes lors de leurs migrations journalières pour accéder à des zones d’alimentation, ou lors de leurs migrations saisonnières à la recherche de territoires ou de conditions climatiques plus adaptés à leurs besoins, leur faisant dépenser de l’énergie supplémentaire.
Le développement de l’éolien terrestre peut impacter la biodiversité, notamment la faune volante. Bien caractériser ces incidences permet de mieux cerner les enjeux et de développer des solutions d’atténuation.
Du côté de l’éolien offshore, trop peu d’études ont été réalisées sur le sujet pour pouvoir réaliser une liste exhaustive des effets positifs ou négatifs que ce dispositif aurait sur la biodiversité.
Le développement de l’éolien en mer soulève des questions sur son impact sur les écosystèmes marins. Différentes production et études portent sur les connaissances actuelles, la limitation des effets, les stratégies de gestion et planification maritime.
Les panneaux solaires photovoltaïques transforment la lumière du soleil en électricité. Ils peuvent être installés sur des constructions humaines (bâtiments, mobiliers urbains …), posés sur le sol ou sur l’eau. Les centrales solaires photovoltaïques entraînent trois conséquences directes sur la biodiversité :
la modification des conditions d’habitat pour les espèces végétales et animales initialement présentes sur le site. En effet, lorsqu’une centrale solaire photovoltaïque couvre un espace naturel, elle modifie les conditions du milieu en diminuant sous les panneaux les apports en lumière et en pluie. La végétation est la 1ᵉ impactée : les espèces ombrophiles et résilientes sont favorisées. À l’inverse, les plantes à fleur ne poussent plus. Les populations d’insectes pollinisateurs qui en dépendent se retrouvent altérées, suivies de toute la chaîne trophique ;
l’altération, voire l’interruption de couloirs migratoires : ces centrales solaires sont protégées par des clôtures qui fragmentent les habitats, voire peuvent créer des pièges écologiques ;
des mortalités, notamment pour certains insectes attirés par la modification de la lumière à la surface des panneaux solaires. Des cas de collisions avec les panneaux ont également été constatés à l’international par des oiseaux d’eaux, des chauves-souris et des insectes aquatiques qui confondent les panneaux avec un plan d’eau, et cherchent à se poser, à boire ou à pondre dans le cas des insectes.
La filière solaire photovoltaïque peut être déployée sur des supports variés, des toitures à tous les milieux naturels. Pour réduire leur empreinte environnementale, l’enjeu réside dans le choix des sites et la conception de parcs à « moindre impact ».
Des centrales solaires photovoltaïques peuvent également être installées sur des structures flottantes sur l’eau. Les recherches sur l’impact des centrales solaires flottantes manquent à l’international. L’Office français de la biodiversité est pionnier dans la recherche de ces impacts. Elles entraînent également des conséquences directes sur la biodiversité :
modification des paramètres physico-chimiques : selon l’emprise des structures sur la surface totale du plan d’eau, leur proximité avec les berges, etc., les conditions lumineuses et de remous au sein de la colonne d’eau peuvent être plus ou moins modifiées. Une modification du fonctionnement de l’écosystème lacustre peut en résulter : baisse de la température moyenne de l’eau et de l’évaporation, diminution du taux d’oxygénation, altération des cycles du carbone et de l’azote et modification de la composition en espèces aquatiques (algues, plancton, poissons, mollusques, etc.) ;
à la surface, les peuplements d’oiseaux occupants initialement le site peuvent être modifiés. Certaines espèces d’oiseaux vont éviter ces installations et perdre de fait leurs habitats d’origine, d’autres au contraire sont attirées par les panneaux qu’elles utilisent comme reposoirs.
La bioénergie est l’énergie renouvelable obtenue à partir de biomasse provenant de forêts, de cultures ou de déchets organiques. Elle permet de produire du chauffage au bois, du biocarburant et du biogaz grâce à un procédé appelé la méthanisation.
La publication de synthèse de l’Office français de la biodiversité sur la méthanisation montre que la filière peut réduire les émissions de gaz à effet de serre en utilisant le biogaz en remplacement du gaz fossile et grâce au digestat en tant qu’engrais organique, mais peut occasionner des pressions sur les habitats terrestres et aquatiques et la biodiversité qu’ils hébergent, notamment :
un changement d’affectation ou usage des terres (artificialisation et engrillagement de l’espace, évolution des pratiques culturales, retournement de prairies permanentes) occasionnant la perte ou la modification d’habitats, pouvant être, selon les situations, de fortement préjudiciables à une diversité d’espèces à bénéfique pour d’autres ;
un risque de pollutions chimiques des sols et des milieux aquatiques, diffuses ou accidentelles, entraînant des modifications des caractéristiques de ces habitats voire des mortalités ;
un risque de mortalité de différentes espèces, ou d’échec de la reproduction, lors des récoltes des cultures énergétiques ou des transports (digestat, biomasse).
La production de biogaz par méthanisation est en plein essor. Les programmes de recherche pour mieux connaître les incidences de cette énergie sur la biodiversité se développent, et des premières synthèses sont disponibles pour accompagner les porteurs de projet.
L’hydroélectricité est une énergie renouvelable qui utilise le mouvement de l’eau des lacs, des cours d’eau et des marées pour produire de l’électricité. Il s’agit de la première source d’électricité en France après le nucléaire. Déjà largement répandu en France, l’hydroélectricité a un objectif de développement faible par rapport aux autres EnR.
L’hydroélectricité entraîne des conséquences directes sur la biodiversité, notamment :
une fragmentation des habitats : Les barrages, seuils et turbines constituent des obstacles physiques dans les cours d’eau. Ils nuisent à la continuité écologique et entravent les déplacements des espèces, notamment des poissons migrateurs amphihalins, qui peuvent être blessés ou bloqués lors de leur passage ;
l’altération de la qualité de l’eau et des conditions physico-chimiques : Les aménagements hydrauliques modifient de multiples paramètres dans l’eau comme la température ou le débit. Ces changements affectent la reproduction, la croissance et la répartition des espèces, perturbent le transport des sédiments, transformant progressivement la morphologie des cours d’eau.
L’hydroélectricité constitue une source d’énergie renouvelable majeure pour la France et le potentiel français est déjà bien exploité. Caractériser les impacts, hiérarchiser les enjeux et réduire efficacement les incidences constatées reste toujours un vrai défi.
Intégrer la biodiversité dans les projets EnR : principes, outils et leviers d’action
Le développement des énergies renouvelables doit s’accompagner d’une prise en compte rigoureuse de la biodiversité à chaque étape des projets. La mise en œuvre de la séquence « éviter-réduire-compenser », l’intégration des continuités écologiques et l’activation de leviers économiques et réglementaires constituent autant de moyens pour concilier transition énergétique et préservation du vivant.
Depuis 2016, la loi pour la reconquête de la biodiversité impose l'absence de perte nette de biodiversité dans les projets d'aménagement. La séquence « éviter-réduire-compenser » (ERC), introduite en droit français en 1976, est un cadre pour intégrer la préservation de la biodiversité dans les projets d'aménagement du territoire. Elle s'applique aux documents de planification territoriale et aux projets tels que la mise en place de dispositifs pour les énergies renouvelables, comme des centrales solaires photovoltaïques ou des éoliennes. Elle repose sur trois étapes successives :
éviter les impacts sur la biodiversité ;
réduire les impacts non évitables ;
compenser les impacts restants.
Dans le cadre des énergies renouvelables, éviter la construction d’infrastructures énergétiques, même renouvelables, dans des zones à fort enjeu de préservation de la biodiversité constitue la première des solutions à mettre en œuvre pour diminuer l’empreinte environnementale des projets. L’établissement appuie les parties prenantes dans le choix des zones à éviter, c’est-à-dire des zones qui accueilleraient une ou des espèces particulièrement sensibles ou vulnérables à l’éolien terrestre.
Au croisement des enjeux écologiques et de l’aménagement du territoire, la Trame verte et bleue (TVB) constitue une politique publique visant à intégrer la biodiversité dans les stratégies de planification et de développement. Elle a pour objectif de préserver et de restaurer les continuités écologiques afin de permettre aux espèces animales et végétales de se déplacer, de se reproduire et d’accomplir leur cycle de vie.
La trame verte fait référence aux milieux naturels et semi-naturels terrestres, tandis que la trame bleue désigne les milieux aquatiques et humides, tels que les fleuves, rivières, zones humides ou estuaires.
Pour faciliter son appropriation par le plus grand nombre, l’Office français de la biodiversité propose des ressources techniques.
L’établissement, avec le cabinet de conseil PwC et l’Institut de la transition environnementale de Sorbonne Université, a dressé un bilan des différents leviers économiques, socio-cognitifs ou technico-régaliens permettant de concilier transition énergétique et protection de la biodiversité. Avec l’aide d’un comité de suivi, l’étude a identifié plus de 80 leviers internationaux pouvant être activés en France par l’ensemble de la chaîne d’acteurs institutionnels, privés ou issus de la société civile.
Parmi les leviers économiques, 4 catégories ont été identifiées au total :
la fiscalité environnementale, à l’image de la taxe sur les mâts d’éoliennes fixée et appliquée par les communes en Belgique ;
la lutte contre les subventions dommageables et la conditionnalité des aides publiques ;
les financements privés conditionnés ;
l’anticipation financière des impacts et de leurs contreparties environnementales.
Au sein de ces exemples de leviers, trois ont particulièrement retenu l’attention du comité de suivi et ont fait l’objet d’une étude approfondie : les labels « biodiversité » dans les projets EnR, la création de cahiers des charges associés aux mécanismes de soutien financier des EnR (appels d’offres, appels à projets publics) et la prise en compte de la biodiversité dans les contrats d’achat à long terme d’électricité (Power Purchase Agreement, PPA).
