# Chemins de l'innovation urbaine durable

Gilles Debizet

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Gilles Debizet. Chemins de l'innovation urbaine durable : Lutte contre l'ilot de chaleur urbain, planification énergétique locale, prescription des toitures végétalisées au Canada, en Suisse et aux Etats-Unis. [Research Report] 1117C0081, Université Grenoble Alpes; Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME). 2014, pp.166. halshs-01875048

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Projet de Recherche

# Chemins de l'innovation urbaine

Gilles Debizet

Université de Grenoble-Alpes

UMR PACTE 5194 (CNRS, IEP, UPMF, UJF)

Convention financement ADEME N° 1117C0081

Le 10 août 2014

COORDINATION TECHNIQUE: Anne Grenier, ADEME, Service Economie et Prospective, 27 rue Louis Vicat Paris 15

COORDINATION SCIENTIFIQUE : Gilles Debizet, UMR PACTE, Institut de Géographie Alpine, 14bis avenue Marie Reynoard, 38100 Grenoble
L'ADEME en bref :

L'Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) est un établissement public sous la tutelle conjointe du ministère de l'Ecologie, du Développement et de l'Aménagement durables, et du ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Elle participe à la mise en œuvre des politiques publiques dans les domaines de l'environnement, de l'énergie et du développement durable.

L'Agence met ses capacités d'expertise et de conseil à disposition des entreprises, des collectivités locales, des pouvoirs publics et du grand public et les aide à financer des projets dans cinq domaines (la gestion des déchets, la préservation des sols, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables, la qualité de l'air et la lutte contre le bruit) et à progresser dans leurs démarches de développement durable.

www.ademe.fr

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# Résumé

La lutte contre le changement climatique conduit les autorités territoriales à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à minimiser les conséquences de certains de ses effets. Cela concerne aussi la planification spatiale qui organise le transformation des espaces urbanisés. Des innovations en matière de planification spatiale émergent ici où là et se diffusent de façon plus ou moins visibles. Plutôt que des politiques globales, ce sont des connaissances, des méthodes de travail, des outils de décision, des postures qui sont apportées aux et transformées par les urbanistes. Comment ces innovations urbaines se diffusent de villes à d'autres ?

Ce rapport résulte d'une recherche financée par l'ADEME dans le cadre du programme *Observation de la recherche urbaine*. Elle a été menée dans trois pays fédéraux par le laboratoire PACTE de l'université de Grenoble-Alpes. Le rapport est organisé en cinq parties. *Problématique et méthodologie générales* décrit les concepts scientifiques de la socio-économie de l'innovation, formule les hypothèses de recherche et présente la méthode de constitution et d'analyse des corpus des trois terrains. Trois chapitres sont ensuite consacrés à des innovations dans leur terrain : *Les politiques de déploiement des toits verts en Amérique du nord, La prise en compte de l'ilot de chaleur urbain au Québec et La planification énergétique territoriale en Suisse romande*. Placée au début du rapport, la *Synthèse pour les décideurs* fait aussi office de conclusion
<table>
  <tbody>
    <tr>
      <td>RÉSUMÉ</td>
      <td>4</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>SYNTHÈSE POUR LES DÉCIDEURS</td>
      <td>7</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Objets étudiés et concepts de l'innovation</td>
      <td>7</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Résultats de l'analyse de trois innovations urbaines sur leur terrain de diffusion</td>
      <td>10</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Un modèle de diffusion pour les innovations urbaines ?</td>
      <td>18</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Préconisations</td>
      <td>20</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>REMERCIEMENTS</td>
      <td>23</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>INTRODUCTION</td>
      <td>25</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1 PROBLÉMATIQUE ET MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALES</td>
      <td>26</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1.1 Comprendre le déploiement des innovations urbaines durables : un enjeu pour les décideurs publics et des questions pour la recherche</td>
      <td>26</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1.2 Les concepts scientifiques relatifs au déploiement des innovations</td>
      <td>27</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>1.3 Méthodologie générale</td>
      <td>34</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2 LES POLITIQUES DE DÉPLOIEMENT DES TOITS VERTS EN AMÉRIQUE DU NORD</td>
      <td>38</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Introduction</td>
      <td>38</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.1 Spatialités et temporalités de la réalisation de toits verts</td>
      <td>39</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.2 Politiques municipales de déploiement : Portland, Chicago, Washington et Toronto</td>
      <td>49</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>2.3 Conception et diffusion des mesures de déploiement des toits verts</td>
      <td>85</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tables des figures et tableaux Green roof</td>
      <td>96</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Bibliographie Green roof Amérique du nord</td>
      <td>97</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3 LA PRISE EN COMPTE DE LA CHALEUR DANS L'URBANISME AU QUÉBEC</td>
      <td>101</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>INTRODUCTION</td>
      <td>101</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Précisions sur la méthodologie</td>
      <td>102</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.1 Définition évolutives de l'ICU dans la littérature grise québécoise</td>
      <td>103</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.2 L'ICU dans la littérature scientifique et la thermographie</td>
      <td>109</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>3.3 Les raisons du succès de la carte thermographique</td>
      <td>117</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Conclusion</td>
      <td>123</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tables des figures et tableaux ICU Québec</td>
      <td>126</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Bibliographie ICU Québec</td>
      <td>127</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4 LA PLANIFICATION ÉNERGÉTIQUE TERRITORIALE EN SUISSE</td>
      <td>129</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Introduction</td>
      <td>129</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Préambule sur la méthodologie</td>
      <td>129</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.1 Une méthode de planification énergétique communale</td>
      <td>130</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.2 Une gouvernance non centralisée</td>
      <td>139</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>4.3 Des mécanismes de généralisation de la PEC</td>
      <td>144</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Conclusion</td>
      <td>152</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Tables des figures et tableaux PET Suisse</td>
      <td>155</td>
    </tr>
  </tbody>
</table>
<table><tr><td>Bibliographie PET Suisse</td><td>156</td></tr><tr><td>BIBLIOGRAPHIE GÉNÉRALE</td><td>156</td></tr><tr><td>SOMMAIRE DÉTAILÉ</td><td>164</td></tr></table>
# Synthèse pour les décideurs

La lutte contre le changement climatique conduit les autorités territoriales à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à minimiser les conséquences de certains de ses effets, cela concerne aussi la fabrique et la transformation de la ville. Des innovations urbaines telles que des savoir-faire ou des méthodes nouvelles en matière d'urbanisme et d'aménagement émergent ici où là et se diffusent de façon plus ou moins visibles. Des organisations supra-locales essaient mais peinent à les diffuser. Les singularités de chaque projet et de chaque commune, l'inertie des expertises et des pratiques des professionnels de la transformation de la ville et la répartition des rôles entre des organisations territoriales rendent difficiles l'identification des innovations et, a fortiori, l'analyse de leur propagation.

Comment expliquer le succès ou l'abandon d'innovations urbaines ? Les "théories de l'innovation" modélisent des processus et proposent des catégories explicatives. Couramment utilisées dans le domaine du marketing, de la santé publique ou des technologies, elles sont peu mobilisées dans le champ de l'urbanisme et de l'aménagement du territoire. Lesquelles sont applicables à ce champ d'activité et pertinentes pour comprendre la diffusion des innovations urbaines ? Comment les utiliser pour accélérer la diffusion des innovations visant à lutter contre le changement climatique dans le champ de l'urbanisme et de l'aménagement ?

Nous faisons l'hypothèse que ces différentes théories correspondent à des périodes différentes d'observation du processus de propagation de l'innovation. Nous n'avons donc privilégié aucune d'entre elles mais avons laissé le terrain révéler des liens qui, dans un second temps, seront rattachés à telle ou telle théorie. La recherche est donc exploratoire ; des approfondissements ont été menés en fonction des points clés identifiés au cours des enquêtes dans les différents pays.

Après la présentation des objets étudiés et des concepts de l'innovation utilisés, cette synthèse expose les résultats de l'analyse de trois innovations sur leur terrain de diffusion : *Les politiques de déploiement des toits verts en Amérique du nord, la planification énergétique territoriale en Suisse romande et la prise en compte de l'ilot de chaleur urbain au Québec.* Ensuite, des éléments de modélisation de la diffusion des innovations urbaines sont proposées avant de formuler des préconisations à l'ADEME.

## Objets étudiés et concepts de l'innovation

*Des terrains dans des pays fédéraux et des innovations variées : mesures locales déployant un objet technique, démarche générique de planification, représentation d'un phénomène environnemental*

Nous avons analysé la diffusion aux villes ou communes de trois innovations dans trois pays fédéraux où les rôles des institutions territoriales étaient supposés plus diversifiés qu'en France : les États-Unis, la Suisse et le Canada. Les innovations ont été définies afin de diversifier les façons d'entrer dans le sujet : le déploiement d'un objet technique (les toits verts), une démarche de planification thématique (la planification énergétique communale) et la prise en compte d'un phénomène environnemental (l'ilot de chaleur urbain). Pour chacun des sujets/pays, nous nous sommes efforcés d'identifier ce qui s'est diffusé de villes à d'autres, les actions menées par des institutions surpra-locales et les configurations qui ont facilité la diffusion de ses innovations urbaines.

Du fait des contingences de la recherche (notamment le nombre d'entretiens), les sujets ont été progressivement restreints en tenant compte des modalités et du stade d'avancement de la propagation de l'innovation.

*Les politiques de déploiement des toits verts en Amérique du nord.* Il n'existe pas à proprement parler pas de volonté d'une autorité supralocale - et a fortiori de définition d'une politique générique - de déploiement des toits verts aux Etats-Unis, ni au Canada. Ce sont des villes qui, soumises à des problèmes environnementaux, ont décidé de prendre des mesures favorisant ou imposant la végétalisation des toitures ; certaines ont commencé il y a une dizaine d'années et n'ont cessé de
renforcer les mesures, d'autres s'y sont mis très récemment ; certaines imposent la végétalisation sur les nouvelles constructions, d'autres ont mis en place un système d'incitations très efficace. Notre analyse a porté sur l'identification de ces mesures et l'évaluation de leur efficacité dans les villes les plus avancées. Dans la mesure où il n'y a pas de définition partagée en terme de contenu ni de transfert de politique globale de villes à d'autres, nous avons observé les configurations d'adoption de ces mesures et les transferts de connaissances entre les villes nécessaires pour les mettre au point.

La planification énergétique territoriale en Suisse romande. A l'inverse du cas précédent, les autorités supralocales que sont les Cantons et la Confédération souhaitent généraliser la démarche de planification énergétique communale (PEC). Il s'agit d'un nouveau volet de la planification spatiale stratégique (les plans directeurs communaux) dont les grands principes sont définis par la loi fédérale sur l'aménagement du territoire et les modalités (procédures, articulation avec la planification spatiale opérationnelle, contrôle, incitations) définies par une loi et des règlementations spécifiques à chaque canton. En 2012, cette démarche de PEC était déjà généralisée dans certains cantons (notamment celui de Genève) tandis qu'elle était balbutiante voire inexistante dans d'autres ou bien limitée à quelques grandes villes. Un an après la décision de sortir du nucleaire (mi-2011), la Confédération et les Cantons ont décidé d'accélérer la généralisation de la PEC dans le but d'améliorer l'efficacité énergétique et de développer les énergies renouvelables. Nous avons analysé conjointement l'élaboration de la méthode générique de planification énergétique communale et l'évolution du cadre de référence sociotechnique tant à l'échelle de la Suisse qu'à l'échelle cantonale (cas du canton de Fribourg) ainsi que la place confiée à une association (Cité de l'Energie) chargée de l'accompagnement des communes.

La prise en compte de l'ilot de chaleur urbain au Québec. Cas intermédiaire entre les deux précédents en terme d'encadrement supralocal, le concept (phénomène physique) d'ilot de chaleur urbain (ICU) a fait l'objet de sensibilisation et de diffusion de la part d'une organisation provinciale en direction des villes de la province canadienne. Le principal vecteur utilisé -et diffusé- est la carte thermographique issue des images thermographiques prises depuis un satellite. De telles cartes ont été utilisées par un nombre croissant de municipalités dans le cadre de leur planification stratégique depuis quelques années et, de façon émergente et très récente, pour définir des règlements de zones dans des communes pionnières. Cette carte thermographique apparaissait comme une puissante traductrice de connaissances environnementales relatives à l'ilot de chaleur urbain en direction du champ de l'aménagement ; nous avons analysé en quoi cette carte thermographique dispose des caractéristiques favorables à son utilisation par les aménageurs urbains ainsi que la façon dont elle tronque le concept scientifique d'ilot de chaleur urbain, que les acteurs de l'aménagement ont dû redéfinir.

## Les différentes théories de la diffusion des innovations

a) La théorie de la diffusion des innovations la plus connue dans le monde académique et, probablement, la plus utilisée dans les domaines du marketing et de la santé publique a été définie par Everett Rogers dans un ouvrage de référence "Diffusion of innovations" édité à cinq reprises : 1962, 1971, 1983, 1995 et 2003 (Rogers 2003). Les innovations se diffusent progressivement selon plusieurs canaux parmi les membres d'un système social. Rogers décortique le processus d'adoption d'une innovation et en déduit les caractéristiques générales d'une innovation à être adoptée. Il présente aussi les éléments généraux facilitant/accélérant la diffusion d'une innovation.

* L'adoption (ou l'abandon) d'une innovation par une organisation n'est pas un processus instantané. Elle prend du temps et passe par les phases suivantes : connaissances, conviction, décision, application et, éventuellement, confirmation (abandon à défaut).

* Une innovation dispose de caractéristiques déterminant son taux d'adoption. L'avantage relatif d'une innovation est le degré selon lequel une innovation est perçue plus intéressante que l'idée ou l'objet auquel elle succède. La compatibilité d'une innovation est le degré selon lequel une innovation est compatible avec les valeurs, les croyances, les habitudes et les besoins des adoptants potentiels. La simplicité (antonyme de complexité) d'une innovation est le degré selon lequel elle est (perçue comme) facile à comprendre et à utiliser. L'essayabilité ou la capacité à être essayée est le degré selon lequel une innovation peut être expérimentée avec un faible engagement. L'observabilité ou la
capacité à être observée est le degré selon lequel une innovation et ses effets sont visibles
à des adoptants potentiels.

* La diffusion d'une innovation est conditionnée par l'utilisation des réseaux de communication préexistants, l'action de leaders d'opinion et les efforts d'agents du changement, et le niveau de centralisation des organisations adoptantes.

* Le taux d'adoption d'une innovation suit une courbe en S par rapport au temps : des pionniers jusqu'aux adoptants tardifs en passant par les adoptants précoces. Les efforts de généralisation d'une innovation visent à avancer le moment où les adoptants précoces se multiplient juste au début de la croissance maximale du taux d'adoption. Le taux d'adoption final dépend des caractéristiques (cf. ci-dessus) de l'innovation relatives au(x) milieu(s) adoptant(s) et du mode de décision (facultatif, collectif ou autoritaire).

b) A l'opposé de cette approche déterministe, les approches interactionnistes refusent le principe de diffusion d'une innovation : elles considèrent qu'une innovation ne peut être définie une fois pour toute parce qu'elle est inévitablement transformée par celui qui l'adopterait. La théorie des acteurs-réseaux dont la paternité est attribuée à Michel Callon, Bruno Latour, Madeleine Akrich et John Law constitue le fondement des approches interactionnistes les plus utilisées en France pour étudier l'émergence d'innovations notamment dans le champ des sciences et techniques. Dans cette théorie, il n'existe pas de structure a priori, c'est la réalité du terrain et le travail d'observation, de recueil des données et d'enquête qui permet d'identifier les actants les plus puissants : les plus déterminant pour la production d'un objet, la construction d'une politique ou d'une connaissance.

Parmi les développements récents, deux nous intéressent parce qu'ils sont adaptés aux activités de conception (dans notre cas l'élaboration des mesures de l'action publique, la conception d'une méthode de planification, la représentation du phénomène d'ICU ...) : les notions d'objet-frontière et d'objet intermédiaire. La notion d'objet-frontière a été développée pour analyser les mécanismes de coordination entre deux communautés scientifiques impliquées dans un projet de muséum d'histoire naturelle (Star et Griesemer 1989a) "Il s'agit d'objets, abstraits ou concrets, dont la structure est suffisamment commune à plusieurs mondes sociaux pour qu'elle assure un minimum d'identité au niveau de l'intersection tout en étant suffisamment souple pour s'adapter aux besoins et contraintes spécifiques de chacun de ces mondes." (Trompette et Vinck 2009). La notion d'objet intermédiaire fut utilisée pour qualifier des objets de diverses formes (textes, plans, échantillon ...) qui circulaient entre les membres d'un réseau d'acteurs impliqués dans des activités connectées. Il contribue à la circulation des savoirs. Les objets intermédiaires ont une durée de vie limitée : de nouveaux objets intermédiaires succèdent aux précédents en fonction de l'avancement des activités. L'objet intermédiaire peut devenir un objet-frontière lorsque des éléments structurels sont partiellement communs à plusieurs mondes sociaux (Vinck 2009).

c) Entre ces deux théories, l'une plutôt déterministe et l'autre interactionniste, Patrice Flichy proposent des grandes catégories expliquant pourquoi une innovation se généralise à une certaine période et pas auparavant. Il définit le concept de cadre de références sociotechniques. Aux origines d'un cadre de référence sociotechnique, se trouve une série d'imaginaires techniques qui constituent l'une des ressources mobilisées par les acteurs pour construire le cadre de fonctionnement<fnref n="1" />. Parallèlement et de façon imbriquée, des imaginaires sociaux orientent un cadre d'usage.

<footnote n="1">¹ P. Flichy définit le cadre de référence comme un cadre technologique, institutionnel et économique autorisant et favorisant la diffusion et l'utilisation des innovations. Nous ajouterions la dimension territoriale.</footnote>
<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 Le concept de cadre de références sociotechniques (Debizet d'après Flichy) (Debizet 2010)</figcaption></figure>

Un ensemble d'innovations ne devient stable que si les acteurs réussissent à créer un alliage entre le cadre de fonctionnement et le cadre d'usage. Le cadre de références sociotechniques n'est pas la somme du cadre d'usage et du cadre de fonctionnement mais une nouvelle entité qui s'étend sur une période suffisamment longue pour pouvoir être observée. La stabilité du cadre peut cacher de longs mouvements plus ou moins souterrains du « technique » et du « social » (les imaginaires) qui prépareront la rupture du cadre de référence.

# Résultats de l'analyse de trois innovations urbaines sur leur terrain de diffusion

## Les politiques de déploiement des toits verts en Amérique du nord

Depuis une dizaine d'années en Amérique du nord, les toits verts connaissent un fort développement : la surface annuelle construite a décuplé en six ans dans les villes américaines. Les "toitures végétalisées", "green roofs" en anglais et "toits verts" en français canadien (terme que nous utiliserons dans la suite de ce chapitre) sont des toits de bâtiments recouverts par de la végétation. Ils se distinguent de toits ordinaires par l'ajout de trois couches : un substrat dans lequel les plantes ou arbustes -voire des arbres- puisent leur besoin en eau, une couche drainante et une couche filtrante empêchant les racines de dégrader le revêtement d'étanchéité du toit.

Le principe est identique à celui utilisé depuis des siècles sur les maisons de Scandinavie. Les plastiques de synthèse ont remplacé les matériaux naturels depuis quelques décennies. Ces innovations technologiques ne sauraient expliquer le soudain essor des toits verts en Amérique du nord. Les 300 publications scientifiques récentes recensées en 2013 (Blank et al. 2013) mettent en évidence les bénéfices environnementaux et économiques des toits verts : ils sont substantiels à l'échelle de la ville, effectifs pour les riverains et incertains et conditionnels pour les propriétaires du bâtiment. Les bénéfices perçus par ces derniers ne semblent pas à la hauteur des coûts des travaux supplémentaires (minimum 50$ par mètre carré) et de l'entretien régulier. Il ne peut y avoir de déploiement massif des toits verts sans action des autorités publiques.

En recensant les actions menées par quatre villes nord-américaines parmi les plus avancées en terme de déploiement des toits verts (Portland, Chicago, Washington DC et Toronto), nous avons construit une typologie des mesures (cf. tableau ci-dessous). Parmi les mesures mentionnées, certaines sont spécifiques aux toits verts et assurément intentionnelles, d'autres sont indirectes : elles concernent seulement une fonction que le toit vert assure, le cas plus général est la rétention des eaux pluviales (stormwater). Une autre qualification d'une mesure tient à son caractère obligatoire ou incitatif.
<table><caption>Tableau 0-1 Typologie des mesures favorisant ou imposant les toits verts</caption><thead><tr><th>Measures</th><th>Facultatif</th><th>Obligatoire</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">Indirectes</td><td>Green Building grant P<br>Subvention à des projets de type HQE</td><td>Green Building standard CW<br>Score minimal sur un ensemble de critères HQE</td></tr><tr><td>Stormwater fee W<br>Taxe Eaux pluviales (si basée sur la surface imperméabilisée)</td><td>Stormwater requirement PCWT<br>Règle de rétention d'eau</td></tr><tr><td>Stormwater fee discount PW<br>Réduction de le taxe eaux pluviales</td><td></td></tr><tr><td rowspan="3">Directes</td><td>Green roof grant PCWT<br>Subvention spécifique aux toits verts</td><td>Green roof requirement CT<br>Obligation de végétaliser le toit</td></tr><tr><td>Density bonus P<br>Bonification de surface constructible</td><td></td></tr><tr><td>Expedited permit C<br>Délivrance accélérée du permis de construire</td><td></td></tr><tr><td colspan="3">P = Portland C = Chicago W= Washington T= Toronto</td></tr></tbody></table>

Dans chacune des villes étudiées, un processus à peu près similaire balise l'élaboration des mesures finalement instaurées :

* La phase "Initiation" commence avec l'engagement d'une personne et s'achève avec la réalisation d'un projet démonstrateur. L'initiateur s'engage dans le sens où il met des moyens importants dans l'idée et prend des risques pour faire émerger une nouvelle politique municipale de façon plus ou moins consciente, il peut être un employé de la ville (Portland), un élu (Chicago) ou une personne qui va agir de l'extérieur (Toronto).

* La phase "Projets démonstrateurs" commence avec la réalisation des premiers toits verts par la municipalité et s'achève avec leur évaluation. Elle vise à prouver les avantages aux potentielles parties prenantes. Au moins deux projets démonstrateurs sont réalisés, monitorés et évalués : l'un -situé dans un lieu emblématique- vise à maximiser la perception sensible et symbolique des bénéfices, l'autre -localisé dans un lieu discret- est conçu pour être reproductible (selon un budget limité) et évaluer les bénéfices et les coûts dans l'optique d'une généralisation à l'échelle de la ville.

* La phase suivante "Programme pilote" commence par le lancement d'un appel à projet avec des incitations à la clé et s'achève par son évaluation. Elle remplit trois fonctions : primo, découvrir et affiner des solutions les plus compétitives ; secundo tester sur les plans économique, politique, social et urbain les mesures de la phase suivante ; tertio, élargir la sensibilisation en direction des différentes communautés.

* La dernière phase "Mesure générale" correspond à la mise en oeuvre de mesures éligibles à tous les acteurs ou applicables à tous les projets de mêmes catégories. Précédée d'une communication en direction des acteurs ciblés, cette phase commence par l'ouverture des guichets délivrant les incitations ou par l'entrée en vigueur de nouvelles règles associées aux procédures administratives habituelles (permis de construire notamment). Cette phase est précédée par une évaluation juridique et économique détaillée et la traduction de la mesure générale en termes technico-juridiques. Des ajustements ont lieu au cours des deux premières années en fonction de la réception des mesures par les acteurs ciblés.

Le recueil de connaissances développées dans d'autres villes permet de shunter une ou plusieurs des premières phases. Ainsi, Washington DC qui n'a pas développé son propre projet démonstrateur ni de programme pilote a pu instaurer quelques mois avant Portland une subvention unitaire spécifique qu'elle fixe prudemment à 3$ par pied carré et ajuste par la suite à 5$ par pieds carrés en 2008. Effectivement, des connaissances extra-locales se diffusent de villes à d'autres ; combinées à des connaissances locales, elles permettent d'élaborer les mesures générales sans avoir suivi des phases précédentes.
<table><caption>Tableau 0-2 Connaissances locales et extra-locales pour l'élaboration des mesures "green roof"</caption><thead><tr><th>connaissances<br>composant<br>de la mesure</th><th>Local</th><th>Extra-locale ou locale</th><th>Extra-locale</th></tr></thead><tbody><tr><th scope="row">Prescriptions<br>techniques<br>(pour l'incitation ou le<br>règlement de zone)</th><td>Pluviométrie, réseau<br>d'assainissement, climat</td><td>Prescriptions techniques<br>ou<br>Liens entre solution technique<br>et performances<br>+<br>Mise en oeuvre et exploitation</td><td></td></tr><tr><th scope="row">Montant de l'incitation</th><td>Prix du marché de<br>l'immobilier<br>+<br>morphologie du tissu<br>urbain visé</td><td>Montant de l'incitation<br>ou<br>Méthode d'optimisation<br>+ coût selon les solutions</td><td></td></tr><tr><th scope="row">Traduction dans le<br>code local du bâtiment</th><td>Les autres + code du<br>bâtiment municipal</td><td></td><td>Code du bâtiment<br>provincial + normes<br>techniques<br>nationales</td></tr></tbody></table>

Globalement, nous distinguons trois phases dans la diffusion de connaissances relatives aux toits verts en Amérique du nord au vu des interactions des pionniers des toits verts que nous avons interrogés.

* Le transfert de connaissances via Green Building. La certification LEED Green Building apporte non seulement une procédure générale (score, modalités ...) et un système de valeurs favorables (sustainability) mais aussi des prescriptions techniques spécifiques au toit vert. Ces connaissances "clé en main" ont été utilisées pendant la période 2000-2005 lors des phases "projets démonstrateurs" et "programme pilote" par les villes de Chicago et Portland et, dans un autre cadre, par Washington.

* Les échanges interpersonnels de connaissances entre pionniers. Les pionniers municipaux (chargé de l'élaboration des mesures) ont utilisé les réseaux interprofessionnels nationaux (notamment celui de l'association GRHC cf. infra) pour renforcer leur crédibilité locale et développer leurs connaissances. Ils naviguent entre les sphères locales et nationales pour concevoir des mesures générales susceptibles d'entrainer une végétalisation massive des toits verts. Cela correspond à la période 2004-2010 (voire 2012 pour Toronto).

* Consolidation et diffusion de connaissances : les pionniers municipaux participent aux évaluations et aux ajustements locaux des mesures générales et transfèrent des connaissances de façon interpersonnelle dans leur métropole. Selon le temps qu'il leur reste et les consignes de leur hiérarchie, ils participent à la consolidation de connaissances aux niveaux régional et national.

Cette dernière phase est en cours en Amérique du nord depuis quelques années. Le travail de consolidation et de diffusion des connaissances est essentiellement assuré par des organisations d'envergure continentale.

Equivalent de l'AFNOR pour l'Amérique du nord, l'ASTM (American Society for Testing and Material) a produit plusieurs normes techniques sur la végétalisation des toits dès le milieu des années 2000. Elles ont été peu citées par les personnes que nous avons interrogées mais font peut-être référence dans le milieu de la construction.

Le premier rôle en matière de diffusion des connaissances revient à l'association Green Roofs for Healthy Cities (GRHC). Elle publie des manuels à l'intention des concepteurs et des prescripteurs, elle propose des modules de formation et certifie les professionnels. Elle produit des rapports mettant en évidence les bénéfices des toits verts et publie sur son site internet des communications scientifiques. En revanche, la consolidation est peu poussée en ce qui concerne les politiques ou simplement les mesures.

Green Roof for Healthy Cities -une association à but non lucratif- rassemble plus de 400 entreprises ou travailleurs indépendants et joue un rôle essentiel dans la promotion de la
végétalisation des toits et des murs en Amérique du nord. Elle organise des rencontres régionales ou continentales visant à élargir la communauté "green roof". Elle attribue chaque année un "award of excellence" à une personne publique ayant contribué à la promotion des toits verts (cf. monographie de Chicago) et publie le classement annuel des métropoles les plus "green roof" des Etats-Unis et du Canada (cf. section 1.1).

Au-delà du volontarisme des villes de réaliser des "green buildings" et d'apparaître comme champion de la "sustainability" (alliance entre la lutte contre le changement climatique et l'amélioration du cadre de vie), c'est essentiellement la pression d'une loi états-unienne sur la protection des milieux aquatiques qui pousse les grandes villes à développer les toits verts.

Une loi fédérale -le Clean Water Act- interdit la décharge d'eaux polluées dans le milieu naturel. Par dérogation, elle instaure un permis de polluer sous réserve d'un engagement à mener des actions visant à réduire les émissions de polluants. Depuis 1987, les municipalités ne respectant pas les exigences fédérales doivent négocier ce permis avec leur Etat (maître des procédures de délivrance du permis) et l'agence fédérale de protection de l'environnement (US-EPA) qui contrôle les rejets et expertise les permis.

Les villes au centre des métropoles ont en général des surfaces très largement imperméabilisées et un réseau d'assainissement unitaire : les eaux pluviales ruissellent jusqu'aux égouts et se mélangent aux eaux usées dans le réseau d'assainissement. Lors des épisodes pluvieux intenses, le réseau déborde et les eaux mélangées ruissellent jusque dans la rivière, le lac ou l'estuaire. Retenir les eaux pluviales sur les parcelles éviterait de couteux travaux d'élargissement du réseau d'assainissement. Ces villes s'efforcent de convaincre l'Etat et l'EPA qu'elles sont en mesure de développer la rétention des eaux pluviales sur les toits et les parcelles. C'est sous cette pression que la végétalisation des toits est promue par de nombreuses villes du nord-est américain qui sont particulièrement exposées aux tempêtes. La perspective de leur accroissement du fait du changement climatique exacerbe évidemment cette pression.

Toronto n'est pas soumise à cette pression par son administration fédérale mais les débordements du réseau d'assainissement unitaire posent des problèmes de qualité des eaux du lac Ontario. Dans la mesure où le lac constitue un élément d'attractivité et qu'elle est la première ville du Canada, elle s'efforce de ne pas être en reste par rapport à ses voisines états-uniennes.

## La prise en compte de l'ilot de chaleur urbain au Québec

Issue des satellites Landsat dont les données ont été rendues publiques dans les années 90, la carte thermographique révèle une multiplicité d'ilots de chaleur urbains au sein des métropoles. Utilisée au milieu des années 2000 à Montréal, puis mise en ligne en 2009 pour le sud de la province de Québec, elle a fortement contribuée à l'appréhension du problème de surchauffe estivale dans le domaine de l'aménagement.
CARTE 7 | LES ÎLOTS DE CHALEUR À MONTRÉAL – 2011

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Source: FrancVert, volume 2, numéro 3, automne 2005. « Portrait des îlots de chaleur urbains à Montréal », Frédéric Guay et Yves Baudouin, UQAM.

<caption>Figure 2 Carte thermographique des îlots de chaleur urbains à Montréal (Ville de Montréal 2012)</caption>

Le succès de la carte thermographique s'explique par des caractéristiques favorables à son adoption (selon Rogers) :

* ses avantages (relativement à l'autre technique d'observation et de représentation) et son essayabilité : les images satellites permettent de représenter des températures (certes de surface et non ambiante) à un coût négligeable par rapport à des campagnes de mesures de températures ambiantes suivies de traitements informatiques complexes pour reconstituer des températures ambiantes dans l'espace; ce faisant, des cartes thermographiques peuvent être développées pour répondre à différents usages sans risque financier ou technique,

* sa simplicité et son observabilité : le passage sans (ou quasiment sans) médiation de la mesure (par satellite) à la représentation rend la carte thermographique très facile à comprendre et apporte une objectivité indiscutable aux faits révélés ; la représentation sur un fond de carte permet à tout un chacun d'observer la pertinence de la carte par rapport à des expériences vécues, par exemple sur des parcs de stationnement et dans des jardins publics (cf. carte ci-dessus),

* sa compatibilité avec les milieux adoptants : d'une part, la carte thermographique conforte une vision commune selon lesquelles la végétation est bénéfique aux citadins et, inversement, les zones commerciales automobiles nuisibles ; d'autre part, en discriminant l'espace urbain, elle sert la fonction essentielle et spécifique des urbanistes qui consiste à spatialiser l'action publique.

La carte thermographique révèle de multiples îlots de chaleur urbains dans la ville (cf. carte ci-dessus) : là où se situent des toits de grande surface, elle laisse penser que la chaleur se propage de ces toits vers leur environnement immédiat. Ce phénomène basé sur la mesure de température de surface en journée ne correspond pas à la définition historique de l'ICU basée sur l'écart de température ambiante nocturne entre la ville et sa périphérie (cf. colonne du milieu dans le tableau ci-dessous). La définition de l'ICU donnée dans les documents des institutions provinciales et locales diffère donc de la définition historique : la notion "d'environnement immédiat" a été
introduite et le moment de la journée et le type de température (ambiante ou de surface) ont été omis, elle est alors compatible avec le message véhiculé par la carte thermographique (cf. colonne de droite ci-dessous).

<table><caption>Tableau 0-3 Deux représentations différentes du concept l'îlot de chaleur urbain</caption><thead><tr><th>Représentations ICU</th><th>îlot de chaleur urbain (SINGULIER)</th><th>îlots de chaleur urbains (PLURIEL)</th></tr></thead><tbody><tr><td>Type de représentation graphique</td><td>transept urbain ou carte avec courbe isotherme</td><td>carte thermographique satellite</td></tr><tr><td>Température révélée</td><td>Air la nuit</td><td>Surface le jour</td></tr><tr><td>Informations véhiculées</td><td>Différentiel de T° d'air selon la circulation de l'air et le rayonnement thermique nocturne des surfaces (inertie thermique) préalablement balayées par l'air</td><td>Différentiel des T° de surface selon le type de surface exposée au soleil (nature, albedo, épaisseur du revêtement ...)</td></tr><tr><td>Échelle spatiale du problème</td><td>aire urbaine "milieu urbain / milieu rural"</td><td>intra-urbaine "environnement immédiat"</td></tr><tr><td>Spatialités valorisées</td><td>milieu rural autour de la ville</td><td>parcs et jardins publics, zones d'habitat peu dense avec arbres</td></tr><tr><td>Spatialités dévalorisées</td><td>centre ville</td><td>zones commerciales et industrielles</td></tr><tr><td>Origine scientifique</td><td>19ème siècle puis années 60 / climatologues urbains</td><td>à partir des années 80 / géographes + télédétection</td></tr><tr><td>Principale méthode de mesure</td><td>capteurs de température d'air reliés à une centrale de relevé</td><td>scanner infra-rouge depuis un satellite Landsat</td></tr></tbody></table>

En fait, les définitions de l'ICU naviguent au cours du temps. Dans une première période (ville de Montréal de 2004 à 2006 et administrations provinciales à partir de 2006), la définition donnée de l'ICU dans les documents de l'aménagement concilie les dimensions urbaine (un seul ICU basé sur l'écart ville/périphérie) et intra-urbaine (de multiples ICU dans la ville distinguent des bâtiments par rapport à leur environnement immédiat). Dans une seconde période (les différentes autorités montréalaises à partir de 2006 puis les villes moyennes du sud-ouest de la province à partir de 2009), il ne subsiste que la référence à l'environnement immédiat. Depuis 2012, les autorités locales et les institutions provinciales utilisent à nouveau une définition large de l'ICU, mais cette tendance observée dans deux documents de planification reste à confirmer.

En résumé, la carte thermographique s'est avérée tout à fait compatible avec les besoins et les représentations des professionnels de l'aménagement mais peu avec la redéfinition historique de l'ICU. De nouvelles définitions de l'ICU ont donc été formulées dans les documents d'aménagement.

Pris isolément dans chaque ville, le processus d'adoption suit les phases identifiées par Rogers : connaissance, conviction, décision et confirmation. Considérés globalement, ces multiples processus d'adoption confortent la crédibilité de la carte thermographique et accélèrent sa diffusion et son utilisation dans les villes du Québec. Une institution supra-locale (INSPQ) a contribué à amorcer la diffusion de la carte au-delà de la Ville de Montréal. Elle a d'abord présenté des mesures de lutte aux ICU ce qui fait apparaître la lutte aux ICU à la portée des autorités municipales. Après que quelques institutions locales aient crédibilisé la carte thermographique et son usage pour la planification stratégique, l'INSPQ a mis en ligne une carte interactive permettant aux municipalités et habitants de visualiser les ICU de leur territoire. Le programme pilote d'appel à projets de traitement des ICU et sa médiatisation ont contribué à mettre cette préoccupation à l'agenda de la planification stratégique.
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SCOT de la Région grenobloise,
Rapport de présentation partie
C, 2012, p155, Source IGN,
AURG, Spot Landsat 22:06:2002

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Rotterdam Adaptation Strategy, City of
Rotterdam 2013

<caption>Figure 3 Carte thermographique des aires urbaines de Grenoble (France) et Rotterdam (Pays-Bas)</caption>

D'autres métropoles, notamment en Europe (cf. les cartes de Grenoble et Rotterdam ci-dessous) utilisent des cartes thermographiques dans la planification stratégique. A Rotterdam, elle apparaît dans un document sur la stratégie d'adaptation en 2013 qui préconise la végétalisation des toits des bâtiments portuaires. A Grenoble, la carte est apparue en 2012 dans le rapport de présentation du SCOT mais n'a pas (encore ?) été reprise dans des documents de planification spatiale plus détaillés.

La diffusion aux villes moyennes qui caractérise le cas québécois est particulièrement intéressante, nous avons pu l'observer sur une période de 10 ans grâce à la précocité de son utilisation à Montréal (dès 2004). L'amélioration de la résolution des cartes permise par la thermographie par avion risque fort de ne plus faire apparaître les ICU intra-urbains (cf. explication dans le chapitre 3). Cela risque de stopper net l'utilisation de la carte thermographique au Québec et de remettre en cause les mesures que cette carte justifiait.

## La planification énergétique territoriale en Suisse romande

La planification énergétique territoriale a commencé il y a une quinzaine d'années dans les communes (ou les cantons) pionnières ; elle est encore loin d'être appliquée dans la majorité des communes suisses, voire même loin d'être applicable dans certains cantons. Elle se situe à l'intersection de deux champs d'actions publiques : la construction (et la rénovation) des bâtiments et l'aménagement. Ils relèvent tous deux de la compétence des Cantons selon la constitution de la confédération. Il revient donc aux Cantons de définir ce que doit être la planification énergétique territoriale : dans quel cadre légal elle s'inscrit et par quels dispositifs elle peut contraindre les acteurs de la construction. Cela se traduit par une diversité de configurations selon les cantons.

Cependant, les autorités cantonales ont mis en place de longue date des organisations-frontières dans les domaines de l'action publique qui nécessitent une harmonisation entre eux et/ou avec la Confédération. L'énergie est un de ces domaines. En 2000, puis en 2008, les directeurs cantonaux de l'Energie ont produit un modèle de prescriptions énergétiques cantonales (MOPEC), l'une concerne la planification énergétique territoriale. Avec le Conseil Fédéral (gouvernement de la confédération helvétique), ils ont mis en place une instance légère de coordination de programmes d'incitation à l'efficacité énergétique et au développement des énergies renouvelables en direction des communes : "SuisseEnergie pour les communes". Cette organisation-frontière soutient (et donc pilote en partie) l'association Cité de l'énergie qui délivre pour la Suisse le label européen Energy City.

La Suisse dans son ensemble (et selon sa diversité) a progressivement renforcé ses objectifs énergétiques depuis 1983. Prise en 2011, la décision d'abandonner le nucléaire constitue une évolution majeure. Élaboré au cours des années 2000, le concept de société à 2000 watts rend socialement désirable et techniquement réaliste la mutation énergétique du Pays en phase avec l'abandon du nucléaire. Adopté par la confédération et une majorité de Cantons, il permet à tout acteur territorialisé (du ménage au pays) de se fixer des objectifs à moyen terme (2020, 2030 ou 2050) perçus comme atteignables moyennant des actions à mettre en oeuvre à court terme.
Ces institutions ont décidé ensemble d'accélérer les actions incitatives et réglementaires visant l'efficacité énergétique et le développement des énergies renouvelables. Les communes constituent une des cibles prioritaires puisque les programmes incitatifs ciblant les communes présentent le meilleur rendement en terme de réduction de consommation par montant investi. Elles ont décidé de généraliser la démarche de planification énergétique communale (PEC) qui consiste à établir un état des lieux de la consommation et des ressources énergétiques, définir des objectifs à moyen terme et élaborer un plan d'actions spatialisé sur le territoire communal. Pour propager cette démarche au plus grand nombre de communes, elles s'appuient sur la labellisation Cité de l'énergie.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 4 Exemple d'état des lieux des ressources (Cité de l'énergie, SuisseEnergie et ARE 2013)</figcaption></figure>

A l'échelle d'un canton, il convient de faire évoluer le cadre légal pour permettre l'intégration des mesures, issues de la planification énergétique communale, dans les documents d'urbanisme opérationnels. Il s'agit, in fine, d'imposer les énergies renouvelables ou les plus efficaces aux acteurs de l'immobilier et de l'aménagement d'une façon qui soit adaptée aux ressources et aux besoins du territoire ainsi qu'à ses priorités. L'évolution du cadre est aussi nécessaire pour que la Canton impulse, prescrive et contrôle les planifications énergétiques communales.

Jusqu'à maintenant, ce sont les articulations interterritoriales (des objets-frontières au sens de Vinck et Trompette) qui ont fait l'objet de la plus grande attention : Confédération-communes via la méthode préconisée par SuisseEnergie, Office Fédérale de l'Aménagement et l'association Cité de l'énergie, Confédération/Cantons via le pilotage des programmes en direction des communes, Canton/Communes par l'inscription de la PEC dans le cadre de l'aménagement et pour mettre en place des financements incitatifs. Comme dans les communes pionnières, ces articulations ont été portées avec conviction et volontarisme par des fonctionnaires et élus en charge de l'énergie. Les aménageurs et urbanistes paraissent peu impliqués dans la définition de ces objets intermédiaires alors, qu'ils soient fonctionnaires des communes ou prestataires, que ce sont eux qui auront à traduire les mesures de la PEC dans les documents s'imposant aux acteurs de la construction et aux propriétaires.

Somme toute, la PEC a nécessité un ensemble d'objets-frontières dont la conception prend en compte la compatibilité avec les cadres d'actions eux-mêmes relativement mouvants à l'échelle du territoire suisse (du moins de la Suisse romande) mais sans doute moindrement à l'échelle communale. Dans ce système relativement fluide et trans-territorial, toute mise en oeuvre de la PEC constitue potentiellement une expérience observable dont les acteurs impliqués pourront tirer
profit au sein du canton (dans le cas des autorités cantonales) ou auprès de leur client (dans le cas des conseillers Cité de l'Energie et des bureaux d'études). Ainsi se diffuse et se diffusera la démarche de PEC. Le recours à Cité de l'Energie vise à accélérer cette diffusion.

## Un modèle de diffusion pour les innovations urbaines ?

Mêmes si elles ont en commun de s'inscrire dans la planification ou la programmation urbaine et d'être motivées par la lutte contre le changement climatique, les innovations analysées sont de nature très différentes : les mesures municipales de déploiement des toits verts, la démarche de planification énergétique communale et l'utilisation de la carte thermographique des îlots de chaleur urbain. Cependant, la diffusion de ses innovations présente des caractéristiques proches et s'appuie sur des mécanismes similaires.

### Le temps local des pionniers

La durée d'un projet immobilier, l'intervalle entre deux révisions d'un plan d'affectation des sols ou de zonage ou bien encore la période d'ouverture de subventions s'étale sur quatre ans au minimum si l'on inclut le retour d'expériences. Deux retours d'expériences complets espacés par un temps de concertation et de validation politique couvre au moins une dizaine d'années.

Du coup, élaborer et instaurer des mesures générales relatives aux toits verts en une dizaine d'années comme Portland et Toronto l'on fait est une gageure. De même, le précurseur Canton de Genève a du mérite à imposer le concept énergétique à tous les échelons de planification de la transformation de l'espace (du canton au bâtiment) une quinzaine d'années après la loi cantonale organisant la sortie du nucléaire. C'est le sort des villes pionnières que de progresser en fonction de leurs propres retours d'expérience et d'enchainer les phases d'initiation, de projet démonstrateur et de programme pilote avant de mettre au point des mesures générales.

### Mobilisation de connaissances extra-locales et utilisation d'objets intermédiaires

Accélérer la mise au point de mesures à intégrer dans la planification spatiale ou la programmation urbaine requiert de ne pas attendre ses propres retours d'expériences et donc de s'enquérir des enseignements d'expériences menées ailleurs pour modifier des représentations et élaborer des mesures nouvelles pour le territoire d'action.

Il convient donc de mobiliser des connaissances extra-locales. Il peut s'agir de prescriptions techniques, de liens entre des solutions et des performances ou des coûts (pour élaborer des mesures locales en faveur des toits verts), de mode de présentation de phénomènes physiques (carte thermographique -ICU) ou de ratios de calculs d'indicateurs de performances (associés à la méthode de planification énergétique communale -PEC). Ces connaissances peuvent être échangée de façon orale et informelle entre des personnes exerçant des activités similaires à l'exemple des quelques pionniers municipaux que nous avons interrogés. En revanche, elles doivent être un minimum codifiées si elles sont transférées à des personnes exerçant des activités différentes ou dans des contextes variés. Ainsi, se construisent des objets intermédiaires (Vinck 2009) sans qu'il n'y ait forcément de relation interpersonnelle entre le producteur de l'objet et ses lecteurs : un guide technique, un rapport d'études, une carte, un tableau de ratios...

L'un des défis que doivent lever ces objets intermédiaires est de véhiculer des messages à des personnes qui n'ont pas la même infrastructure de connaissances que le producteur de l'objet. Lorsqu'il y a relation interpersonnelle, des ajustements itératifs s'opèrent, le lecteur peut demander des explications au producteur ne serait-ce qu'en reformulant ce qu'il comprend. Après quelques itérations interpersonnelles entre le producteur et des lecteurs, l'objet intermédiaire a des chances d'être interprété conformément au souhait du concepteur et de la même façon par les nouveaux lecteurs qui partagent la même infrastructure de connaissances que les premiers lecteurs.

Dans le cas de la carte thermographique, tous les lecteurs perçoivent de prime abord une multitude d'îlots de chaleur urbains conformément à l'intention du producteur. Des lecteurs aménageurs ont imaginé un phénomène d'irradiation horizontale de la chaleur du coeur des toits vers la périphérie alors qu'un énergéticien aurait cherché d'autres explications puisqu'il sait que la chaleur ne peut se propager de façon aussi puissante du toit vers le sol quelques mètres plus bas.
Ce n'est pas que l'objet intermédiaire véhicule des connaissances mais plutôt qu'il active des représentations chez ses lecteurs en fonction de leur infrastructure de connaissances.

Le défi de la diffusion de connaissances sans relations interpersonnelles tient dans l'anticipation des interprétations que feront les différentes catégories de lecteurs ciblés ... et celles qui n'étaient pas visées.

## Méthodes et outils génériques compatibles et processus d'adoption

Plusieurs outils ou méthodes génériques ont été proposés : la méthode de planification énergétique territoriale et la carte thermographique. Cette dernière a été facilement adoptée par les aménageurs car elle s'avère simple à comprendre et tout-à-fait compatible avec leur représentation et l'essence de leur activité (cf. carcactéristiques d'une innovation de Rogers). Le passage sans (ou quasiment sans) médiation de la mesure (par satellite) à la représentation rend la carte thermographique très facile à comprendre. La représentation sur un fond de carte permet à tout un chacun d'observer la pertinence de la carte par rapport à des expériences vécues. La carte conforte la représentation partagée selon laquelle la végétalisation est positive pour le cadre de vie. Et, enfin la discrimination de l'espace correspond à une fonction régulière et spécifique de l'aménageur.

De même, l'on observe que les mesures de déploiement des toits verts s'inscrivent systématiquement dans des cadres préexistants qui leur sont compatibles : les procédures de la certification LEED Green Building d'abord (Portland et Chicago), les procédures de zonage (Chicago), d'instruction des permis de construire (partout), le code du bâtiment (Toronto), le système de taxes sur les eaux pluviales (Portland et Washington).

Inversement, l'on peut s'interroger sur l'appropriation de la démarche de planification énergétique communale par les urbanistes. Ils ne sont pas outillés sur le plan cognitif pour établir un état des potentiels énergétiques ni quantifier des objectifs. Leurs expériences vécues les rapprochent de la consommation finale mais pas de celle de l'énergie primaire qui repose sur des abstractions complexes. Ils auront peut-être une expérience personnelle de production d'énergie renouvelable mais probablement pas de toutes celles disponibles sur la commune. Le concept énergétique est peut-être transversal pour l'énergéticien (cf. chapitre 4 du rapport) mais c'est une dimension supplémentaire à intégrer par l'homme de la transversalité qu'est l'urbaniste. Cette intégration s'effectue par une démarche créative -en partie intuitive- de programmation urbaine, ce qui suppose de s'affranchir de la démarche d'optimisation énergétique ou du moins de la mettre provisoirement de côté.

C'est peut-être pour ces impératifs de simplicité et de compatibilité que l'association Green Roof for Healthy Cities se contente de présenter des mesures instaurées par quelques villes et ne formule pas ce que devrait être une politique de déploiement des toits verts. Énoncer simplement une politique suffisamment complexe pour être compatible avec un grand nombre de configurations est impossible. Ainsi, promouvoir une politique dans sa globalité quelle que soit la configuration serait vouée à l'échec parce qu'elle ne peut convaincre la diversité de décideurs et ce faisant être adoptée (cf. processus d'adoption de Rogers). En revanche des mesures peuvent être promues isolément, charge à chaque ville de sélectionner certaines, les combiner puis les adapter.

## Mise en compatibilité des cadres de références et instauration d'organisations-frontières

Il n'est pas rare que le cadre de références sociotechniques (Flichy 1995) dans lequel évoluent les acteurs que l'on souhaite voire adopter une innovation ne soit pas compatible avec cette innovation. Le cadre de référence est un ensemble congruent d'éléments relatifs au fonctionnement et à l'usage d'une activité. Une modification sensible de l'activité (par exemple la prise en compte de l'énergie ou de la chaleur dans la planification spatiale) requiert la modification de certains éléments du cadre.

C'est ce qu'a fait le Canton de Fribourg en modifiant le cadre légal de l'aménagement du territoire (cadre de fonctionnement). C'est aussi ce qu'ont fait des rédacteurs des agences gouvernementales et des plans stratégiques locaux québécois en modifiant la définition d'un ICU (cadre d'usage) pour qu'elle soit compatible avec le message véhiculé par la carte thermographique.
Les cadres de références de l'aménagement peuvent être hautement imbriqués avec d'autres cadres lorsque plusieurs échelles territoriales ou bien plusieurs secteurs d'actions publiques sont impliqués. Modifier le cadre pourrait perturber un système patiemment construit. L'existence d'organisations-frontières (Trompette et Vinck 2009) permet d'instruire la modification du cadre et celle des cadres connexes. SuisseEnergie pour les communes remplit ces fonctions récurrentes d'ajustement et d'harmonisation des cadres de fonctionnement relatifs à l'énergie dans les domaines des constructions et de l'urbanisme. Dans le canton de Fribourg, le Conseil d'Etat (gouvernement), le Grand Conseil (parlement) et des groupes de travail réunissant les parties impliquées pendant plus d'un an ont défini les relations Canton/Communes en matière de planification énergétique. Considérées globalement, ces organisations ont formé une méta-organisation-frontière aboutissant à la modification du cadre légal susnommé.

Inversement, l'on peut se demander si la faible implication des aménageurs et les risques de non-appropriation de la méthode de planification énergétique communale par les aménageurs ne sont pas liés à la disproportion de moyens entre l'organisation-frontière Suisse pour les Communes et l'Office Fédéral de l'Aménagement.

En tout cas, le système fédéral suisse et l'existence d'une organisation-frontière semblent permettre une transformation régulière des bases légales confédérales et cantonales. Comparativement à la France, cela permet aux collectivités pionnières de progresser et d'en faire pleinement profiter les autres et cela procure aussi une stabilité rassurante dans le sens où des changements substantiels ne sont décidés qu'après en avoir évalué les effets secondaires avec les parties impactées.

## Rôle d'agent de changement : organisation et actants

Rogers soulignait le rôle des agents de changement. Dans chacun des cas étudiés, une organisation extra-locale a consolidé des connaissances et, au minimum, amorcé la diffusion de l'innovation dans tout ou partie de son territoire d'action : l'Institut National de Santé Publique pour l'îlot de chaleur au Québec, l'association parapublique Cité de l'Energie pour la planification énergétique territoriale, l'association de professionnels privés GRHC pour les toits verts.

A ces organisations promouvant intentionnellement les innovations, il conviendrait d'ajouter des dispositifs ou des imaginaires (des actants au sens de la théorie des acteurs-réseaux) qui ont tout autant agi sur les adoptants. C'est le cas de la procédure du permis temporaire de rejet des eaux polluées instituée par le Clean Water Act aux Etats-Unis. C'est aussi le cas du concept de la Société à 2000 watts en Suisse. Ce dernier est un puissant imaginaire qui présente à la fois des dimensions sociale et technique susceptibles de faire émerger un nouveau cadre de références (Flichy 1995).

Inversement, point de dispositif ou de nouvel imaginaire associé aux îlots de chaleur urbains au Québec, Cela pourrait expliquer qu'il n'a été pris en compte que dans la planification stratégique (qui n'engage que l'institution qui l'a publiée) et n'a quasiment pas donné lieu à des mesures contraignant les acteurs de la ville.

## Préconisations

Dans la mesure où les modifications du cadre institutionnel français ne relèvent pas des compétences de l'ADEME, nous nous contentons ici de faire des préconisations relatives au déploiement des innovations environnementales dans le champ de l'aménagement et de l'urbanisme. Ces préconisations s'inspirent des résultats exposés ci-dessus mais ne tiennent pas compte des programmes passés ou présents de l'ADEME dont nous sommes loin d'avoir connaissance.

## Evaluer la compatibilité des innovations avec les cadres d'action ciblés au cours de leur développement : mettre en compatibilité ou recommander la modification d'un cadre

Les innovations urbaines durables répondent à des enjeux nouveaux ou renforcés. Les cadres de fonctionnement de l'aménagement ont été conçus à une époque où ces enjeux n'existaient pas ou étaient mineurs. Évaluer la compatibilité de l'innovation avec le cadre existant peut éviter des
déconvenues. Par exemple, élaborer un outil/système d'indicateurs de l'adaptation d'un territoire au changement climatique sans tenir compte des compétences institutionnelles et des données accessibles de l'autorité agissant sur le territoire conduit à sur-dimensionner l'outil, le rendre difficile à utiliser et, in fine, à discréditer l'ensemble des indicateurs.

L'évaluation de la compatibilité avec les milieux ciblés permet d'identifier les dispositifs et les acteurs existants sur lesquels l'innovation pourra s'appuyer et d'ajuster l'innovation. A trop ajuster à l'existant, le risque est de réduire la portée de l'innovation, l'évaluation de la compatibilité doit donc aussi permettre de remettre en cause une procédure ou faire entrer dans le jeu un nouvel acteur et, in fine, de suggérer une évolution du cadre d'action à l'Etat ou à une collectivité territoriale.

Si elle est réalisée progressivement depuis l'amont du processus de développement, elle devrait permettre de faire des économies ou d'améliorer la pertinence de l'innovation à budget constant. Cela suppose la mobilisation de connaisseurs des cadres de fonctionnement de l'aménagement et de la construction dans le comité de pilotage dès la phase de projets-démonstrateurs. Par exemple, la gouvernance des bâtiments visés par le bâtiment-démonstrateur devrait être précisée par les porteurs ; des critères de reproductibilité, et pas seulement de performance, devraient être introduits dans les appels à projets des programmes pilotes.

## S'appuyer sur les agents de changement préexistants : identifier, consolider, accompagner. Et régionaliser ?

Il existe toujours des acteurs qui ont intérêt à ce qu'une innovation se généralise. Dans le cas contraire, l'innovation aurait très peu de chance d'être adoptée. Ces acteurs sont potentiellement des adoptants précoces les plus motivés. Ils peuvent aussi être des agents de changement qui amorcent la diffusion de l'innovation.

Il convient de distinguer ces adoptants potentiellement motivés parmi les adoptants ciblés. La mise en compatibilité évoquée ci-dessus pourrait être pensée en fonction de cette distinction. Dans une première période, le dispositif d'accompagnement serait calé pour la diffusion des pionniers (innovation émergente) aux adoptants précoces (innovation en voie de stabilisation) : consolidation des connaissances, ciblage des acteurs les plus motivés et des vecteurs de communication, accompagnement par une organisation préexistante et, éventuellement, incitations. Il conviendra de veiller à ce que le cadre d'action n'empêche pas l'adoption ; le cas échéant, il faudra soit suspendre le dispositif d'accompagnement, soit changer les acteurs cibles, soit faire modifier le cadre.

Dans une seconde période -correspondant à la diffusion des adoptants précoces aux adoptants tardifs-, l'innovation pourrait être ajustée pour être plus simple et compatible avec les routines des acteurs, quittes à perdre certaines de ses finalités. Le dispositif d'accompagnement devrait être redéfini en fonction de l'évolution du cadre d'action.

Les enjeux environnementaux et les ressources différant selon les territoires, il se peut qu'une innovation soit en voie de diffusion au-delà des adoptants précoces dans une région alors qu'elle n'est pas adoptée du tout dans d'autres régions. S'il est important de veiller à ce que l'innovation soit définie de façon être utilisable par une part substantielle des communes et/ou intercommunalités du pays (son utilisation dans la totalité des communes serait un exercice vain, un puits sans fond), le dispositif d'accompagnement peut être régionalisé ou spécifique à certains types de territoire (par exemple les villes moyennes ou les bourgs ruraux). Si la régionalisation doit être envisagée à chaque fois, elle ne saurait être systématique, cela dépend de l'innovation et des milieux adoptants ciblés.

## Mettre en place des organisations-frontières : observer les innovations émergentes et affiner des dispositifs de diffusion

Du fait de leur diversité et de l'appropriation de la lutte contre le changement climatique, les territoires sont un terreau d'innovations dans le domaine de l'aménagement. Les Départements, les Régions, l'ADEME, les services déconcentrés de l'Etat sont aux premières loges pour les observer. Parallèlement, les directions centrales de l'Etat et de ses agences en charge des
innovations environnementales et l'Union Européenne ont des objectifs en terme de politique énergétique et financent de la R&D relatifs à des objets techniques tels que les bâtiments et les réseaux urbains.

Sans créer de nouvelles organisations qui sont déjà très nombreuses pour les activités de transfert de connaissances, il pourrait être opportun de mettre en place une organisation-frontière trans-institutionnelle pérenne couvrant la thématique de l'énergie pour les communes et intercommunalités (et éventuellement de l'eau pour les intercommunalités). L'objectif commun serait de diffuser les innovations en phase avec des objectifs énergétiques co-définis par l'Etat et les Régions. Les missions de veille des innovations émergentes des territoires et d'anticipation des évolutions technologiques seraient réparties entre les membres et mises en commun. Cette organisation-frontière pourrait devenir progressivement un lieu de discussion fine des méthodes d'intégration de l'énergie dans les outils de planification spatiale stratégique et opérationnelle.

Avec une centaine de Départements et une forte culture jacobine, une telle organisation-frontière n'est actuellement pas envisageable, mais elle pourrait être pertinente et même nécessaire demain, après la réforme de la régionalisation.
Remerciements

Le coordinateur scientifique Gilles DEBIZET remercie l'ADEME pour son soutien financier aux recherches et tout particulièrement la coordinatrice technique Anne Grenier (ADEME) pour l'accompagnement de cette recherche et l'organisation des séminaires transversaux avec les équipes du programme "Observation de la Recherche urbaine". Il remercie les coordonnateurs des trois autres projets et leurs équipes pour leurs remarques : Guillaume Faburel, Séverin Poutrel et Taoufik Souami.

Il remercie tout particulièrement :

- Raymond Levitt, Evelyne Martinez-Santayana et Arnaud Kourula pour leur accueil et leurs conseils au Collaboratory Research for Global Projects de Stanford University,

- Franck Scherrer, Danielle Dagenais, Isabelle Thomas-Maret et Christophe Abrassart ainsi que Maryse Poirier, Monique Brochu, Marie Lessard et Gérard Beaudet de l'avoir accueilli à l'Université de Montréal et conseillé sur les arcanes de l'organisation municipale à Montréal, avec une mention particulière à Danielle Dagenais pour la confrontation de nos hypothèses de recherche

- Antonio Dacunha, Emmanuel Reynard, Jean Ruegg, Marcia Cuchod, Sandra Guinand et Magali Henry de l'avoir accueilli à l'Université de Lausanne et guidé dans la compréhension du fonctionnement de l'aménagement du territoire dans les cantons suisses,

- Karen Snyder et Bob Sokol, planner à Vancouver, pour mon initiation à la culture pratique et à l'urbanisme nord-américains,

- Marc Magaud et Estelle Delfosse de l'ambassade de France à Washington pour leur soutien et conseils,

- Jérôme Chenal et l'équipe du CEAT de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne pour leurs commentaires sur le cas suisse,

- Simon Perreault, étudiant en maitrise d'urbanisme à l'université de Montréal pour ses contributions à l'enquête et à l'analyse du corpus relatif à l'Ilot de Chaleur Urbain,

- Jean-Marc Francony, enseignant-chercheur à PACTE pour son aide dans la constitution de la base de données de documents de l'Environmental Protection Agency,

- Clément Morandy, étudiant en master Sciences du Territoire STADE à l'Université de Grenoble pour le traitement statistique relatif aux toits verts aux Etats-Unis,

- Tuuli Parviainen, étudiante en master Sciences du Territoire *International Development Studies* à l'Université de Grenoble pour les monographies des politiques toits verts aux Etats-Unis et au Canada,

- Myriam Houssay-Holzschuch et Dominique Baud, enseignante-chercheure au Laboratoire PACTE pour leur conseil et le co-encadrement des mémoires de Tuuli et Clément,

- Anne Tricot (CNRS & PACTE), Laurence Rocher (Uni Lyon & EVS) et Damienne Provitolo (CNRS & AZUR) pour nos échanges sur l'adaptation au changement climatique des villes dans le cadre du projet CACHALEAU,

- Premilla Choolun, Lucie Thomas et Henry Tidy et la société AMK France pour les transcriptions,

- Nathalie Leardini et Catalina Esparza pour leur attention et leur patience dans la gestion administrative des contrats,

- aux personnes interrogées au cours des enquêtes pour leur gentillesse et leur disponibilité avec une mention spéciale à Tom Liptan, persévérant initiateur du premier programme municipal de développement des toits verts en Amérique du Nord. Que les innovateurs philanthropes que j'ai rencontrés me pardonnent de ne pas les citer ici car la liste serait trop longue.

- aux membres du Conseil scientifique de l'UJF et son vice-président Laurent Daudeville de m'avoir accordé le congé sabbatique indispensable à cette recherche et à mes collègues de master d'avoir compensé mon absence.

Enfin, mon admiration à mes proches pour leur patience.
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Introduction

La lutte contre le changement climatique conduit les autorités territoriales à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à minimiser les conséquences de certains de ses effets, cela concerne aussi la fabrique et la transformation de la ville. Des innovations urbaines telles que des savoir-faire ou des méthodes nouvelles en matière d'architecture et d'urbanisme durable émergent ici où là et se diffusent de façon plus ou moins visibles. Des organisations supra-locales essaient mais peinent à les diffuser compte tenu de la dispersion des rôles, de l'inertie des pratiques des professionnels de la transformation de la ville et des singularités de chaque projet et terrain. Dans ces conditions, comment expliquer le succès ou l'abandon d'innovations urbaines ?

Les "théories de l'innovation" modélisent des processus et proposent des catégories explicatives. Couramment utilisées dans le domaine du marketing, de la santé publique ou des technologies, elles sont peu mobilisées dans le champ de l'urbanisme et de l'aménagement du territoire. Lesquelles sont applicables à ce champ d'activité et pertinentes pour comprendre la diffusion des innovations urbaines ?

Nous faisons l'hypothèse qu'au-delà des contradictions sur les causalités de l'adoption ou non des innovations, ces différentes théories correspondent à des échelles temporelles et à des moments différents d'observation du processus de propagation de l'innovation. De notre point de vue, ces théories pourraient être davantage utilisées pour améliorer l'efficience des politiques d'innovation environnementale menées en France.

Ce rapport de recherche est organisé en quatre parties :

* **Problématique et méthodologie générales** décrit les concepts scientifiques de la socio-économie de l'innovation, reformule les hypothèses de recherche et présente les concepts qui seront utilisés pour l'analyse de la diffusion de connaissances et de méthode innovantes dans trois pays fédéraux.

* **Les politiques de déploiement des toits verts en Amérique du nord** relate la mise au point de mesures visant à favoriser ou imposer les toitures végétalisées dans quatre villes (Portland-Oregon, Chicago-Illinois, Washington D.C. et Toronto au Canada) et les éléments supra-locaux qui ont concourru à des transferts entre villes.

* **La planification énergétique territoriale en Suisse romande** traite de la méthode d'intégration de la dimension énergie dans la planification communale.

* **La prise en compte de l'ilot de chaleur urbain au Québec** porte sur l'utilisation de la carte thermographique des îlots de chaleur urbains par les villes québécoises dans le cadre de leur planification stratégique.

A chaque, nous nous efforçons d'identifier ce qui s'est diffusé de villes à d'autres, les actions menées par des institutions surpra-locales et les configurations qui ont permis la diffusion de ses innovations urbaines. Placée au début de ce rapport, la synthèse pour les décideurs fait aussi office de conclusion générale.
# 1 Problématique et méthodologie générales

Cette partie est consacrée à définir précisément le projet de recherche. Après un positionnement des enjeux climatiques en ville, il énonce et discute les concepts théoriques relatifs à la diffusion des innovations. Puis, il expose la méthodologie générale, sa déclinaison intervenant dans les chapitres suivants.

## 1.1 Comprendre le déploiement des innovations urbaines durables : un enjeu pour les décideurs publics et des questions pour la recherche

Aux niveaux planétaire et national, la lutte contre le changement climatique a fait l'objet de discussions serrées et d'une forte médiatisation. Au nom d'un objectif de réduction de ses émissions des GES la France a défini un programme d'actions impactant plusieurs secteurs d'activités économiques : les « technologies de l'énergie», le bâtiment et l'urbanisme, l'accompagnement des collectivités locales ...

Au niveau local, la mise en œuvre prit des formes plus pragmatiques : le foisonnement d'initiatives locales entretint des définitions disparates du développement durable opérationnel (Emelianoff 2003, Torres 2005 ...). Les collectivités inscrivent nombre de leurs actions sur l'espace dans le cadre du DD, suite aux modifications des lois organiques de l'aménagement du territoire du logement et des transports.

Passé l'enthousiasme (Touraine 1999), la dénonciation d'une utopie dangereuse (Prudhomme) ou les craintes d'un leurre (Lascoumes 2001, Bourg & al. 2006), les sciences sociales s'intéressant au territoire (géographie, sciences politiques, urbanisme ...) soulignent les contradictions (Mancébo, Theys) et les difficultés de mise en œuvre du DD dans les territoires : la transversalité (Emelianoff 2005, Voiron-Canicio & Saint-Amand 2009), le management par indicateurs, la participation citoyenne et le décloisonnement public/privé (Behar 2006) exigent un fort volontarisme, entrainent des remises en cause laborieuses et ont des effets nuancés ou incertains. L'atténuation des émissions de GES et l'adaptation aux effets du changement climatique passe par des nombreux et hétérogènes processus d'apprentissage par les acteurs qui fabriquent et transforment la ville.

Une grande partie des actions publiques en milieu urbain vise à transformer physiquement l'espace : ces opérations sont censées modifier les conditions de vie/de travail des populations ou des organisations ou bien encore limiter les impacts occasionnés par les activités humaines. Ces transformations physiques se concrétisent sur un espace via des projets, bien souvent imbriqués et relevant de plusieurs autorités : aménageurs, maîtres d'ouvrage immobilier, propriétaires, voire locataires sont autant d'acteurs décisionnels qui interviennent directement dans la transformation de la ville.

Encadrés par la planification spatiale (SDAU, POS puis DTA, SCoT, PLU...) et des programmes sectoriels (PDU, PLD, PLH ...) qui définissent des objectifs et des règles d'urbanisme ou de financement, les projets immobiliers se situent aux confins de l'action publique dans le sens où c'est un utilisateur de bâtiment ou un opérateur économique, souvent privé, qui concrétise cette transformation physique de l'espace en offrant de nouvelles fonctions aux activités humaines. Que ce soient des infrastructures de transport, des éco-quartiers ou des bâtiments, la pluralité des acteurs décisionnels est générale.

La recherche sociopolitique sur les infrastructures des transports des années 90 met en évidence la congruence d'enjeux territoriaux (Offner 1998) et le rôle de l'expertise et la construction difficile de consensus (Fourniau 1997). L'extension et surtout la transformation urbaine mobilisent des interactions et des systèmes plus complexes et plus ténus. Les métapoles, formes spatiales de l'hypermodernité, sont moins fabriquées par des plans que par un millefeuille de groupes sociaux (y compris d'entreprises) dont l'individualisation et le marché ne sont pas les moindres moteurs (Ascher 1995). Les jeux d'acteurs et la construction des enjeux et des connaissances dans les projets privés sont aussi des déterminants de l'action publique.

Le développement durable reconfigure les règles du jeu et les partitions. Il introduit les générations futures en traversant les échelles spatiales et en transgressant les secteurs de l'action publique. L'adhésion qu'il suscite et la crainte du réchauffement climatique conduisent à définir de nouveaux
référentiels (Bertrand 2009) et des nouvelles façons de faire la ville (Souami 2009) : nouvelle imbrication entre volontarisme politique et pragmatisme opérationnel plutôt que retour de la planification spatiale ou simple coordination/mobilisation des acteurs décisionnels de l'aménagement.

Le sentiment d'urgence climatique a conduit des organisations supra- locales à tenter d'accélérer le passage à l'acte des villes et des filières économiques de la construction et de l'aménagement. Des lois ont été modifiées, des financements spécifiques ont été mis en place notamment par les Régions et les services et agences de l'Etat, et notamment par l'ADEME dont les missions historiques sont en forte adéquation avec la lutte contre le changement climatique.

Pour autant, les pratiques de fabrique et de transformation de l'espace urbain change-t-elle pour répondre au nouvel objectif. Des travaux traitent des innovations dans des projets urbains (Souami, Emelianoff, ...) ou immobiliers (Debizet et Symes 2009) (Renauld 2012). Ils identifient le rôle des concepts et des dispositifs exogènes au projet urbain ou immobilier novateur : les modèles d'écoquartiers, des certifications environnementales, des programmes de coopérations européens, de nouveaux principes de construction etc. D'autres publications portent sur les acteurs concourant à la diffusion des innovations durables dans le domaine de la construction et l'aménagement : les artisans (Colombard-Prout, Laumonier, et Roudil 2007), les grandes entreprises les comités de normalisation (Cauchard 2010), les mouvements professionnels militants (Henry et Paris 2009)(Debizet 2010), des dispositifs tels que l'OPATB (Debizet 2011).

Ces actions, bien souvent publiques, visant à faire émerger et à transférer des innovations sociotechniques d'un projet à un autre, d'une ville à une autre sont peu mises en parallèle avec la R&D consacrée aux technologies vertes, en particulier celles liées à l'énergie.

Les opérateurs de recherche technologique et les groupes industriels souligne l'importance de la production de connaissances scientifiques et technologiques : le processus d'innovation suivrait systématiquement le chemin suivant : recherche fondamentale, recherche appliquée en laboratoire, prototype expérimental, démonstrateur avant que le « marché » ne prenne le relais. La notion de « verrou » est fréquemment utilisée pour désigner les technologies sur lesquelles il convient de progresser. Les notions de « freins » et de « leviers » reposent sur l'hypothèse que la route est déjà tracée. Le monde social au sein duquel les innovations devront être déployées est pensé de façon dichotomique, d'un côté les acteurs économiques pour lesquels des dispositifs d'aides publiques (subvention, promotion, défiscalisation...) devront être mis en oeuvre pour transformer de façon transitoire la marché, de l'autre des acteurs sociaux dont les réticences devront être vaincues et au mieux prises en compte d'où la notion d'"acceptabilité sociale". Elle laisse supposer qu'une technologie est pertinente par essence mais se heurte à la réticence des acteurs sociaux.

De toute évidence, une conception de l'innovation qui permettrait d'analyser conjointement le déploiement des innovations dans les territoires et les processus d'innovation dans la fabrique de la ville s'avère nécessaire. Le recours aux théories de l'innovation s'impose avant même de définir les innovations auxquelles cette recherche s'intéresse.

## 1.2 Les concepts scientifiques relatifs au déploiement des innovations

La théorie de l'acteur réseau et de la traduction est très largement utilisée en France par les sociologues des organisations. Utilisée en épistémologie des sciences, notamment dans la « fabrique de la science », ainsi que pour analyser l'innovation technologique, cette théorie a été mobilisée dans la sociologie des organisations, la géographie des risques (November Camacho Latour 2010) et le design architectural et urbain. Approfondissement/traduction de la théorie de l'acteur-réseau, le concept d'objet-frontière, développé dans des approches anthropologiques des collaborations de travail et de production de connaissances (Star & Griesmer 1989, Trompette P. & Vinck D. 2009) peut-être mobilisé pour analyser des collaborations d'acteurs autant dans la fabrique de la ville que dans la gestion de projet multi-entreprises. Il met aussi en lumière les infrastructures de connaissances spécifiques des acteurs s'impliquant de façon inédite dans un projet commun.
Ces concepts sont mobilisés pour analyser les processus d'innovations dans de nombreuses publications francophones et anglophones mais c'est un ouvrage intitulé "The diffusion of innovations" qui est, de loin, le plus cité dans les articles relatifs aux innovations. Dans cet ouvrage, E. Rogers expose une théorie des innovations distinguant le processus d'adoption de celui de production ce qui suppose de définir de façon relativement stabilisée une innovation pour pouvoir observer son adoption à différentes périodes. L'idée selon laquelle une innovation puisse être stable et distinguishable des milieux où elle est utilisée s'oppose à la théorie de l'acteur-réseau et de la traduction selon laquelle adopter une innovation ne peut se faire qu'en l'adaptant : cette adaptation étant constitutive d'une nouvelle innovation, précisément l'innovation devant être étudiée.

Dans un ouvrage (Flichy 1995) explicitement écrit en réaction à la théorie de l'acteur-réseau, P. Flichy met en évidence le concept de cadre de référence sociotechnique pour expliquer le succès des grandes innovations techniques; ce faisant, il souligne l'importance des évolutions sociétales pour expliquer les changements techniques.

Ces trois conceptions du déploiement des innovations sont brièvement exposées avant d'évaluer leur intérêt heuristique pour décrire les chemins de l'innovation urbaine à l'heure du développement durable.

### 1.2.1 Les déterminants de la diffusion des innovations selon Rogers

Everett Rogers a conceptualisé les mécanismes de la diffusion des innovations en mobilisant plusieurs centaines d'articles scientifiques sur le sujet. Son ouvrage "Diffusion of innovations" a été à édité à cinq reprises : 1962, 1971, 1983, 1995 et 2003. Une innovation est "une idée, une pratique ou un objet qui est perçu comme nouveau par un individu ou une unité susceptible de l'adopter" (Rogers 2003). Les innovations se diffusent progressivement selon plusieurs canaux parmi les membres d'un système social.

#### Le processus d'adoption d'une innovation (decision-making process)

L'adoption (ou le rejet) d'une innovation n'est pas un processus instantanné. Elle relève d'un processus qui prend du temps et passe par différentes phases (figure p. 170) : knowledge, persuasion, decision, implementation, confirmation.

* La **connaissance** (knowledge) advient quand une personne prend conscience de l'existence d'une innovation et tente de comprendre comment elle fonctionne.

* La phase de **conviction** (persuasion) advient lorsque qu'une personne adopte une attitude favorable (ou défavorable) vis à vis de l'innovation. Cela implique de programmer l'adoption de l'innovation et de la situer/représenter dans une situation future plus ou moins incertaine. C'est en celà qu'une innovation peut être liée à d'autres, notamment à de nouvelles idées, de nouvelles valeurs ou de nouveaux enjeux.

* La phase de **décision** (decision) advient quand une personne (or a "decision-making unit") mène des activités qui conduisent au choix d'adopter (ou de rejeter) une innovation. C'est à ce moment que l'innovation est essayée ou que vont être reccueillies des informations auprès de ce ceux qui l'ont essayée.

* La phase d'application (implementation stage) advient quand une personne (or a decision-making unit) utilise ou fait utiliser l'innovation. Si les phases précédentes étaient uniquement mentales, celle-ci prend une forme pratique. Les problèmes d'application sont généralement plus nombreux lorsque l'adoption relève d'une organisation car les personnes utilisatrices sont plus moins volontaires et impliquées dans le processus de décision. C'est au cours de cette phase et, particulièrement dans cette situation, que l'innovation se transforme (Rogers utilise le terme "réinvention" pp180-188).

* La phase de **confirmation** correspond à celle où l'adoptant est conforté dans son choix ou bien abandonne l'innovation. Rogers distingue la dissonance et la discontinuité.

#### Le taux d'adoption d'une innovation dépend :

a) des caractéristiques de l'innovation : son avantage relatif, sa compatibilité, son degré de
complexité, son aptitude à être essayée et observée,

b) du processus d'adoption de l'innovation : selon que son adoption est facultative, collective ou imposée,

c) des canaux de communication : par des medias de masse ou des relations interpersonnelles,

d) de la nature du système social : plus ou moins forte interconnexion des adoptants potentiels, normes facilitant l'adoption ...

e) des efforts des agents du changement : renforcement des relations interpersonnelles, argumentation ...

Une innovation présente des caractéristiques déterminant son taux d'adoption :

* **L'avantage relatif** d'une innovation (relative advantage) est le degré selon lequel une innovation est perçue plus intéressante que l'idée ou l'objet auquel elle succède. Cet avantage peut correspondre à un intérêt économique (exemple des machines à ramasser les tomates en Californie), un intérêt social (exemple des habits à la mode conférant un statut social considéré comme supérieur). Cet avantage relatif peut être modifié par un acteur (notamment public) en proposant des incitations monétaires ou non qui favorisent l'adoption de l'innovation et accroissent son avantage économique ou social. Ces incitations peuvent être attribuées au diffuseur ou à l'adoptant, elle peut viser des individus ou des groupe d'individus, elles peuvent être immédiates (au moment de l'adoption) ou futures. Il peut être aussi introduit des pénalités à ne pas adopter une innovation (par exemple, des taxes plus élevées ou un service gratuit dégradé si l'on adopte pas l'innovation).

* **La compatibilité** d'une innovation (compatibility) est le degré selon lequel une innovation est compatible avec les valeurs, les croyances, les habitudes et les besoins des adoptants potentiels. Il peut arriver qu'une innovation soit plus rapidement adoptée si elle est diffusée simultanément avec d'autres : "technology cluster" (p249) correspond à un bouquet d'innovations susceptibles d'être adoptées de façon interdépendantes. Par exemple, une innovation technologique est véhiculée en parallèle avec une nouvelle représentation (voir les notions d'imaginaire technique et d'imaginaire social de Flichy). Non exempte de valeur, le nom d'une innovation peut être un frein ou un obstacle à son adoption. L'acceptabilité d'une innovation est une caractéristique de sa compatibilité.

* **La simplicité (antonyme de complexité)** d'une innovation est le degré selon lequel elle est (perçue comme) facile à comprendre et à utiliser. Plus une innovation est complexe, moins elle a des chances d'être adoptée. Le niveau de complexité peut différer selon les groupes sociaux : par exemple, les premiers ordinateurs se sont diffusés rapidement dans la communautés des ingénieurs et des informaticiens, nombre d'entre eux s'étonnaient de la faible diffusion des ordinateurs ne comprenant pas que ce qui leur apparaissait simple était en fait très complexe pour les quidam. (ndlr : Rogers ne distingue pas la compréhension de l'utilisation ; il s'agit de comprendre comment utiliser l'innovation mais pas nécessairement de comprendre son fonctionnement technique interne).

* **L'essayabilité** ou la capacité à être essayée (trialability) est le degré selon lequel une innovation peut être expérimentée sans engagement important. Plus une innovation est essayable, plus elle a des chances d'être adoptée. Rogers mentionne indistinctement une innovation facilement essayée ou pouvant être essayée par morceau. (Rogers ne mentionne pas la réversibilité de l'adoption d'une innovation, une innovation entrainant des situations d'irréversibilité a peu de chance d'être adoptée : par exemple, la défaillance d'une nouvelle armature de béton peut entrainer de lourdes et irréversibles conséquences contrairement à une décoration qui peut être facilement remplacée). On notera que cette caractéristique est particulièrement importante pour les adoptants précoces ; elle a peu d'importance en phase de généralisation : plus le taux d'adoption est fort, plus un adoptant potentiel connait personnellement des personnes qui ont déjà essayé l'innovation.

* **L'observabilité** ou la capacité à être observée (observability) est le degré selon lequel une innovation et ses effets sont visibles aux adoptants potentiels. Ceci contribue positivement à son adoption. Une innovation utilisée dans des situations intimes (safer sex, software for
domestic computer ...) se diffusera plus lentement qu'une innovation utilisée dans les lieux publics (téléphone mobile, applications pour mobile ...). (Rogers ne mentionne pas les formes de visibilité, ainsi les scènes semi-publiques des réseaux sociaux rendent visibles des idées et des applications pourtant utilisées dans des espaces physiques privés ndlr).

Dans la suite de l'ouvrage, Rogers ne distingue pas les catégories b, c, d, e ci-dessus : il s'attache à cerner les dynamiques du système social vis-à-vis de l'innovation au sein des chapitres 7 (innovativeness and adopters categories), 8 (diffusion networks), 9 (the change agent), 10 (consequences of innovation). Il met notamment l'accent sur :

* le rôle des leaders d'opinion,

* des réseaux de communication (intensité de personnes interconnectées par des "patterned" flux d'informations : interconnectivité est le degré selon lequel les unités d'un système social sont reliés par des réseaux interpersonnels)

* les agents du changement (change agents) sont des personnes qui influence les "clients" de l'innovation-décision dans un sens souhaité par l'agence du changement.

* les types de décision d'adoption (innovation-decision) : caractéristique qui dépend à la fois de l'innovation et du système social qui l'adopte :

* facultative (optional) : le choix d'adopter ou pas est fait par une personne indépendante des décisions prises par les autres acteurs su système social

* collective : le choix d'adopter (ou rejeter) doit être fait par consensus entre les parmi les membres du système social,

* autoritaire : le choix est fait par un nombre restreint de personnes et s'impose à un grand nombre de personnes.

Rogers distingue les systèmes de diffusion selon leur niveau de centralisation (centralized end decentralized diffusion system). L'adoptant peut jouer un rôle actif dans la diffusion. Schön (1971) observait qu'une innovation pouvait provenir de multiples sources décentralisées et se diffuser via des réseaux horizontaux avec un haut degré de réinvention (p395) : l'innovation est modifiée par les utilisateurs pour l'adapter à leur besoin particulier. Les adoptants deviennent ainsi les principaux agents du changement. Tableau de comparaison entre centralisé et décentralisé p396)

==> decentralized diffusion systems sont plus appropriés pour diffuser des innovations qui n'implique pas un haut degré d'expertise technique et concerner des besoins et des conditions relativement homogènes.

==> l'efficacité d'une diffusion décentralized peut être accrue par une stratégie et une coordination centralisée.

Il introduit la notion de masse critique : le seuil de masse critique (critical mass) au-delà duquel une innovation se propage sans efforts (de la part des agents du changement). C'est particulièrement le cas pour les innovations interactives dont l'avantage à les utiliser augmente avec le nombre d'adoptants (cas de email, sms, téléphone mobile ...)

### 1.2.2 Le concept de cadre de références sociotechniques de Flichy

Dans son ouvrage consacré au lien entre l'innovation technique et la société, P. Flichy propose le concept de cadre de référence sociotechnique (Flichy 1995). Aux origines d'un cadre de référence sociotechnique, se trouve une série d'imaginaires techniques qui constituent l'une des ressources mobilisées par les acteurs pour construire le cadre de fonctionnement<fnref n="2" />. Parallèlement et de façon imbriquée, un imaginaire social oriente un cadre d'usage<fnref n="3" />. Un ensemble d'innovations ne devient stable que si les acteurs réussissent à créer un alliage entre le cadre de fonctionnement et le

<footnote n="2">² P. Flichy définit le cadre de référence comme un cadre technologique, institutionnel et économique autorisant et favorisant la diffusion et l'utilisation des innovations. Nous ajouterions la dimension territoriale.</footnote>

<footnote n="3">³ P. Flichy cite la mobilisation successive de plusieurs imaginaires sociaux qui correspondent chacun à un cadre d'usage envisagé pour le télégraphe. Au XVIIIe, les aristocrates l'associaient à la correspondance amoureuse ; entre la révolution française et 1830, il était un outil de consolidation de l'unité de l'Etat ; il devint ensuite un monopole d'Etat en 1837 pour éviter une inéquité d'accès aux informations boursières qui aurait pu compromettre le développement du capitalisme.</footnote>
cadre d'usage. Le cadre de référence sociotechnique n'est pas la somme du cadre d'usage et du cadre de fonctionnement mais une nouvelle entité qui s'étend sur une période suffisamment longue pour pouvoir être observée. La stabilité du cadre peut cacher de longs mouvements plus ou moins souterrains du « technique » et du « social » (les imaginaires) qui prépareront la rupture du cadre de référence.

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 5 Le concept de cadre de référence (Debizet d'après Flichy)</figcaption></figure>

Pour illustrer le contenu des cadres d'usage et de fonctionnement, prenons l'exemple de l'expertise en planification des transports qui a connu un développement très important en France au cours des 60 à 90 (Debizet 2010).

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 6 Cadre de référence Planification des transports (Debizet, 2004 p. 160)</figcaption></figure>

Au cours de la période allant des années 70 aux années 90, la planification des transports fut le levier d'une politique de développement de l'offre de transports. Imaginaires techniques et imaginaires sociaux s'étaient auparavant répondu en écho, dès le début des années 60, pour préparer un développement de l'offre de transports que la planification permit de généraliser à toutes les échelles du territoire. Le cadre de fonctionnement de la planification des transports combinait des éléments organisationnels (maîtrise d'ouvrage, AOTU<fnref n="4" />, versement-transport) et cognitifs (modélisation des déplacements) ainsi que des dispositifs qui articulaient ces deux catégories : la réglementation technique (d'essence nationale) et les SDAU<fnref n="5" /> (pensés à l'échelle

<footnote n="4">⁴ L'Autorité Organisatrice des Transports Urbains (AOTU) finance et organise les transports publics à l'échelle de l'agglomération urbaine. Prélevé sur la masse salariale des entreprises et administrations de la zone, le versement-transport finance une part essentielle du déficit d'exploitation.</footnote>

<footnote n="5">⁵ Le Schéma Directeur d'Aménagement et d'Urbanisme planifie l'utilisation de l'espace correspondant au bassin de vie (aire urbaine) selon un horizon temporel de 20 à 30 ans.</footnote>
métropolitaine) étaient plutôt formatés par une ingénierie publique d'Etat. Il s'agissait alors de développer l'offre motorisée dans les aires urbaines (voies rapides urbaines, branches autoroutières, services de transports publics ...), de désenclaver les territoires ruraux et d'aménager le territoire national en développant les liaisons interurbaines.

En résumé, le concept de cadre de références sociotechniques explique le succès d'une
innovation et en particulier son avènement à une période précise, d'une part, par les
transformations sociétales exogènes à l'innovation et, d'autre part, par des synergies dynamiques
entre des innovations combinant plusieurs dimensions : technique, sociale, économique, politique
etc et l'alliage entre les finalités et les modalités d'utilisation de l'innovation. Il n'explique pas
pourquoi ni comment tel ou tel acteur adoptent une innovation mais dans quel contexte sociétal
historique et selon quelles dynamiques sociotechniques une innovation a eu (et "aurait" si le
concept est utilisé dans une perspective prospective) du succès.

1.2.3 Les approches interactionnistes : ANT, objets-frontières, objets intermédiaires

Elaborée essentiellement par Michel Callon, Bruno Latour, Madeleine Akrich et John Law, la théorie de l'acteur-réseau, considère que "la société" n'existe pas en tant que telle : elle n'est qu'assemblage/désassemblage des liens que créent les individus. Des analyses ethnographiques des activités au sein de laboratoires scientifiques et d'innovations sociotechniques sont à l'origine de cette théorie. Plutôt que de définir les cadres organisant les activités et l'innovation, Bruno Latour et Michel Callon ont porté leur attention sur les interactions entre les chercheurs et entre les chercheurs et les objets (le microscope, les protocoles de recherche ...). Les artefacts sont considérés comme des acteurs (le terme "actant" est souvent utilisé pour souligner leur dimension intrinsèquement agissante) au même titre que les acteurs humains. L'action des "actants" est conditionnée par le réseau des actants avec lesquels il est en relation : " *La structure des relations entre individus (c'est-à-dire la structure du réseau) impose des contraintes aux actions que chaque individu peut entreprendre ; en même temps, cette même structure offre des occasions d'action.*" (Callon 2006). Une organisation telle qu'une firme ou un collectif peut être transitoirement considérée comme un actant, elle n'en reste pas moins un ensemble plus ou moins stable de relations entre des actants.

Dans cette théorie, il n'existe pas de structure a priori, c'est la réalité du terrain et le travail d'observation, de recueil des données et d'enquête qui permet d'identifier les actants les plus puissants : les plus déterminant pour la production d'un objet, la construction d'une politique ou d'une connaissance. C'est pour étudier les sciences et techniques - la manière dont elles naissent et se diffusent dans la société - qu'a été élaborée ce qui a été appelé ultérieurement la théorie de l'acteur-réseau.

Elle présente en effet plusieurs avantages (Callon 2006) :

* elle libère du concept de contexte : si elles existent, les chaînes causales sont déployés par les réseaux: "Chaque point a le contexte qui lui est fourni par l'ensemble des liens qu'il établit avec d'autres points"

* elle permet d'étudier rigoureusement les phénomènes de "path dependency" : de voir comment par "un enchainement d'évènements" même de nature très différente "des forces se décomposent ou des formes se dessinent".

La théorie a stimulé de nombreux travaux relatifs à l'action et la cognition distribuées : "l'action comme une action collective distribuée, qui s'incarne parfois dans la figure d'une agence individuelle, d'autres fois dans celle d'un groupe, mais qui dans tous les cas est une action composée, dispersée, reprise, déviée, relancée".

Parmi les développements, deux sont particulièrement adaptés aux activités de conception innovante.

La notion d'objet-frontière a été développée pour analyser les mécanismes de coordination entre deux communautés scientifiques impliquées dans un projet de museum (Star et Griesemer 1989b). "Il s'agit d'objets, abstraits ou concrets, dont la structure est suffisamment commune à plusieurs mondes sociaux pour qu'elle assure un minimum d'identité au niveau de l'intersection tout en étant suffisamment souple pour s'adapter aux besoins et contraintes spécifiques de chacun
de ces mondes." (Trompette et Vinck 2009). La notion a été par la suite utilisée dans de nombreux travaux scientifique pour analyser les intersections entre des modes sociaux différents collaborant dans un lieu spécifique et/ou à un projet commun. Sa flexibilité en fait un support accueillant aux traductions hétérogènes tant comme dispositif d'intégration des connaissances que de médiation dans les processus de coordination ; il est aussi le support de l'incorporation invisible des infrastructures de connaissances propres : standards, convention et normes indexés à chacune des communautés impliquées. (Trompette et Vinck 2009)

La notion d'objet intermédiaire fut utilisée pour qualifier des objets de diverses formes (textes, plans, échantillon ...) qui circulaient entre les membres d'un réseau d'acteurs impliqués dans des activités connectés. Il contribue à la circulation des savoirs. L'objet intermédiaire articule les processus en amont de sa fabrication et les projections de son utilisation en aval. Certains objets intermédiaires (un brouillon par exemple) présentent un faible niveau de codification et facilitent l'intégration des connaissances. D'autres, au contraire, (un plan d'exécution par exemple) font appel à des codifications de haut niveau, inaccessibles à des tiers non connaisseur, ils n'appellent pas d'interactions mutuelles, mais ont un fort caractère prescriptif. Les objets intermédiaires ont une durée de vie limitée au cours de la collaboration, des objets intermédiaires remplacent les précédents en fonction de l'avancement des activités. L'objet intermédiaire peut devenir un objet-frontière lorsque des éléments structurels sont partiellement communs à plusieurs mondes sociaux. (Vinck 2009).

### 1.2.4 Approche heuristique appliquée au déploiement des innovations par les acteurs de la fabrication/transformation de la ville

Les théories et concepts décrits ci-dessus relèvent de positions opposées sur la structuration de la société. La théorie de l'acteur-réseau ne présuppose pas d'éléments structurants dépassant les acteurs : ce sont les interactions qui font société et non le contraire. A contrario, le concept de cadre de référence sociotechnique met en exergue un faisceau d'éléments organisationnels (institutions, dispositifs de régulation, organisation des marchés...) et la congruence d'intérêts et de représentations qui forment ensemble, et pendant une période suffisamment longue, un cadre permettant ou non l'adoption généralisée d'une innovation. A contrario aussi de la théorie de l'acteur-réseau, en s'attachant à modéliser un processus de diffusion des innovations, Rogers construit des catégories incontournables : un système social, des organisations, des agents de changement, des canaux de communication (en distinguant média et relations interpersonnelles). Cependant, ni Rogers ni Patrice Flichy ne se revendiquent structuralistes : c'est en développant une analyse heuristique transdisciplinaire sur les innovations qu'ils identifient des éléments structurants, respectivement un processus et un contexte relatif.

Tous les deux distinguent une phase d'émergence de l'innovation et une phase de diffusion, cela suppose qu'à un moment donné une innovation puisse être décrite et considérée comme stable dans le temps. A contrario, considérant que la société n'est qu'assemblages/désassemblages de liens entre les personnes, la théorie de l'acteur-réseau n'attribue pas de permanence a priori à un objet : une innovation ici ne sera pas la même qu'une innovation ailleurs comme l'explicite un sous-titre d'un des articles fondateurs de la théorie (Akrich, M., Callon, M., et Latour, B. 1988) "L'adopter c'est l'adapter" : la diffusion des innovations a donc peu de sens selon cette théorie. De fait aussi, les travaux non-monographiques utilisant la théorie des acteurs réseaux dans le domaine de la fabrique de la ville ont tendance à déconstruire les catégories stables des analyses urbaines (Farias et Bender 2010).

Au-delà de ces différences fondamentales, des points de convergences importants apparaissent entre la théorie de diffusion des innovations et la théorie des acteurs réseaux. La "réinvention" d'une innovation recoupe "l'adaptation" d'une innovation. Deux des caractéristiques déterminant le taux d'adoption d'une innovation "essayabilité" et "observabilité" relèvent sans aucun doute des dynamiques d'interactions entre une innovation et ses adoptants. Le processus de décision au sein d'une organisation se structure autour d'aspects (connaissance, conviction, décision et confirmation) qui peuvent aussi bien avoir une dimension individuelle que collective et organisationnelle. Enfin, l'importance accordée aux canaux de communication et aux relations interpersonnelles n'est pas incompatible avec l'attention aux objets intermédiaires et aux objets frontières.
La théorie de la diffusion des innovations présente deux points communs essentiels avec le concept de cadre de référence : elle met au premier plan les temporalités du processus et propose une description à dessein (dans l'objectif de d'expliquer le succès ou l'ins succès d'une innovation) du système social dans lequel se déploient l'innovation. Là où Rogers décomposent en de multiples catégories le processus de diffusion, Flichy propose deux catégories beaucoup plus globales et relativement ouvertes.

La diffusion d'innovations relatives à l'activité de fabrique de la ville, d'un projet à d'autres ou d'une
villes à d'autres, est peu traité dans les littératures scientifiques, que ce soit celle de l'innovation ou
celle de l'urbanisme et l'aménagement. Il n'existe donc pas une approche partagée ni même
discutée de cette diffusion. Notre parti pris consistera donc à utiliser comme *principale grille de
lecture la théorie de la diffusion des innovations* car elle décompose le plus en détail le
processus et les conditions de diffusion. Nous testerons ainsi sa pertinence et ses limites
heuristiques.

La grille d'analyse comportera en outre des concepts clés des autres théories les plus pertinents par rapport au sujet et notamment :

* les notions d'objets intermédiaires et d'objets-frontières car la préoccupation des enjeux climatiques et énergétiques introduits des connaissances environnementales qui ont été développées en dehors des métiers de l'aménagement et de l'urbanisme,

* les notions d'imaginaire social et d'imaginaire technique car la récente opérationnalisation du développement durable dans la fabrique de la ville mobilise des imaginaires mais encore peu de règles stabilisées ou de standards,

* du concept de cadre de référence nous retiendrons la congruence d'éléments fonctionnels (organisations, procédures, outils ...), les éléments du cadre d'usage nous intéressent peu dans cette recherche car ils sont abondamment traités dans la plupart des travaux de la recherche urbaine française.

1.3 Méthodologie générale

1.3.1 Hypothèses de la recherche

Quatre hypothèses étaient formulées dans la proposition de recherche :

1. la diffusion de l'innovation urbaine passe par des modalités, et repose sur des concepts, différents selon les secteurs ciblés par les aides publiques : aménagement & urbanisme, industrie (produits en série), bâtiments & travaux publics ...

2. les modalités, et plus largement les différents canaux de l'innovation urbaine, varient selon les pays en particulier en fonction du caractère fédéral ou centralisé des relations entre l'Etat les collectivités locales versus la Fédération et les États.

3. les gouvernements sollicitent la recherche en sciences sociales (y compris en urbanisme) pour mieux comprendre les modalités de l'innovation urbaine eu égard aux enjeux de la durabilité et en particulier de la transition climatique,

4. la recherche urbaine, qu'elle soit française ou anglo-saxonne, peine à répondre à ces questionnements seule, c'est à dire sans l'appui d'autres disciplines telles que la socio-économie de l'innovation.

Les deux dernières avaient pour objet de positionner la proposition de recherche "Chemins de l'innovation urbaine" parmi d'autres que l'ADEME auraient pu recevoir. Le parti pris (cf.1.2) expose de façon précise ces hypothèses, elles seront rediscutées dans la conclusion du mémoire final.

Vu le parti pris, il convient de réécrire les deux premières hypothèses en les structurant autour de
la théorie de la diffusion des innovations. Elle deviennent :

Le déploiement des innovations urbaines suit un processus, adapté à l'aménagement et à l'urbanisme, de la théorie de la diffusion des innovations que Rogers a développée et appliquée à un large spectre de domaines régulés par les autorités publiques (agriculture, santé publique, technologies...).
L'organisation institutionnelle de l'urbanisme (et de l'aménagement des villes) influence, voire prédétermine, les modalités et les canaux du déploiement des innovations urbaines et en particulier ceux répondant à des enjeux de transition climatique.

### 1.3.2 Choix des pays et des innovations

Les pays avaient été définis dans la proposition de recherche, ils ont été déterminés d'une part par opposition au modèle centralisé français et d'autre part en fonction des possibilités d'appui scientifique d'universités étrangères très bien implantées dans les milieux à étudier :

* les acteurs de l'urbanisme et de l'environnement par l'institut de géographie de la faculté des géosciences de l'université de Lausanne, qui se situe à l'épicentre géographique de la Suisse romande,

* les acteurs de l'urbanisme dans les villes québécoises par l'Institut d'Urbanisme de l'université de Montréal

* les acteurs de la construction de bâtiments et d'infrastructures par le Collaboratory for Research on Global Projects de Stanford University.

La planification énergétique territoriale (PET) et la prise en compte de l'ilot de chaleur urbain (ICU) ont été retenus car ces démarches étaient mises à l'agenda des urbanistes depuis quelques années respectivement en Suisse et au Québec et faisaient l'objet d'actions répétées de sensibilisation par des organismes fédéraux, provinciaux/cantonaux et interprofessionnels auprès des communes. Ces sujets novateurs étaient déjà définis dans la proposition de recherche.

Il restait à en préciser le périmètre : s'agit-il de l'élaboration d'une politique définie par des objectifs précis, des outils de décisions et des dispositions ciblées sur des catégories d'acteurs ou bien simplement d'une démarche définie par des orientations et quelques principes d'actions ? Après l'exploration de la littérature grise et les premiers entretiens de chaque enquête, les périmètres des deux innovations ont été ajustés de façon définitive. Au moment de l'enquête, la planification énergétique territoriale était en phase de mise à l'agenda des communes et les dispositions opérationnelles génériques étaient encore peu développées en Suisse. La prise en compte de l'ICU se situait, à quelques exceptions près, au stade de mise à l'agenda au Québec, la politique de traitement ICU était en cours d'élaboration tant au niveau générique qu'au niveau des communes. Ces innovations sont précisées dans les sections 2.1. et 3.1.

Il restait à définir l'objet innovant à étudier aux États-Unis. Quelle politique locale innovante en matière d'urbanisme ou de construction étudier ? L'immensité et la diversité géographiques du pays, la taille des institutions territoriales et des organisations professionnelles ont conduit à privilégier un périmètre facile à cerner et à tracer. Un démarche et des d'un enjeu nouveau (comme les ICU ou la PET) peut susceptible de grandes variations selon les territoires, variations qui auraient rendus nécessaires des décryptages institutionnels incompatibles avec le temps impartis par le projet de recherche.

Les politiques locales de déploiement des toitures végétalisées répondent relativement bien à ce critère. Délimités par l'objet physique (et non par un enjeu ou un problème), ces politiques sont facilement repérables. Plusieurs domaines d'actions publiques locales sont concernés par les toitures végétalisées du fait qu'elles répondent à plusieurs fonctions : rétention des eaux pluviales, lutte contre les ICU, contribution à la biodiversité et au paysage .... L'élaboration et le mise en oeuvre de ces politiques requièrent donc une coordination des différents services municipaux. Enfin comme la PET et la lutte contre les ICU, elles visent les acteurs privés et notamment les professions de la construction. L'innovation "Politique locale de déploiement des toitures végétalisées" est précisée dans la sections 4.1..

En résumé, les trois innovations étudiées sont :

* les politiques locales de déploiement des toits verts (Amérique du Nord).

* la planification énergétique territoriale (Suisse romande)

* la prise en compte de l'ICU dans l'urbanisme (Québec et France)
### 1.3.3 Exploration bibliographique

Le déploiement des innovations relatives à la fabrique de la ville fait l'objet de recherche bibliographique d'une part sur les concepts fondamentaux de sociologie de l'innovation (cf. section 1.2.) et d'autre part sur l'innovation dans le champ de l'urbanisme. Il ne s'agit pas de produire une revue de littérature mais de décrire les concepts et de discuter de leur pertinence par rapport aux hypothèses de recherche ainsi qu'aux terrains et sujets étudiés.

Pour chacun des trois sujets et pays, deux types de littérature ont été explorés :

* grise : les documents de planification spatiale, de programmation d'action ou de présentation de dispositions émis par les collectivités ainsi que les documents produits par les organisations chargées de formuler et de diffuser de la connaissance et des savoir-faire

* scientifique : les publications traitant du sujet ou de l'urbanisme relatives aux villes étudiées

Ces analyses bibliographiques sont détaillées dans chacune des chapitres suivants.

### 1.3.4 Enquête

Les enquêtes ont été menées dans quatre pays en fonction des séjours de Gilles Debizet :

* Suisse de décembre 2011 à mars 2012

* France de mars 2012 à mai 2012 avec Simon Perreault (étudiant en maitrise d'urbanisme de l'université de Montréal en stage au laboratoire PACTE)

* Québec en juin et septembre 2012 et juillet 2013

* États-Unis de juillet à septembre 2012 et Toronto en juillet 2013 par Danielle Dagenais

Les entretiens visent à recueillir des informations sur les relations entre les faits et les représentations des acteurs. Les entretiens sont conduits de façon semi-directive. Ils commencent par des questions appelant un récit : l'interviewé n'est pas interrompu par l'enquêteur. Au cas où l'interviewé se montre peu loquace, des questions de relance sont prévues. L'entretien s'achève par des questions courtes et précises sur des thèmes non abordés dans les récits. Les entretiens sont individuels et durent environ une heure, ils sont enregistrés et retranscrits.

Des séances de restitution intermédiaire des résultats à des groupes d'urbanistes auront lieu en Suisse à l'automne 2013 et au Canada en décembre. Les enseignements de ces séances seront intégrés au rapport de recherche final s'il est remis fin 2013.

### 1.3.5 Analyse de discours

Une cinquantaine d'heures d'entretien seront analysés en fonction des hypothèses générales de la recherche et des problématiques déclinées sur chaque thème et terrains. La grille d'analyse commune est essentiellement basée sur la théorie de la diffusion des innovations (cf. 1.2.4).

Les transcriptions sont codées avec le logiciel N'Vivo, cela permettra d'illustrer facilement les analyses par des citations et de diversifier les problématiques tant pour le rapport de recherche que pour des publications ultérieures.

La partie commune du codage comprend les codes suivants :

* processus de décision : connaissances, conviction, décision, application, réinvention, confirmation

* caractéristiques de l'innovation : avantage relatif, compatibilité, simplicité, essayabilité, observabilité

* objets d'interconnaissances : objet intermédiaire, objet-frontière

* cadre de référence : imaginaire social, imaginaire technique, congruence, bien commun, réglementation

Les catégories de codes suivantes sont spécifiques à chaque innovation étudiée : échelles spatiales, marqueurs temporels, professions impliquées, démarche et dispositions
<figure><img src="image_10.png" /></figure>
# 2 Les politiques de déploiement des toits verts en Amérique du nord

## Introduction

Les toits verts connaissent un fort développement depuis une dizaine d'années en Amérique du nord : la surface annuelle construite a décuplé en six ans dans les villes américaines. Cet essor de la végétalisation des toits s'observe aussi en Asie et en Europe : les toits verts font l'objet de très nombreuses publications scientifiques essentiellement issues des pays tempérés et urbanisés (Blank et al., 2013). Les "toitures végétalisées", "green roofs" en anglais et "toits verts" en français canadien (terme que nous utiliserons dans la suite de ce chapitre) sont des toits de bâtiment recouverts par de la végétation. Ils se distinguent du toit ordinaire par l'ajout de trois couches : un substrat dans lequel les plantes ou arbustes -voire des arbres- puisent une partie de leur besoin en eau, une couche drainante et une couche filtrante empêchant les racines de dégrader le revêtement d'étanchéité du toit.

Le principe est identique à celui utilisé depuis des siècles sur les maisons de Scandinavie : les plastiques de synthèse ont remplacé les matériaux naturels. Sur le plan technologique, ces innovations datent de plusieurs décennies. Elles ne peuvent expliquer le récent essor des toits verts en Amérique du nord. Les connaissances sur les toits verts se sont étoffées depuis une dizaine d'année comme l'illustrent 300 publications scientifiques recensées en 2013 (Blank et al., 2013). Elles mettent en évidence les bénéfices environnementaux et économiques des toits verts : ils sont substantiels à l'échelle de la ville, effectifs pour les riverains et, incertains et conditionnels, pour les propriétaires du bâtiment. Les bénéfices perçus par ces derniers et les acteurs la filière du bâtiment ne semblent pas à la hauteur des coûts des travaux supplémentaires (minimum 50$ par mètre carré) et de l'entretien régulier. Il ne peut y avoir de végétalisation massive des toits sans action des autorités publiques.

D'où des incitations en direction des propriétaires et des promoteurs de bâtiments développées par de nombreuses autorités publiques. Plusieurs États du nord-est des États-Unis ont proposé des déductions fiscales à partir du milieu des années 2000 (Shepard, 2010)<fnref n="6" />. Au même moment, des villes ont proposé des incitations économiques, généralement en direction des acteurs privés après avoir expérimenté le toit vert sur leurs propres bâtiments (Carter and Fowler, Laurie, 2008) (Dagenais et al. 2011). En 2008, une première ville (Chicago) a rendu les toits verts obligatoires pour la plupart des nouvelles constructions y compris celles d'initiative privée.

Nous présumons que la mise en place de politiques par un nombre croissant de municipalités nord-américaines en direction des opérateurs privés explique l'essor continu des toits verts en Amérique du nord. Nous supposons que le principe d'action municipale s'est propagé de villes à d'autres. Il ne suffit pas de décréter un principe, une municipalité doit aussi définir une politique et la mettre en oeuvre. Nous posons donc la question de la nature de ce qui se diffuse et des processus de diffusion de villes à d'autres.

Existerait-il une politique locale quasi-générique de déploiement des toits verts qui se diffuse dans les villes nord-américaines ? Ou bien, sont-ce des actions municipales telles que des dispositifs incitatifs, des règles de construction, des méthodes de mobilisation des acteurs, des outils d'évaluation, des connaissances ou des imaginaires ? Et comment ces éléments de politique (ou cette politique générique) se diffusent-ils ? Des acteurs supra-locaux contribuent-ils à leur diffusion ? Et pour finir, une question à portée opérationnelle : quels sont les obstacles et les freins à la mise en place des actions municipales et à leur efficience ?

Ce chapitre s'attache à vérifier ces présomptions et à répondre à ces interrogations. La première partie caractérise spatialement le développement des toits verts et des documents afférents sur le continent nord-américain. La seconde présente les politiques municipales menées dans quatre villes parmi les plus dynamiques. La dernière partie modélise les chemins de ces innovations urbaines et les conditions qui ont contribué à leur diffusion et à l'essor des toits verts.

<footnote n="6">⁶ Les Etats de Maryland en 2004, Pennsylvania en 2007 et New York en 2009 offrent des déductions fiscales aux propriétaires couvrant jusqu'à 25 % des surcoûts induits par la végétalisation (Shepard, 2010)</footnote>
La première partie vise à identifier les espaces les plus dynamiques en terme de toits verts. Des recensements effectués par des organisations nationale ou continentale ont été traités pour reconstituer des séries longues et effectuer des comparaisons entre villes, tenant compte des dynamiques de la construction et de la démographie.

La deuxième partie porte sur la genèse et l'évolution du contenu des politiques de déploiement de toits verts de 2000 à 2012 menées par les villes de Portland (Oregon, Etats-Unis), Chicago (Illinois, Etats-Unis), Washington (District of Columbia, Etats-Unis) et Toronto (Ontario, Canada). Ces monographies s'appuient essentiellement sur la littérature grise produite par ces villes et sur les entretiens réalisés auprès des principaux acteurs des politiques municipales en 2012 et 2013. Les politiques de ces villes sont ainsi caractérisées selon une grille commune : les liens entre les enjeux et le processus d'élaboration et de validation politique, la chronologie des actions municipales selon une typologie commune et les effets des actions sur la mise oeuvre de toits verts.

La troisième propose une modélisation du processus local d'élaboration et de mise oeuvre des politiques de déploiement des toits verts et des échanges entre villes et elle brosse les cadres d'actions supralocaux.

## 2.1 Spatialités et temporalités de la réalisation de toits verts

### Gilles Debizet avec la contribution de Clément Morandy

Dans cette première partie, nous nous attachons à dresser un panorama simplifié du déploiement des toits verts en Amérique du nord tant du point de vue de leur matérialité que sur le plan des connaissances. Il mobilise exclusivement des données quantitatives.

Dans une première section, nous mobilisons deux bases de données sur les projets de végétalisation de toitures pour localiser les lieux majeurs de déploiement et les dynamiques. Notre traitement révèle une croissance rapide et très hétérogène des toits verts. Dans la deuxième section, nous utilisons une base de données, constituée de documents mis en ligne par une organisation gouvernementale, pour esquisser une généalogie thématique et spatiale. Dans la dernière section les hypothèses expliquant le déploiement des toits verts sont provisoirement discutées.

### 2.1.1 Une croissance rapide et hétérogène des toits verts selon les villes et les régions

L'association Green Roof For Healthy Cities qui fédère plus de 600 professionnels des toits verts aux Etat-Unis et au Canada a recensé plus de 20 millions de pieds carrés de toits verts installés au cours de l'année 2013 soit vingt fois plus qu'en 2006. La progression est continue et tout porte à croire que ce mouvement va se poursuivre dans les prochaines années.
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 7 Annual area of green roofs installed in the USA and Canada (GRHC 2014)</figcaption></figure>

Cette progression n'est pas uniforme sur tout le territoire. Le classement que GRHC mène depuis 2005 par aire urbaine met en évidence des écarts très importants selon les villes comme l'illustre le classement Top10 de 2008 et 2012.

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 8 Top 10 Green roof area in 2008 et 2012 (GRHC)</figcaption></figure>

A elles seules, trois métropoles (Chicago, Washington et New York) réalisent près des deux tiers du Top 10 en 2008 comme en 2012. Six villes du Top 10 2008 n'apparaissent pas dans celui de 2012. Il y a donc de grandes disparités selon les métropoles. Certes, les aires métropolitaines de New York, Chicago et New York sont beaucoup plus peuplées que Vancouver, Baltimore, Montréal et surtout que Grand Rapids, Princeton et Newton Square qui n'apparaissent qu'en 2008. Cependant, Washington surclasse New York qui est trois fois moins peuplée tandis que des métropoles très peuplées<fnref n="7" /> de Los Angeles, Dallas et Houston n'apparaissent dans aucun des classements.

Les disparités sont encore plus marquantes lorsque l'on observe les surfaces installées par ville (et non plus par métropole).

<footnote n="7">⁷ Selon l'agence statistique américaine CENSUS http://www.census.gov/popest/data/metro/totals/2012/</footnote>
<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Cartographie des villes américaines selon la superficie de toits verts construites entre 2010 et 2013 (Données GRHC)</figcaption></figure>

Figure 9 Map : Area of 2000-2013 installed green roof of the 30 most populous US cities (Morandy-Debizet / GRHC & USCENSUS)

Très peu de toits verts ont été installés dans le sud des Etats-Unis. Washington, Chicago et New York sont très largement en tête, New York arrive quatrième et les autres villes sont loin derrière. Pour neutraliser l'effet de la population, nous avons représenté la surface de toits verts installés par habitant.

## Méthode de reconstitution des surfaces de toits verts par ville

Deux organisations nord-américaines recensent les surfaces de toits verts à partir de déclaration par les professionnels ayant contribué à leur conception ou leur installation. Le site greenroofs.com met en ligne une liste des projets depuis 2000 mais sa mise à jour est de plus en plus éparse depuis 2008-2009. GRHC a commencé un peu plus tard ; depuis 2004, elle publie quasiment chaque année un classement par villes ou par aires métropolitaines et nous a fourni pour les années 2010 à 2013 la liste détaillée des projets de toits verts.

Nous avons reconstitué pour les années 2000 à 2009 les surfaces maximale et minimale des toits verts déclarés dans les trente villes états-uniennes les plus peuplées. Les hypothèses de la reconstitution sont décrites dans l'annexe 1. A noter qu'il ne s'agit que des surfaces déclarées par des professionnels à l'association GRHC, les surfaces effectivement installées sont très probablement supérieures.

Les surfaces prises en compte pour les cartes ci-dessous correspondent aux valeurs minimales.
<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 10 Map : Area per capita of 2000-2013 installed green roofs for the 30 most populous US cities (Morandy-Debizet / GRHC & US Census)</figcaption></figure>

En dehors des modestes surfaces installées à Austin et Houston, il n'y a quasiment pas de toit vert dans les villes du sud. Cela laisse supposer une influence du climat sur l'installation de toits verts. Quant au nord, toutes les grandes villes ont effectivement accueilli des toits verts mais de façon très inégale. Comment expliquer que Washington et, dans une moindre mesure, Chicago surclassent Baltimore, Nashville, Seattle, Portland, Milwaukee, Boston et Denver ainsi que New York et San Francisco ?

Pour évaluer l'effet du dynamisme économique, nous avons calculé la surface de toits verts par unité d'habitation construite au cours de la même période.
<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 11 Map : Area per new housing unit of 2000-2013 installed green roofs for the 30 most populous US cities (Morandy-Debizet GRHC & US Census)</figcaption></figure>

Les écarts se resserrent dans le quart nord-est du pays : Milwaukee, Philadelphia et Baltimore se rapprochent de Chicago. Inversement, des villes à la démographie dynamique telles que Seattle et Portland s'en éloignent. Washington continue de surclasser les autres.

Apparaissent ainsi des effets régionaux : Milwaukee et Chicago sont proches et toutes les deux situées au bord du Lac Michigan. Les deux autres grandes villes de la région (Grand Rapids et Madison) étaient classées dans le Top 10 de 2008.

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 12 Map of the region of Chicago (Google maps)</figcaption></figure>
De même, Philadelphia (Top 10 2008 et 2012) et Baltimore (Top 10 2008) sont proches de Washington. Cette dernière est située dans le même estuaire.

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 13 Map of the region of Washington DC (Google maps)</figcaption></figure>

Ces observations nous conduisent à formuler deux nouvelles hypothèses :

- des politiques très favorables aux toits verts sont menées depuis une dizaine d'années sur les villes de Chicago et Washington,

- ces politiques se propagent de façon régionale.

Pour étayer ces hypothèses, nous analysons, dans la section suivante, les documents recensés par une agence fédérale s'intéressant aux toits verts : Environmental Protection Agency (EPA)

### 2.1.2 Analyse des documents émis par l'EPA

#### □ Constitution du corpus statistique

US EPA a mis en ligne une base de documents. Nous avons recensés 600 documents au format pdf contenant les chaines de caractères greenroof ou green-roof ou ecoroof. Après élimination des doublons et d'une pléiade de tableau de mesures normalisées de concentration de polluants, 400 fichiers ont été analysés avec le logiciel N'Vivo qui permet de dénombrer les sections où apparaissent des chaines de caractères<fnref n="8" />. Dans un premier temps, nous avons repéré les sections de 99 mots contenant l'une des chaînes green_roof et le nom des trente villes les plus peuplées des Etats-Unis ainsi que les sections thématiques de 99 mots contenant l'un des mots suivants :

- Biodiversity, Food, Heat, Efficiency, Energy, UHI, Water, Retention, Runoff, Stormwater, Water management, Watershed, Landscape

- Policy, Density bonus, Guidelines, Incentive, Rebate, Tax

Ensuite, nous avons déterminé des matrices croisant les thématiques et les villes. La majorité des documents ont été mis en ligne en 2008 et 2009, nous présumons que du personnel a été affectée à la veille, la récolte et la mise en ligne de documents pendant cette période.

<footnote n="8">⁸ Nous avons remplacé l'espace entre chaque mot par le caractère underscore « _ ». Ainsi « density bonuses » devient «density_bonuses». Il en va de même pour les autres recherches incluant un espace.</footnote>
## □ Classement et chronologie des thématiques associées aux toits verts

Comme le montre la graphique ci-dessous, les thématiques liées à l'eau sont largement dominantes en particulier les eaux pluviales (stormwater). Viennent ensuite l'énergie et la chaleur (qui peut aussi être le chauffage) puis le paysage et l'ilot de chaleur urbain. Biodiversité et alimentation sont très peu mentionnées.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Figure 14 Ranking of items among EPA documents</figcaption></figure>

Les thématiques liées à l'énergie et à la chaleur sont apparues plus tôt avant d'être supplantées par le thème des eaux pluviales<fnref n="9" />.

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Figure 15 Chronology of the main items among EPA documents</figcaption></figure>

<footnote n="9">⁹ Afin de lisser les variations dans le graphique ci-dessous, le nombre de citations pour l'année n est égal à la moyenne des citations des années n et n-1.</footnote>
## □ Classement et chronologie des villes

Les villes sont très inégalement mentionnées. Portland, Washington et Chicago arrivent largement en tête, suivie de Philadelphie, New York, Seattle et Denver. Les premières villes du sud sont Los Angeles (9ème), Austin (11ème) et San José (13ème).

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Portland, Washington, Chicago arrivent en tête bien devant New York. Comme Portland, Philadelphia, Seattle et Denver sont surreprésentées par rapport à la surface de toits verts recensée par GRHC. L'ordre des villes a évolué au cours du temps. Chicago apparaît plus tôt et résiste à l'essor de Portland. Washington perce en 2006. Les autres villes arrivent après et loin derrière.

<figure><img src="image_21.png" /><figcaption>Figure 16 Chronology of quotations of the main 8 cities (EPA database)</figcaption></figure>
## Analyse croisée des thématiques et des villes

Dans cette section, nous avons répartis les villes dans trois groupes en fonction de leur nombre de de citations dans la base documentaire de l'EPA : plus de 150, entre 60 et 150, entre 15 et 60.

Le tableau ci-dessous montre le pourcentage relatif de citations relatives aux 5 thématiques suivantes : Stormwater, Energy, Heat, Landscape et Policy pour le trio de tête des villes citées.

<table><caption>Tableau 4 Répartition des citations des 5 thématiques par ville : Portland, Chicago et Washington</caption><thead><tr><th></th><th>Portland</th><th>Chicago</th><th>Washington</th><th>Moyenne du groupe</th><th>Moyenne générale</th></tr></thead><tbody><tr><th>Stormwater</th><td>33</td><td>27</td><td>38</td><td>32</td><td>32</td></tr><tr><th>Energy</th><td>20</td><td>23</td><td>21</td><td>21</td><td>21</td></tr><tr><th>Heat</th><td>16</td><td>14</td><td>9</td><td>13</td><td>14</td></tr><tr><th>Landscape</th><td>8</td><td>8</td><td>15</td><td>10</td><td>10</td></tr><tr><th>Public Policy</th><td>24</td><td>28</td><td>17</td><td>23</td><td>23</td></tr><tr><th>Nombre d'occurrence</th><td>356</td><td>311</td><td>286</td><td>953</td><td>1569</td></tr></tbody></table>

Comme déjà vu plus haut, la thématique eaux pluviales domine dans ces 3 villes.

La répartition thématique est assez similaire selon les villes. Washington est la plus associée à la thématique eaux pluviales qui est la plus importante pour les trois villes. Washington est la plus citée pour le paysage et la moins pour sa politique.

<table><caption>Tableau 5 Répartition des citations des 5 thématiques par ville ayant entre 60 et 150 citations</caption><thead><tr><th></th><th>Philadelphia</th><th>New York</th><th>Seattle</th><th>Denver</th><th>Boston</th><th>Moyenne du groupe</th><th>Moyenne générale</th></tr></thead><tbody><tr><th>Stormwater</th><td>36</td><td>25</td><td>34</td><td>37</td><td>36</td><td>33</td><td>32</td></tr><tr><th>Energy</th><td>14</td><td>25</td><td>22</td><td>22</td><td>21</td><td>20</td><td>21</td></tr><tr><th>Heat</th><td>13</td><td>19</td><td>13</td><td>16</td><td>16</td><td>15</td><td>14</td></tr><tr><th>Landscape</th><td>7</td><td>9</td><td>16</td><td>12</td><td>20</td><td>12</td><td>10</td></tr><tr><th>Public Policy</th><td>30</td><td>22</td><td>16</td><td>13</td><td>7</td><td>20</td><td>23</td></tr><tr><th>Nombre d'occurrence</th><td>147</td><td>106</td><td>88</td><td>68</td><td>61</td><td>599</td><td>1569</td></tr></tbody></table>

Parmi les villes du deuxième groupe, la répartition est relativement homogène selon les villes. Chaleur est toujours citée après les eaux pluviales et l'énergie dans les cinq villes mais. Les eaux pluviales sont encore en tête sauf à New York. Seattle, Denver et surtout Boston ne se distinguent pas pour leur politique.

<table><caption>Tableau 6 Répartition des citations des 5 thématiques par ville ayant moins de 60 citations</caption><thead><tr><th></th><th>Los_angeles</th><th>Milwaukee</th><th>Austin</th><th>San_jose</th><th>Baltimore</th><th>Moyenne du groupe</th><th>Moyenne générale</th></tr></thead><tbody><tr><th>Stormwater</th><td>26</td><td>59</td><td>10</td><td>13</td><td>12</td><td>25</td><td>32</td></tr><tr><th>Energy</th><td>21</td><td>14</td><td>27</td><td>26</td><td>41</td><td>24</td><td>21</td></tr><tr><th>Heat</th><td>13</td><td>3</td><td>27</td><td>13</td><td>35</td><td>16</td><td>14</td></tr><tr><th>Landscape</th><td>10</td><td>7</td><td>3</td><td>10</td><td>6</td><td>8</td><td>10</td></tr><tr><th>Public Policy</th><td>31</td><td>17</td><td>33</td><td>39</td><td>6</td><td>27</td><td>23</td></tr><tr><th>Nombre d'occurrence</th><td>39</td><td>29</td><td>30</td><td>31</td><td>17</td><td>146</td><td>1569</td></tr></tbody></table>

Le troisième groupe comprend 3 villes du sud : Los Angeles (Californie), Austin (Texas) et San José (Texas). La répartition thématique est la plus hétérogène des trois groupes. Les deux villes du Texas ne sont quasiment pas citées en lien avec la thématique eaux pluviales contrairement à Milwaukee, en bordure du Lac Michigan où le thème est majoritaire. A Austin et Baltimore, la thématique chaleur est la plus élevée des trois groupes.
## Discussion sur les trois hypothèses

### ○ Sur l'influence du climat

Alors que les thématiques Energie et Chaleur prédominaient en 2001 et 2002, elles ont été progressivement dépassées par l'item Eaux Pluviales. Cet essor de Eaux pluviales est concomitant à celui des 3 villes du premier groupe qui sont focalisées sur cette thématique, comme la plupart des villes de la côte Est.

Inversement, les villes continentales du sud progressent peu en nombre de citations et chutent drastiquement en pourcentage. Leur implication dans les toits verts est associée à l'énergie et, pour Austin à la chaleur, et non aux Eaux pluviales. Trois raisons peuvent expliquer leur faible association aux Eaux Pluviales :

- une pluviométrie plus faible et des épisodes de pluie intense plus rares,

- un développement urbain plus tardif et utilisant davantage les réseaux d'assainissement séparés,

- une difficulté à maintenir de la végétation sur un toit sans irrigation.

#### ○ Sur l'influence des politiques favorables aux toits verts

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Figure 17 Chronology of the distribution of quotations among the main 8 cities (EPA database)</figcaption></figure>

Les thématiques relatives aux politiques n'ont pas été analysées dans cette section, elles le sont dans la dernière partie de ce chapitre. Cependant, le poids prédominant du trio de tête des villes dans la documentation compilés par EPA interpelle. Il ne peut s'expliquer par leur appartenance à une région climatique car elles se distinguent de leurs voisines situées dans la même région. La place que ces villes occupent parmi les 8 villes les plus citées, c'est à dire leur rayonnement relatif révèle des chronologies singulières.

Dominante au début, Chicago régresse en 4ème position en 2006. Son rayonnement progresse soudainement en 2007 et se stabilise par la suite avant de chuter en 2013. L'année 2007 est une renaissance.

Portland émerge en 2003, son rayonnement est à peu près constant si ce n'est en 2006 où l'essor de Washington la restreint et en 2007 du faut de la renaissance de Chicago.

Apparue en 2004, Washington progresse régulièrement avant de chuter soudainement en 2007 (concurrencée par Chicago) et de reprendre sa lente progression.
Des évènements marquants dans ces villes pourraient expliquer ces bifurcations dans la compilation des documents sur les toits verts.

## ○ Sur la propagation régionale

L'hypothèse d'un rayonnement de Chicago et de Washington sur les villes voisines n'est pas vérifiée. Nous observons même le phénomène inverse. Apparues début des années 2000, Baltimore et Philadelphie s'effacent progressivement au profit de Washington, leur voisine partie plus tardivement.

De même Milwaukee, pourtant championne des eaux pluviales 59% (le plus fort taux des villes étudiées) ne profite pas de l'essor de cette thématique (sa part diminue).

Il se pourrait bien que ces villes, où ont été menées plus tôt des actions (et la communication) relatives aux toits verts, aient inspiré leur grande voisine.

## 2.2 Politiques municipales de déploiement : Portland, Chicago, Washington et Toronto

Cette section a été rédigée par Gilles Debizet à partir de monographies détaillées rédigées par Tuuli Parviainen dans le cadre d'un stage de recherche au laboratoire PACTE sous sa direction<fnref n="10" />. Tous les entretiens ont été réalisés par Gilles Debizet sauf deux à Toronto par Danielle Dagenais.

Cette section rassemble quatre monographies de villes américaines : Portland, Chicago et Washington aux Etats-Unis et Toronto au Canada. Elles sont les plus dynamiques d'Amérique du Nord en matière de toits verts. Les monographies portent sur l'élaboration des mesures municipales de végétalisation des toits en direction des acteurs de l'immobilier et des propriétaires. La méthodologie d'enquête et la structure des monographies sont communes aux quatre monographies et présentées dans la première section.

### 2.2.1 Méthodologie et structure des monographies

#### □ Le choix des terrains enquêtés

Les municipalités semblaient être les principales autorités publiques porteuses d'actions visant à développer les toits verts. Les contingences de cette recherche limitaient à une douzaine le nombre d'entretiens. Un minimum de trois villes était nécessaire pour identifier des similitudes et des différences. Afin d'éviter les particularismes régionaux, ces villes devaient être situées dans des grandes régions différentes. Enfin, le dernier critère tenait au volontarisme des villes : puisque seules trois villes pouvaient être investiguées, il fallait éviter les villes menant peu d'actions.

Il existe une seule base de données accessible gratuitement sur les projets de toits verts couvrant les Etats-Unis et le Canada Greenroofs.com<fnref n="11" />. La moitié des projets de toits verts réalisés depuis 2000 s'avérait concentrée dans une quinzaine de villes : les villes du nord des Etats-Unis et Toronto. Dans le classement (Tableau 1), Chicago (Illinois USA), Washington (DC USA), Portland (Oregon USA), Atlanta (Georgia USA) se distinguent assez nettement. Les trois dernières sont sensiblement moins peuplées que Montréal (Québec Canada), Indianapolis (Indiana USA), Columbus (Ohio USA), Detroit (Michigan USA) et Charlotte (Caroline du nord USA) où le nombre de toits recensés est inférieurs à la dizaine. Cela laisse supposer que les villes moyennes en tête du classement ont développé des politiques publiques efficaces depuis plusieurs années.

Nous avons donc retenu : **Portland** situé dans l'Oregon sur la Côte Ouest, **Chicago** la première ville du Midwest et **Washington DC**, deuxième ville de la Cote Est qui avec sa banlieue, Arlington (Virginia), dépasse New York en nombre de toits verts. L'enquête à Washington permettait en outre d'interviewer des grands témoins des toits verts au niveau fédéral. Par la suite, l'enquête a

<footnote n="10">¹⁰ Ce stage a donné lieu à un mémoire coencadré par Myriam Houssay-Holzschuch.</footnote>

<footnote n="11">¹¹ Greenroofs.com est un site internet privé vivant de la publicité des entreprises, Sa base de données recensant 1436 projets (au 20 mai 2013) est alimentée directement par auto-déclaration. Les contributeurs sont généralement des maitres d'ouvrages, des entreprises de fournitures ou des maitres d'oeuvre.</footnote>
été étendue en juillet 2013 à **Toronto et à Montréal** avec la collaboration de la faculté d'Aménagement de l'Université de Montréal.

<table><caption>Tableau 7 Top15 des villes où ont été réalisés des toits verts depuis de plus de 100 pieds carré : Source greenroofs.com consulté le 22 mai 2013</caption><thead><tr><td>nombre toits verts dont surface > 100 ft2</td><td>Ville</td><td>Population 2010</td><td>Rang USA population</td><td>nombre toits verts / million habitants</td></tr></thead><tbody><tr><td>75</td><td>New York, NY, USA</td><td>8 175 133</td><td>1</td><td>9</td></tr><tr><td>63</td><td>Chicago, IL, USA</td><td>2 707 120</td><td>2</td><td>23</td></tr><tr><td>62</td><td>Washington, DC, USA</td><td>581 530</td><td>24</td><td>107</td></tr><tr><td>35</td><td>Portland, OR, USA</td><td>537 081</td><td>31</td><td>65</td></tr><tr><td>23</td><td>Atlanta, GA, USA</td><td>486 411</td><td>34</td><td>47</td></tr><tr><td>21</td><td>Toronto, Ontario, Canada</td><td>2 615 000</td><td>-</td><td>8</td></tr><tr><td>18</td><td>Ithaca, NY, USA</td><td>30 014</td><td>> 600</td><td>600</td></tr><tr><td>17</td><td>Philadelphia, PA, USA</td><td>1 556 396</td><td>5</td><td>11</td></tr><tr><td>16</td><td>Baltimore, MD, USA</td><td>631 366</td><td>19</td><td>25</td></tr><tr><td>14</td><td>Arlington, VA, USA</td><td>199 776</td><td>100</td><td>70</td></tr><tr><td>14</td><td>Boston, MA, USA</td><td>590 763</td><td>22</td><td>24</td></tr><tr><td>14</td><td>St. Louis, MO, USA</td><td>319 294</td><td>52</td><td>44</td></tr><tr><td>13</td><td>Minneapolis, MN, USA</td><td>372 833</td><td>47</td><td>35</td></tr><tr><td>11</td><td>Seattle, WA, USA</td><td>582 454</td><td>23</td><td>19</td></tr></tbody></table>

## Enquête : sélection des personnes et des questions

L'enquête à commencé à Portland parce qu'un architecte-paysagiste de la ville était reconnu comme le pionnier des initiatives municipales en faveur des toits verts en Amérique du nord. Pour cette première ville enquêtée, il était important d'interroger un large spectre de témoins du déploiement des toits verts afin de définir les personnes prioritaires dans les autres villes. Les réponses aux sollicitations étant systématiquement positives, nous avons interviewées 8 personnes : deux universitaires, trois employés municipaux du Bureau of Environnement Services, un urbaniste de la ville, un promoteur immobilier et un responsable de la promotion des techniques de Green Building dans une agence de l'Etat d'Oregon.

Cette enquête élargie a permis de resserrer les personnes à interviewer à Washington (3 personnes), Chicago (1), Toronto (2) et Montréal (2) et d'identifier les grands témoins fédéraux et continentaux : GRHC (1 à Kansas City et 1 à Toronto), US-EPA (1), US Conference of Mayors (1), l'association interprofessionnelle Water Environment Federation (1), Environnement-Canada (1). Au total, 19 personnes ont été interviewées par Gilles Debizet et 2 par Danielle Dagenais (Toronto-soient de 9 de plus que prévues.

Les entretiens ont été menés de façon semi-directive. Dans un premier temps, la personne interviewée est invitée à décrire son parcours professionnel et son organisation. Dans un second temps, il lui est posé des questions ouvertes incitant l'interviewé à raconter l'histoire des toits verts sur son territoire d'action (la ville, les Etats-Unis ou le Canada), des questions de relance sont prévues. Dans un dernier temps des questions basées sur les concepts de l'innovation (cf. chapitre 1) sont posées pour obtenir des précisions sur les thèmes non traités ou pour approfondir un point déjà abordé et particulièrement intéressant. La grille d'entretien (cf. annexe) a sensiblement évolué au cours des premiers entretiens.
## Le corpus documentaire mobilisé

Autant la littérature scientifique relative aux bénéfices des toits verts s'est rapidement étoffée depuis quelques années (300 publications recensées en 2012), autant celle portant sur l'analyse de politiques publiques reste limitée. Quelques articles et rapports scientifiques traitent des politiques publiques -presque exclusivement municipales- favorisant les toits verts en Amérique du nord : les actions menées sont décrites trop brièvement pour cerner la globalité de la politique et son évolution. Nous avons donc mobilisé abondamment la littérature grise en particulier celle produite par les autorités locales pour la mise en oeuvre des mesures.

## Structure des monographies

Les monographies portent sur les politiques de déploiement des toits verts. On entend par politique, l'ensemble des mesures qui, au dire d'au moins un acteur, ont pour effet de favoriser la réalisation de toit vert sur des constructions neuves ou existantes.

La première section porte sur la genèse des actions locales en faveur des toits verts selon les discours institutionnels et/ou des personnes interviewées, les principales évolutions de la politique sont décrites suite à une analyse détaillée des documents officiels.

La deuxième section décrit dans le détail chacune des mesures adoptées par la ville en direction des acteurs privés. Les mesures sont répertoriées selon deux critères :

* leur nature : incitatif, obligatoire, accompagnement

* la spécificité "toit vert" : distinction entre des mesures directes (conditionnées exclusivement à la réalisation de toit vert) et indirectes (conditionnées à une performance à laquelle peut, entre autres, satisfaire un toit vert).

La dernière section récapitule les modifications substantielles de la politique et évalue ses effets sur la surface de toits verts réalisée (cf. 1.1.2.) en prenant en compte la dynamique du secteur de la construction de la ville.

Les monographies ci-dessous synthétisent des monographies rédigées en anglais par Tuuli Parviainen, étudiante en master Sciences du territoire -option International Development.

### 2.2.2 Portland : la ville pionnière en Amérique du nord par sa politique incitative

Portland est située sur la côte ouest des États-Unis à une centaine de kilomètres de l'océan Pacifique entre deux chaînes de montagnes et à la limite nord de l'Etat d'Oregon. La ville est habitée à 76% par des blancs, 6% d'afro-américains, 9% d'hispaniques et 7% d'asiatiques pour une population totale de 580 000 habitants (US Census 2010). Portland est un pôle logistique aérien et maritime international ainsi que ferroviaire et routier : il dessert le vaste arrière-pays et les états voisins de Washington et de Californie. La ville abrite plusieurs entreprises internationales (Intel est le premier employeur de la ville) et une vigoureuse industrie de l'acier.

La ville de Portland est un bastion démocrate, elle est dirigée par un conseil collégial -un maire et quatre commissionnaires- élus tous les quatre ans. Elle a mis en place des instances participatives regroupant plusieurs quartiers (95 au total). Le maire Sam Adams (2009-2012) visait à faire de Portland la ville la plus durable du monde avec des objectifs ambitieux en matière de réduction des émissions de carbone et d'investissement dans les énergies vertes.

La ville est située au cœur d'une métropole de 1,5 million d'habitants comprenant 24 municipalités réparties dans trois comtés. Fait exceptionnel aux Etats-Unis, le conseil de l'institution métropolitaine (appelé la Métro par la suite) est élu au suffrage universel direct. La Métro est en charge des zones naturelles, de la planification spatiale, des transports et de la gestion des déchets (Metro, Oregon, 2014).

La pluviométrie est élevée (précipitation annuelle = 40 pouces = 1 m) et régulière. Contrairement à Washington et Chicago, les hivers et les étés restent tempérés (moyenne en aout 67°F soit 19°C). Cependant, des vagues de chaleur se produisent parfois à Portland.
■ Pionnière des toits verts pour la gestion des eaux pluviales et la durabilité des bâtiments et du territoire

A la place de l'expression green roof ou greenroof couramment utilisée en Amérique du nord, la ville de Portland utilise le terme ecoroof qu'elle définit comme "a lightweight roof system of waterproofing material with a thin soil and vegetative protective cover". La végétation et le sol sont ainsi présentés comme des moyens de protéger la membrane étanche (Portland Watershed Management Plan, City of Portland, Environmental Services, 2005).

En 1996, un architecte-paysagiste travaillant pour la ville a végétalisé le toit de son garage et mesuré sa capacité à retenir les eaux pluviales (stormwater). Convaincant progressivement son entourage professionnel et des élus malgré la réticence des ingénieurs en charge de l'exploitation du réseau d'eaux usées, cet architecte a synthétisé des connaissances sur les bénéfices des toits verts construits en Europe (surtout en Allemagne) et initié une expérimentation grandeur nature sur un immeuble de logements sociaux contrôlé par la ville de Portland (Liptan, 2012). Par la suite, le monitoring d'autres toits verts a confirmé leur performance (Living Architecture Monitor, GRHC, 2009). Les toits verts sont considérés par la ville comme une infrastructures de gestion des eaux pluviales (stormwater management) ainsi qu'une contribution de la ville au développement durable (City of Portland, Environmental Services, 2009a)(City of Portland, Environmental Services, 2011a).

La gestion des eaux pluviales représentait un enjeu important pour la ville. En effet, un tiers du réseau d'assainissement de la ville mélange les eaux pluviales avec les eaux usées (combined sewerage) ; il en découle des déversements d'eaux polluées dans la rivière et les milieux naturels lors des épisodes pluvieux intenses. Conformément à loi fédérale Clean Water Act, la ville de Portland devait donc solliciter l'autorisation provisoire de rejeter les eaux pluviales auprès du Department of Environmental Quality de l'Etat d'Oregon (City of Portland, Environmental Services, 2014a). Elle obtenu un premier permis en 1995 dans lequel elle s'engageait à mener d'importants travaux sur le réseau d'assainissement municipal. Renouvelé en 2004, le second permis a été profondément amendé l'année suivante. Approuvé en 2005, le Portland Watershed Management Plan a toujours pour but de protéger et restaurer les écosystèmes naturels, il se base sur une gestion intégrée du bassin. Novateur pour l'époque, il définit 20 actions réparties dans 6 catégories. Au sein de la catégorie Stormwater management, la végétalisation des toits est reconnue pour satisfaire plusieurs fonctions : la réduction du ruissellement des eaux pluviales bien sûr, mais aussi le filtrage des polluants contenus dans ces eaux, la protection de la qualité des eaux ainsi qu'un habitat pour la faune sauvage (City of Portland, Environmental Services, 2005).
<figure><img src="image_23.png" /><figcaption>Figure 18 Portland Stormwater Conveyance system (City of Portland, Environmental Services, 2005)</figcaption></figure>

En conformité avec le troisième permis couvrant la période 2011-2016, la ville a fixé des règles en terme de rétention des eaux pluviales. Par exemple : tous les projets immobiliers qui créent plus de 50 m² de surfaces imperméable doivent conserver les eaux pluviales "autant que faire se peut" sur le site. Les toits verts ne sont pas exigés mais ils sont recommandés (Stormwater management Plan, City of Portland, 2011).

Proposée par l'association fédérale United States Green Building Challenge (USGBC), le Green Building Challenge constitue une autre parenté. Dès 2001, la ville de Portland a adopté une Green Building Policy basée sur la certification LEED pour ses propres bâtiments. Lors de sa mise à jour en 2005, elle s'est engagée, non seulement à ce que les projets de bâtiment atteignent le niveau Gold, mais aussi à végétaliser les toits. Depuis cette date, au moins 70% de la surface du toit doit être végétalisée sur toutes les nouvelles constructions municipales ou à l'occasion de gros travaux de maintenance (Green Building Policy, City of Portland, 2005). Il faut noter que le toit vert n'est pas incompatible avec le code de la construction de l'Etat d'Oregon. Le Oregon Building Codes a été modifié en 2009 dans un objectif de renforcer les performances énergétiques des bâtiments et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Depuis juillet 2011, un document annexe au code recommande les toits verts sans les imposer (Oregon Reach Code, Building Codes Division, 2014).

Le toit vert s'inscrit aussi dans le plan climat de Portland. Dès 2001, la ville de Portland avait élaboré un Plan Climat (Portland and Multnomah County Local Action Plan on Global Warming), l'un des premiers du pays porté par une grande ville quatre ans avant la convention des maires états-unien pour la protection du climat (U.S. Mayors Cimate Protection Agreement). La version 2009 du Climate Action Plan of Portland vise une réduction de 50% de réduction des émissions de carbone d'ici 2030 et de 80% d'ici 2050. Les infrastructures vertes et les bâtiments verts sont considérés comme les principaux moyens de réduire les émissions de carbone tout en permettant
de créer des emplois verts, d'assurer la santé des écosystèmes naturels et d'améliorer l'équité sociale en protégeant les groupes les plus vulnérables à des événements météorologiques extrêmes imposés par le changement climatique (Climate Action Plan: Executive Summary, City of Portland, 2009). A l'horizon 2030, le Plan Climat vise une réduction de 25% de l'énergie totale utilisée pour tous les bâtiments et zéro émission nette de gaz à effet de serre pour tous les nouveaux bâtiments. Il énonce une vision pour 2050 en neuf points dont un concerne les toits verts :
> "The urban forest and green roofs cover the community, reducing the urban heat island effect, sequestering carbon, providing habitat, and cleaning the air and water"

Cette diversité des enjeux et des documents de cadrage se répercute en terme d'organisation des services municipaux : le Bureau of Planning and Sustainability pilote le Green Building program et le Green Investment Fund correspondant à la certification LEED tandis que le Bureau of Environmental Service pilote les engagements et règles relatives au Stormwater management ainsi que les programmes d'incitation des toits verts. Le deuxième promeut la végétalisation des toits tandis que le premier aurait tendance à privilégier les usages énergétiques des toits, en l'occurrence les panneaux solaire thermiques ou électriques.

Quoi qu'il en soit, la ville de Portland fut un membre actif et recherché de l'association Green Roof for Healthy Cities. Elle accueillit la deuxième conférence annuelle de l'association en 2004. Signe de son avance, elle organisa elle-même en 2006 et 2009 deux conférences régionales sur le développement local des toits verts (Living Architecture moniteur, GRHC 2009).

Après avoir expérimenté les toits verts par la conjonction de l'enjeu eaux pluviales et de la démarche Green Building sur son propre parc, la ville de Portland s'est fixé des objectifs précis en terme de végétalisation des toits municipaux dès 2005. Elle a renforcé les spécifications techniques en matière de rétention des eaux pluviales à plusieurs reprises entre 2005 et 2011 mais n'a jamais imposé la végétalisation des toitures des bâtiments privés. C'est donc par des incitations et l'accompagnement des porteurs de projets et des propriétaires qu'elle promeut les toits verts.

## Une politique en direction des promoteurs et propriétaires essentiellement basée sur des incitations directes

* Des mesures indirectes diversifiées : déductions fiscales et obligations réglementaires pour la rétention des eaux pluviales, subvention pour les bâtiments verts novateurs

Avant de décrire les mesures concernant les constructions privées, il convient de rappeler que la démarche Green Building adoptée par la ville pour ses propres bâtiments attribue une proportion non négligeable de points (près d'un dixième) si le toit est végétalisé. Plus la ville se fixe un objectif élevé de certification LEED, plus le toit vert a des chances d'être économiquement compétitif - comparativement à d'autres dispositifs techniques- pour grappiller les derniers points nécessaires.

En ce qui concerne les bâtiments privés ou non-municipaux, nous identifions le règlement de rétention des eaux pluviales, les déductions fiscales et la subvention pour les projets innovants.

## Le règlement de rétention des eaux pluviales

Dans le cadre du Portland Watershed Management Plan, découlant lui-même du Permis municipal de rejeter les eaux usées approuvé par l'Etat d'Oregon, la ville de Portland a imposé des règles de rétention des eaux pluviales à la parcelle. Le Portland Stormwater Management Manual présente des solutions de gestion des eaux pluviales (Portland Stormwater Management Manual, City of Portland, Environmental Services, 2008). Il impose trois approches selon l'ampleur et la nature du projet :

* l'approche simplifiée consiste à choisir un système technique de rétention des eaux pluviales sur une liste fermée. Elle concerne les projets neufs ou réaménagés de moins de 10 000 pieds carrés de surface imperméabilisée (toits, terrasses, aires de stationnement et allées).

* L'approche de présomption est nécessaire pour les nouveaux bâtiments, les extensions ou les réaménagements de plus de 10.000 pieds carrés, c'est à dire, des projets résidentiels et commerciaux à grande échelle,
* L'approche de la performance est obligatoire pour les projets exceptionnels. Il s'agit de calculer précisément la performance du projet en terme de rétention d'eau et de vérifier qu'elle est plus élevée que le minimum exigé.

Les exigences de conception spécifiques à chaque système technique sont précisées dans le manuel. Concernant les toits verts, le manuel précise : la pente, l'étanchéité, les matériaux de protection, les couches de substrat, de drainage et anti-racine, la couverture végétale. Il précise aussi comment entretenir : les engrais à utiliser (les engrais chimiques et pesticides / herbicides sont interdits), les méthodes d'irrigation sont également répertoriées.

## La réduction de la taxe "eaux pluviales"

La ville de Portland a instauré en 1977 une taxe pour le service public de gestion des eaux pluviales dans l'objectif de financer la séparation des réseaux d'eaux usées et d'eaux pluviales (stormwater fee). A titre d'exemple, elle s'élève à 17$ par mois pour une maison individuelle et à 7$ pour 1000 pieds carrés de surface imperméabilisées pour les bâtiments non résidentiels. Depuis 2006, après sept années de discussion suite à des plaintes d'habitants sur le caractère onéreux et inefficace de la taxe, une réduction de près de 50% peut être accordée en cas de récupération ou d'infiltration des eaux pluviales (ENB - 4.16 Clean River Rewards Stormwater Discount Program, City of Portland, Environmental Services 2012). Pour les maisons individuelles et petits bâtiments résidentiels, le toit vert permet de bénéficier de la réduction : la réduction atteind 100% s'il est prouvé que la totalité de l'eau pluviale est retenue ou infiltrée dans le sol. Pour les autres bâtiments, il est en plus nécessaire de drainer les surfaces au sol (driveways and paved area)<fnref n="12" />.

La ville mène des controles et peut imposer des pénalités si les bénéficiaires ne maintiennent pas les systèmes en fonctionnement. Un guide et une assistance technique sont proposés en ligne par le site internet de la ville (Technical Assistance, City of Portland, Environmental Services 2014).

## La subvention pour des bâtiments verts novateurs

Des subventions pour des bâtiments verts novateurs (Green Investment Grant) ont été accordées à 36 projets résidentiels, multifamiliaux et commerciaux novateurs pour un montant annuel de $ 425,000$ entre 2005 et 2009 en fonction des critères suivants : efficacité énergétique, gestion sur place des eaux pluviales (rétention ou économie) et minimisation des déchets (Green Investment Grant, Bureau de la planification et de développement durable 2014). Le programme est copiloté par le Bureau of Planning and Sustainability, le Water Bureau, Bureau of Environmental Services et le Energy Trust of Oregon.

* Des mesures directes (spécifiques aux toits verts) exclusivement incitatives : subventions et bonus de densité

Deux mesures visent exclusivement les toits verts : Green Roof Grants, Density Bonus. Elles sont incitatives.

## Subvention aux toits verts

En application du Portland Watershed Management Plan de 2005, la ville de Portland a mis en place un programme de subvention de cinq ans dénommé Grey to Green Initiative. Concernant les

<footnote n="12">¹²For residential: 1. A full discount when all roof drainage is fully retained on the property. Eco-roofs will be valued in the same manner as retention facilities. 2. A partial discount of 67% of the full potential discount when private onsite stormwater management detains or partially retains stormwater discharges from roof areas. 3. A supplemental discount of 25% of the full potential discount when the total developed area is less than 1,000 square feet. 4. A supplemental discount of 8% of the full potential discount when there are four or more trees on the property taller than 15 feet. This supplemental discount does not include street trees such as trees planted in an adjacent public right-of-way. For Commercial, Industrial, Institutional and Multi-Family Properties. BES calculates discounts based on the extent and effectiveness of private onsite systems to control the pollution, flow rate and disposal of stormwater runoff from all developed areas. Equal weight will be given to each of these three components of stormwater management. The effectiveness of each stormwater facility will be based on separate sizing standards for pollution reduction, flow rate and disposal controlas determined by BES. Ratepayers must provide the size or capacity of the onsite stormwater management facilities and the amount of developed areas served by each facility type.</footnote>
toits verts, l'objectif est d'augmenter de 43 acres<sup>13</sup> leur surface à l'horizon 2013 (Grey to Green, City of Portland, Environmental Services 2014). Une subvention de 5$ par pied carré est accordée pour tous les bâtiments non-municipaux en construction ou existants. La subvention est accordée au vu des critères suivants : coût du toit, superficie totale de la toiture, proportion de la surface de toit vert, visibilité, durabilité, innovation et du respect de spécifications relatives au sol, à la membrane, aux plantes et l'intégrité structurelle du bâtiment. En 2011, des critères de diversité ont été ajoutés : entreprises de construction ou de conception appartenant à des minorités, des femmes ou des jeunes ou participant à des programmes d'insertion visant les mêmes populations (City of Portland, Environmental Services 2012b).

## Bonus de densité

Dans la partie centrale et historique de la ville, la hauteur des immeubles et la surface de plancher constructibilité sont limitées par le plan d'urbanisme (City of Portland, Environmental Services, 2009b). Une bonification de densité est accordée à tous les projets d'envergure. La surface de plancher supplémentaire autorisée pour l'ensemble du bâtiment est proportionnelle à la surface de toiture végétalisée dans les conditions suivantes : 100% si la végétation couvre 10 à 30% du toit, 200% si elle couvre 30 à 60% et 300% au-delà. La demande de bonification est instruite par le Bureau of Environmental services qui se prononce sur la base d'une description détaillée du toit vert et de son plan d'exploitation et de maintenance.

### ○ Accompagnement des porteurs de projet de toits verts

La sensibilisation et la formation constituent un volet important de la politique de déploiement des toits verts. En plus des retours d'expériences, des guides de réalisation, des présentations et des visites en lignes, des visites guidées de projets et des conférences sont proposées aux gestionnaires de programmes immobiliers et aux organisations communautaires de propriétaires ou d'habitants. La ville soutient et anime aussi le "Green Roof Think Tank" qui a pour but de consolider et partager les connaissances sur les toits verts en partenariat avec les acteurs de la filière dans le nord ouest américain (City of Portland, Environmental Services, 2011b) (Panel Presentation of "The Portland Ecoroof Program," 2012).

## ☐ Evaluation des effets la politique de déploiement des toits verts

Les actions menées par la ville ont conduit à la croissance des toits verts. Avec 37 000 pieds carrés réalisés en 2012, Portland se classait en 14ème position dans le top 20 de l'association GRHC (Annual Survey Report 2012, Green Roofs for Healthy Cities, 2013). Si il avait été tenu compte de la surface recensée par la ville (112 000 pieds carrés) elle aurait été classée 8<sup>ème</sup>. Le cumul de toits verts installé est passé de quelques dizaines de pieds carrés en 1996 à 58 500 en 2004 et 645 000 en 2012. La progression sur la période 2005-2013 est cependant près de trois fois moindre (720 000 pieds carrés contre 1 873 000) que l'objectif fixé en 2005 par le Grey to Green Initiative.

<footnote n="13"><sup>13</sup> 1 acre = 4047 mètres carrés = 43 560 pieds carrés</footnote>
<figure><img src="image_24.png" /><figcaption>Figure 19 Portland's Ecoroof Construction 1999-2013 (City of Portland, Bureau of Environmental Services, 2014)</figcaption></figure>

Les bâtiments commerciaux (en vert) couvrent plus de la moitié de la surface de toit vert. Les surfaces relatives aux bâtiments municipaux (en marron) sont très variables car liées à des opérations peu nombreuses et de grande taille. Celles portés par des investisseurs institutionnels (en jaune) peuvent être de taille très variée (résidentiel, bureau...). La catégorie "SFR and Misc" (en bleu) correspondant à des maisons individuelles et de petits bâtiments mixtes correspond à des petites surfaces.

Le tableau suivant récapitule les grandes l'instauration des mesures municipales selon la période.

<table><caption>Tableau 8 Chronology of city of Portland's measures actually promoting green roofs</caption><thead><tr><th>Green Building Standard</th><th>LEED for all City-owned new buildings and constructions</th><th colspan="3">Mandatory GOLD-LEED and Ecoroof requirements for all City-owned new constructions, major renovations and existing buildings</th></tr></thead><tbody><tr><td>Stormwater Retention Requirements</td><td></td><td colspan="2">Technical specifications for all new small buildings, performance required for greater ones (floor area > 10 000 sf)</td><td>Onsite management for projects >500 sf of impervious area</td></tr><tr><td>Green Building Grant</td><td></td><td colspan="2">For non-city-owned buildings, according overhead investment</td><td></td></tr><tr><td>Stormwater Fee Discount</td><td></td><td colspan="3">For residential and commercial buildings</td></tr><tr><td>Grey To Green Grant</td><td></td><td colspan="2">$5 per square feet for non-City owned, new and existing buildings,</td><td>A new diversity criteria added</td></tr><tr><th colspan="7">FAR Density Bonus</th><th colspan="2">For large scale development projects located in the City Center District</th></tr><tr><th>Year</th><th>2001</th><th>2002-2004</th><th>2005</th><th>2006</th><th>2007</th><th>2008-2010</th><th>2011</th><th>2012-2014</th></tr></tbody></table>

En alignant le graphique des surfaces de toits verts installés sur le tableau chronologique des actions, nous constatons :

* progression continue et modeste jusqu'en 2005, date de la signature du plan de gestion du bassin versant,
* forte progression des surfaces en 2006 consécutive à l'instauration de règles de rétention des eaux pluviales (*Stormwater Retention Requirements*) et à la mise en place de subventions aux projets innovants (*Green Building Grant*) dont certains comprenaient un toit vert,

* très forte progression en 2008 consécutive à la mise en place de la subvention de 5$ par pied carré (*Grey To Green Grant*) et à l'instauration de réduction de taxe eaux pluviales (*Stormwater Fee Discount*),

* chute en 2009 en 2010 que nous expliquons par la crise immobilière (cf. infra),

* progression continue depuis 2010 après le renforcement des règles de rétention d'eau.

Pour évaluer l'effet de la crise, nous avons utilisé les statistiques fédérales de production de logements sur la commune de Portland et calculé un ratio de surfaces de toit vert de 2000 à 2012. Sur le premier graphique, il apparaît que la production de logement a sensiblement augmenté de 2000 à 2007 (passant de 1800 à 4200 par an) puis drastiquement chuté en 2008 et 2009 (passant de 4200 à 900). Commencé avec le secteur résidentiel, la crise immobilière a touché les bureaux et les commerces quelques mois plus tard.

<figure><img src="image_25.png" /><figcaption>Figure 20 Annuel new housing units 2000-2012 in Portland (US Census)</figcaption></figure>

Même s'il ne s'applique pas exactement sur les mêmes périmètres de bâtiments le ratio de la surface de toit vert par unité de logement construit peut constituer un indicateur de la pénétration du toit vert sur le marché de la construction. La pénétration progresse lentement et régulièrement de 2000 à 2007 (l'indice passe de 3 à 20). Elle est beaucoup plus élevée depuis 2010 (indice 60 environ). La pointe de l'indice observée en 2008 et 2009 peut s'expliquer par un décalage temporel entre l'effondrement de la construction de logements (jaune) et la chute (plus nuancée et plus tardive) des bâtiments commerciaux et municipaux.
<figure><img src="image_26.png" /><figcaption>Figure 21 Ecoroof area by new housing unit and new residential building in Portland (City of Portland and US Census 2014)</figcaption></figure>

Il semble donc que la subvention à la réalisation de toit vert mise en place en 2008 contribue fortement au déploiement de toit vert. L'on peut faire l'hypothèse qu'en l'absence de la crise immobilière, la surface de toit vert aurait rapidement progressée entre 2007 et 2010 avant d'atteindre le palier observé.

Ainsi, les mesures mise en place par la ville de portland ont des effets certains sur la mise en oeuvre de toits verts par les promoteurs et les propriétaires immobiliers. A production immobilière constante, les mesures indirectes telles que les règles de rétention d'eaux pluviales et les subventions à la réalisation de green building auraient contribué à une augmentation annuelle de 10 à 20% des surfaces de toits verts réalisés. Les mesures directes (c.-à-d. spécifiques aux toits verts) telles que la réduction de la taxe des eaux pluviales et la subvention à la végétalisation se ont contribué à une croissance annuelle de 50% pendant trois ans avant d'atteindre un palier correspondant à un taux de pénétration trois fois plus élevé qu'auparavant.

La concomitance de l'instauration de la réduction de la taxe des eaux pluviales et de celle de la subvention à la végétalisation ne permet pas de distinguer l'efficacité relative de l'une ou de l'autre.

## Conclusion

C'est avant tout pour répondre au problème des eaux pluviales que Portland a mise en place des incitations à végétaliser les toits pilotées par le service *Stormwater Management*. Les toits verts sont une des mesures phares de l'approche intégrée de la gestion des eaux pluviales négociée avec l'Etat d'Oregon et l'EPA dans le cadre du permis de rejet des eaux polluées de 2005.

Les premières prescriptions à destination des acteurs de la construction ont été inscrites dans la démarche Green Building. Les synergies entre ces deux innovations relèvent autant des valeurs - la durabilité notamment- que des aspects opérationnels et notamment de procédures (compatibilité au sens de Rogers).

Un programme pilote octroyant des subventions par appel à projet a permis aux services de la ville d'apprendre (essayabilité, observabilité) afin de caler le montant de la subvention unitaire accordée systématiquement aux propriétaires et aux promoteurs depuis 2008 (incitation de type "guichet").
Alors que les promoteurs des toits verts le préconisent, le maire et les conseillers municipaux n'envisagent pas de rendre les toits verts obligatoires, la culture de l'ouest américain est évoquée pour expliquer cette position<fnref n="14" />. Le système de subventions persiste donc, et persistera tant que les eaux pluviales constituent un problème majeur pour la ville. Constatant le faible nombre de demandes de subventions dans les quartiers défavorisés et de la part des minorités, la ville a recruté un animateur en charge de la sensibilisation en direction de ces communautés et introduit en 2011 des critères de diversité pour le calcul de la subvention. Ainsi, la politique de développement des toits verts prend en compte une dimension nouvelle complémentaire à ses dimensions environnementales historiques.

### 2.2.3 Chicago : première ville états-unienne à imposer le toit vert dans la construction

Chicago est située au centre nord des Etats-Unis au bord du Lac Michigan à l'embouchure des rivières Calumet et Chicago. En amont du système des Grands Lacs américain-canadiens qui se déversent dans le golfe du St Laurent, Chicago est reliée au système fluvial du Mississipi. Trosième ville des Etats-Unis (2,7 millions d'habitants), elle est peuplée à 33% par des afro-américains, 30% par des blancs, 29% par des hispaniques et latinos et 6% par des asiatiques. L'aire métropolitaine de Chicago comprend 9,5 millions d'habitants (US Census 2014).

Depuis sa fondation en 1830, la ville a connue une croissance importante par l'immigration de force de travail. La ville est marquée par une séparation entre le nord (essentiellement blanc) et le sud (essentiellement afro-américain). La métropole est un centre industriel (agro-alimentaire, manufacture, impression, édition...) et logistique majeur grâce à sa position fluviale, à sa fonction d'étoile ferroviaire entre l'est et l'ouest ainsi que le sud et le nord du continent nord-américain, et plus récemment par le réseau autoroutier. La ville elle-même est un centre financier majeur, le siège de plusieurs bourses de matières premières d'envergure mondiale et d'entreprises internationaux. Le revenu par habitant s'élevait à 47 400$ à comparer à la moyenne des USA 56 800$. La ville a attiré 46 millions de touristes (Chicago Tribune, 2014) et procure une part non négligeable du PIB métropolitain (532 milliards $ en 2010).

Elle est dirigée depuis des décennies par des démocrates, en général pour des mandats très longs (Richard J. Delay 1955-1976, Richard M. Daley 1989-2011). Elu en 2011, l'actuel maire (Emanuel Rahm) était auparavant le secrétaire général de la Maison-Blanche sous l'autorité du président Barack Obama, lui-même ancien sénateur de l'Illinois d'une circonscription de Chicago-Sud. Le conseil municipal compte une cinquantaine de membres.

Chicago a un climat continental humide avec des saisons très marquées. La température moyenne mensuelle varie de -3°C à 24°C. Les étés sont chauds et humides avec des évènements météorologiques pouvant être intenses : un vague de chaleur atteignant des températures supérieures à 40°C a tué une centaine de personnes en 1995, l'année suivante une tempête a causée des inondations et engendré 645 millions $ de dommages et six décès (Grabs Project, 2010).

#### □ Toits verts et Green buildings outils de durabilité et de marketing territorial

Chicago a toujours été dans les trois premières villes nord-américaines en terme de réalisation de toits verts selon le classement annuel de l'association GRHC depuis sa création en 2004 (Green Roofs for Healthy Cities, 2013b). Dès 2001, l'hôtel de ville a été recouvert d'un toit vert de 30 000 pieds carrés semi-intensif en plein centre de la ville et visible depuis les gratte-ciels qui l'entourent. Le monotoring a confirmé les bénéfices du toit vert en terme de rétention des eaux pluviales, de biodiversité et d'abaissement des températures de surfaces (Living Architecture Monitor, GRHC, 2009). La décision avait été prise par le maire après une visite en Allemagne (Berkshire, 2012).

Selon le chargé de mission green roof, le maire considérait le toit vert comme un moyen de traiter le problème de l'eau pluviale tout en rendant la ville plus douce au sens esthétique, et accessoirement, moins chaude en été. Et, si la ville est plus vivable, elle attirera des habitants et le business ce qui reste un objectif majeur pour lui (Berkshire, 2012a).

<footnote n="14">¹⁴ Entretien avec l'initiateur des toits verts à Portland.</footnote>
<figure><img src="image_27.png" /></figure>

Mayor Daley (shown above) stands atop the green roof at City Hall. Chicago has more green roofs built or under construction than any North American city.

<caption>Figure 22 Le maire de Chicago sur le toit vert de l'hôtel de ville (Chicago Climate Action Plan 2008)</caption>

Un nouveau bâtiment, le Chicago Center for Green Technology, ouvert en 2002, a été le premier bâtiment à obtenir la certification LEED Platinum : il est recouvert par des plots de toits verts permettant de tester les bénéfices de différents types de sols et de végétation (Green roof test plot: 2003 end of year project summary report, MWH, 2004). En 2003, Chicago a accueilli la première conférence annuelle de l'association GRHC. Le maire a été primé par l'Award of Excellence pour son action au service le promotion des toits verts (Living Architecture Monitor, GRHC, 2009).

La ville a mené plusieurs actions de développement des toits verts : information, intégration des prescriptions "Green building" dans la réglementation dès 2004, règlement sur la rétention des aux pluviales, subvention spécifique aux toits verts et, plus récemment, obligation de végétaliser les toits sur une grande part des bâtiments construits sur le territoire communal (Grabs Project, 2010)(Berkshire, 2010).

La ville de Chicago, fortement incarnée par son maire, se présente comme un champion de la lutte contre le changement climatique et des Green Buildings. Son horizon géographique est au minimum continental comme en témoigne les trajectoires politiques de ses deux derniers maires et de l'actuel président des Etats-Unis. Depuis son origine, Chicago se positionne en compétition territoriale avec New York (référence livre sur l'urbanisme à Chicago). Un article rédigé par le chef des conseillers politiques du maire Emanuel Rahm dans la *Harvard Law and Policy Review* (Negron, 2013, p286-287) montre que cette rivalité est encore d'actualité. Elle s'incarne les Green Buildings et les toits verts : "*For example, Chicago is home to nearly twice the green-roof square footage as New York City, and the Second City is first when it comes to LEED-certified buildings*
(...) For example, Washington, D.C., has rapidly caught up to New York City in number of LEED-certified buildings thanks to its Green Building Act of 2006."

La compétition territoriale s'est portée sur la durabilité. La comptabilisation des bâtiments certifiés Gold ou Platinum LEED répond donc autant à une façon de faire contrôler par un organisme tiers les bâtiments que d'augmenter le nombre de références dans la base de données de l'USGBC pour des comparaisons entre villes. Pour se faire la ville a instauré en 2000, le Chicago Standard basé sur les prescriptions LEED pour ses propres bâtiments et l'a étendu à tous les bâtiments bénéficiant d'une assistance financière de la ville. Le Climate Action Plan adopté en 2008 intègre ces dispositions, il constitue autant un outil de marketing territorial qu'un moyen d'intégrer des objectifs de sobriété énergétique et de faible émission de carbone dans les domaines d'actions de la ville, notamment dans l'aménagement et les bâtiments. Brièvement mentionnés dans le Plan Climat de 2008, les toits verts font l'objet d'objectifs chiffrés dans la version suivante : 6000 toits verts en 2020 pour 400 en 2010 (City of Chicago Climate Action Plan, City of Chicago, 2014).

A Chicago, le maire exerce traditionnellement un leadership fort, il arbitre et joue avec les intérêts des multiples communautés (ethniques, syndicales, professionnelles...) pour mener des politiques très volontaristes au nom du développement socio-économique de la ville. Il peut s'appuyer sur de puissants outils de maîtrise de l'urbanisme pour imposer ses priorités politiques au secteur privé de l'immobilier. De nombreuses zones avec des prescriptions urbanistiques spécifiques couvrent le territoire. En outre, 163 périmètres disposent d'une fiscalité spécifique conçue à l'origine pour financer les équipements publics en leur sein (Tax Increment Financing -TIF). Concrètement, la ville peut subventionner des projets de bâtiments en utilisant de façon anticipée les futures recettes fiscales de ces bâtiments. La ville finance ainsi un grand nombre de projets de bâtiments privés sur son territoire. Enfin, la ville et le comté attribuent des dégrèvements de taxe pour le logement social ou vendent des parcelles leur appartenant (Negron, 2013).

Ces dispositifs ont été abondamment utilisés pour développer le logement à prix raisonnable (aux finalités identiques à celui du logement social en France). Ils peuvent aussi l'être pour des objectifs de durabilité : d'une part, des prescriptions spécifiques peuvent être imposées à tous les bâtiments de même type d'une même zone, d'autre part, dans le cadre du TIF, l'octroi de subvention peut être conditionné au respect de prescriptions projet par projet. Il en est de même pour les projets bénéficiant de dégrèvements fiscaux ou de la vente de terrains communaux.

Enfin, sur le plan environnemental, il faut noter la *Great Lakes and St. Lawrence Cities Initiative* qui rassemble les maires des grandes villes états-uniennes et canadiennes dans l'objectif de protéger les Grands Lacs et le Saint-Laurent en tant que milieux naturels. Les villes travaillent ensemble pour observer le milieu naturel, améliorer les infrastructures de traitement des eaux avant rejet et développer des programmes de protection. Le maire de Chicago en a été l'initiateur en 2003. Réduire les déverses d'eaux pluviales constitue un des principaux objectifs de cette association (Great Lakes & St. Lawrence Cities Initiative, 2014).

Chicago est particulièrement concernée par cet enjeu. Près de 60% de la surface de la ville est couverte par des revêtements imperméables empêchant les eaux pluviales de s'infiltrer dans le sol. Le réseau d'assainissement de Chicago, commencé en 1856 récolte conjointement les eaux usées et les eaux pluviales. Afin de satisfaire le loi fédérale Clean Water Act, la ville a construit un grand tunnel (*Deep Tunnel*) et dépense 50 millions $ par an pour améliorer le réseau. Malgré ses efforts, le réseau d'assainissement se déverse fréquemment dans la rivière et dans le lac Michigan (Levenfeld Pearlstein, LLC, 2008).

Selon le Plan Climat, les toits verts "can moderate roof temperature, providing shade in hot weather and insulation in colder months, thus reducing energy requirements." (City of Chicago, 2008). Ils ont progressivement été imposés sur la plupart des constructions neuves au cours des années 2000. Fin 2010, 359 toits verts ont été repérés par photographie aérienne, ils couvraient une surface totale de 5,47 millions de pieds carrés. La ville de Chicago a utilisé plusieurs types de dispositions.
## Une politique en direction des promoteurs et propriétaires imposant finalement les toits verts obligatoires pour l'essentiel des nouveaux bâtiments

* Des mesures indirectes diversifiées : obligations réglementaires pour la rétention des eaux

### Le règlement de rétention des eaux pluviales

En 2008, les autorités publiques ont commencé à imposer des prescriptions relatives à la rétention des eaux pluviales. Elle s'applique à toutes les nouvelles constructions de plus de 15 000 pieds carrés ou qui engendrent plus de 7500 pieds carrés de surface imperméabilisée. Tous ces projets de bâtiments doivent fournir un plan de gestion des eaux pluviales (stormwater plan) à approuver par la ville. 1/2 pouce d'eau doit être retenu sur l'ensemble des surfaces imperméabilisées du projet. Un guide produit par la ville montre les meilleures solutions pour retenir l'eau, une méthode a été développée et proposée pour calculer cette valeur en fonction des différentes solutions suggérées, aucune solution n'est imposée. Des pénalités financières sont prévues si les prescriptions (conception, mesures, maintenance) ne sont pas respectées (Levenfeld Pearlstein, LLC, 2008).

En 2014, de nouvelles prescriptions ont imposées par le Comté (Cook's County), elles n'imposent pas le toit vert mais un toit vert permet de les respecter (Friends of the Chicago River, 2014).

* Des toits verts progressivement imposés dans les dispositifs initialement basés sur la certification Green Building

Deux dispositifs ont été mis en place dans la première moitié des années 2000 pour promouvoir la démarche Green Building proposée par l'association USGBC : le Chicago Standard, des subventions pour les petits bâtiments résidentiels non soumis au Chicago Standard. Ces dispositifs ont intégré l'obligation de réaliser des toits verts par étape. Le permis express (Expedited Permit) créé en 2008 est lui aussi conditionné par la combinaison de la certification LEED et la végétalisation du toit.

### Le Chicago Standard

Le Chicago Standard est basé sur la certification LEED (Chicago Standard, City of Chicago, n.d.). La végétalisation des toits apporte des points dans une proportion non négligeable : selon leurs caractéristiques, ils permettent d'obtenir plus du dixième des points nécessaires pour obtenir la certification. Après avoir été testé sur des bâtiments publics, le Chicago Standard a été imposé en 2004 sur les projets de bâtiment recevant une assistance financière de la ville. Des proportions minimales de toits verts de l'ordre de 25 à 50% étaient requises pour certains types de bâtiments.

Les deux photos ci-dessous illustrent la façon dont la règle d'un minimum de 25% a été mise en oeuvre sur une zone de développement de Chicago-Sud. La photo suivante correspond probablement à des toits réalisés après 2008 avec une règle minimale de 75 ou de 100% (voir en haut à gauche et en bas à droite).

<figure><img src="image_28.png" /></figure>

<figure><img src="image_29.png" /></figure>
<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>Figure 24 Photo aérienne du centre ville de Chicago (Google Maps 2014)</figcaption></figure>

Fin 2007, la ville a largement étendu le champ d'application du Chicago Standard à presque tous les bâtiments recevant une aide de la ville (et notamment la TIF cf. supra) et aux zones faisant l'objet de développement planifié et donc de prescriptions urbanistiques particulières. A cette occasion, elle a aussi généralisé le toit vert Sustainable Development Policy, City of Chicago, 2007). Les seuils minimaux ont très sensiblement augmenté : ils varient encore selon la destination et la taille du bâtiment ainsi que, pour certains bâtiments (industriels notamment), les performances relatives à la rétention des eaux pluviales. Ils sont très élevés lorsque le projet bénéficie d'assistance financière de la ville. En dehors des bâtiments de moins de quatre logements qui sont exemptés, le seuil minimal exigé est toujours supérieur à 50%, souvent à 75% et parfois à 100%. Le tableau suivant les décrit.
## La certification Green Homes pour les petits bâtiments résidentiels

Le programme encourage les propriétaires et les constructeurs à utiliser des technologies énergétiques, des produits et des pratiques efficaces afin de réduire les impacts environnementaux. Il concerne les maisons individuelles et immeubles résidentiels multifamiliaux de moins de 80 pieds (environ 24 mètres) neufs ou existants qui ne sont pas soumis au Chicago Standard.

Un guide définit des spécifications regroupées en sept catégories : site, efficacité énergétique, matériaux de construction, santé et sécurité, préservation des ressources, formation du propriétaire et innovation. Chaque spécification apporte des points. La végétalisation de plus de la moitié d'un toit rapporte environ un dixième des points nécessaires pour obtenir le certificat de la ville (Chicago Green Homes Guide, Department of Buildings, City of Chicago, 2009).

Nous présumons que le Green Homes program a été instauré en 2004 en même temps que le Chicago Standard. Le certificat ouvre le bénéfice du permis express (Expedited Permit cf. infra) et de subventions.

## Le permis express (Expedited permit ou Green Permit)

Le permis express a été mis en place avant 2005. Sous réserve de satisfaire à des prescriptions de type Green Building et toit vert, le permis de construire peut être accordé en 2 à 4 semaines au lieu du délai habituel de 10 à 12 semaines et les droits d'instruction sont réduits.

Le projet doit viser la certification LEED Silver et satisfaire des prescriptions dans un ou plusieurs des neuf items : Green roofs, Exceptional Energy Performance, Renewable Energy, Extra Affordability, Transit-oriented development and difficult-to-develop areas, Innovation, Exceptional Water management, Exceeds LEED or Chicago Green Homes Certification, Natural Ventilation, Exceptional Bike Parking (Grabs Project, 2010) (Green Permit Requirements, Department of Buildings, City of Chicago, n.d.). Le nombre d'items complémentaires à satisfaire dépend de la destination et du type de bâtiment et s'il est neuf ou pas, il conditionne le permis express (moins de 30 jours) et la réduction partielle ou totale des droits d'instruction (jusqu'à 25 000$). Par exemple, pour un bâtiment tertiaire de plus de 24 mètres de hauteur :

<table><caption>Tableau 9 Green Permit requirements, example for an office building (Grabs Project, 2010)</caption><thead><tr><td>Benefit tier</td><td>Requirements</td></tr></thead><tbody><tr><td>Expedited permit (goal less than 30 days)</td><td>LEED Certified + 50% green roof + 2 menu items</td></tr><tr><td>Expedited permit (goal less than 30 days) and consultant review fee paid up to $25,000</td><td>LEED Silver + 75% green roof + 2 menu items</td></tr></tbody></table>

Le permis express a eu un succès important dès son origine. 19 permis ont été accordés en 2005 et 36 au cours des six premiers mois de 2006 alors que l'objectif pour l'année complète était de 40 (Webb, 2006).

On notera qu'en 2014, le *Green Permit* peut être obtenu sans nécessairement réaliser un toit vert, il suffit de valider de LEED Silver et deux autres items<fnref n="15" />.

* Un programme transitoire de subvention et bonus de densité spécifiques au toit vert

Un programme *Green Roof Grant* a été lancé en 2004 pour les nouveaux bâtiments mais il n'est plus disponible depuis 2008 ou 2009 (probablement après la généralisation de l'obligation de réaliser des toits verts en 2008). A titre d'illustration, végétaliser plus de 50% du toit ou plus de 2000 pieds carrés d'un bâtiment résidentiel ou destiné à des petits commerces permet d'obtenir un bonus de densité et une subvention pouvant atteindre 50% du surcoût de la végétalisation dans la limite de 10 000$. Les demandes étaient plus nombreuses que l'enveloppe budgétaire ne le permettait ; une vingtaine de projets a été financée chaque année.

<footnote n="15">¹⁵ Fiche GREEN PERMIT PROGRAM BENEFIT TIER STRUCTURE consultée le 13 juillet sur le site web de la ville de Chicago.</footnote>

<footnote>http://www.cityofchicago.org/content/dam/city/depts/bldgs/general/GreenPermit/2014GreenPermitRequirements.pdf</footnote>