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# Guide pour la prise en compte des services écosystémiques dans les évaluations des incidences sur l'environnement

C. Sylvie Campagne, Philip Roche

## ► To cite this version:

C. Sylvie Campagne, Philip Roche. Guide pour la prise en compte des services écosystémiques dans les évaluations des incidences sur l'environnement. Inrae; DREAL. 2021. hal-04040331

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https://hal.science/hal-04040331

Submitted on 22 Mar 2023

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PRÉFET
DE LA RÉGION
HAUTS-DE-FRANCE

Liberté
Égalité
Fraternité

INRAO

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# Guide pour la prise en compte des services écosystémiques dans les évaluations des incidences sur l'environnement
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Auteurs :

C. Sylvie Campagne et Philip K. Roche

Étude commandée et financée par la DREAL Hauts-de-France, Service Eau et
Nature de la DREAL Hauts-de-France, Jérémy Bachmann, Bénédicte Lefèvre et
Frédéric Bince.

Avec la contribution des bureaux d'études Auddicé Biodiversité (Nicolas Valet et Coralie Burrow) et Biotope (Suzanne Cotillon et Florence Baptiste).

Citation : Campagne, C.S. et Roche, P.K. 2021. Guide pour la prise en compte des services écosystémiques dans les évaluations des incidences sur l'environnement, Guide méthodologique, DREAL, 131pages.

Édition : première édition

Version 1 : Novembre 2021

ISBN papier : 978-2-11-167087-7

ISBN pdf : 978-2-11-167086-0
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## Table des matières

<table><tr><td>Préface</td><td>7</td></tr><tr><td>Préambule</td><td>9</td></tr><tr><td>Acronymes</td><td>11</td></tr><tr><td><b>1. Pourquoi ce guide ?</b></td><td><b>13</b></td></tr><tr><td>1.1. Contexte réglementaire et environnemental par la DREAL Hauts-de-France</td><td>13</td></tr><tr><td>1.2. Objectif du guide</td><td>16</td></tr><tr><td><b>2. Notions de base sur les services écosystémiques</b></td><td><b>19</b></td></tr><tr><td>2.1. Concept de services écosystémiques</td><td>19</td></tr><tr><td>2.2. Définitions et catégories de services</td><td>19</td></tr><tr><td>2.3. Cadre d'analyse et sous-notions</td><td>22</td></tr><tr><td>2.4. Interaction entre les services</td><td>25</td></tr><tr><td>2.5. Les politiques publiques et les programmes d'évaluation</td><td>26</td></tr><tr><td>2.6. La littérature scientifique sur l'intégration des services écosystémiques dans les évaluations d'incidences sur l'environnement</td><td>27</td></tr><tr><td>2.7. Les différentes méthodes d'évaluation des services</td><td>31</td></tr><tr><td>2.8. Les services écosystémiques de la région Hauts-de-France</td><td>37</td></tr><tr><td>2.9. Modulation de la capacité en services écosystémiques et condition écosystémique</td><td>38</td></tr><tr><td><b>3. Évaluer les services écosystémiques</b></td><td><b>49</b></td></tr><tr><td>ÉTAPE 1 : délimitation des zones d'impact et des zones d'évaluations du projet</td><td>51</td></tr><tr><td>ÉTAPE 2 : identification des écosystèmes impactés</td><td>55</td></tr><tr><td>ÉTAPE 3 : priorisation des services écosystémiques</td><td>56</td></tr><tr><td>ÉTAPE 4 : évaluation des services écosystémiques</td><td>63</td></tr><tr><td>ÉTAPE 5 : bilan des gains et pertes en services écosystémiques</td><td>70</td></tr><tr><td>ÉTAPE 6 : intégration des résultats dans le rapport d'évaluation des incidences sur l'environnement</td><td>76</td></tr><tr><td>Check-list - étapes de la méthode</td><td>82</td></tr><tr><td><b>4. Exemples d'applications de la méthodologie</b></td><td><b>85</b></td></tr><tr><td>4.1. Projet de construction d'une route (exemple illustratif)</td><td>85</td></tr><tr><td>4.2. Plan Local d'Urbanisme (exemple fictif)</td><td>94</td></tr><tr><td>4.3. Exemple d'un parc d'activités, proposé par Auddicé Biodiversité</td><td>102</td></tr><tr><td>4.4. Exemple d'un site portuaire, proposé par le bureau d'étude Biotope</td><td>106</td></tr><tr><td><b>5. Discussion</b></td><td><b>113</b></td></tr><tr><td><b>6. Références bibliographiques</b></td><td><b>119</b></td></tr><tr><td><b>7. Annexes</b></td><td><b>125</b></td></tr></table>
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# Préface

Si la notion de "service rendu par la nature" est utilisée depuis la seconde moitié du XIXe siècle, le terme de service écosystémique a été introduit en 1970 dans les écrits scientifiques, et le concept a été popularisé au début des années 2000 par l'Evaluation des écosystèmes pour le millénaire (Millennium Ecosystem Assessment – MEA), dont l'objectif était d'évaluer, sur des fondements scientifiques, l'ampleur et les conséquences des modifications subies par les écosystèmes dont dépendent la survie et le bien-être humain. Ce concept s'est avéré fécond et propice à développer de nouveaux cadres pour penser la relation entre les activités humaines et la « Nature ». L'un de ses atouts est sa capacité à lier explicitement des enjeux écologiques et biophysiques avec des enjeux sociaux et économiques.

Les problématiques autour de la biodiversité et des services écosystémiques sont complexes et portées par une grande diversité d'acteurs, car bon nombre d'activités humaines vitales sont plus ou moins fortement liées à la biodiversité et aux écosystèmes. Or, il est observé une augmentation considérable des pres-sions sur la biodiversité et les ressources renouvelables et non renouvelables ainsi qu'une une dégradation générale de l'environnement dont le changement climatique exacerbe les effets. De fait, les atteintes aux habitats et à la biodi-versité fragilisent l'ensemble des écosystèmes et leurs services, accroissent leur vulnérabilité et diminuent leur résilience à divers aléas.

Les interactions entre les activités humaines, au sens large, la biodiversité et les services écosystémiques, sont associées à des enjeux opérationnels forts dans de nombreux secteurs : aménagement, agriculture, gestion des milieux ou des ressources naturelles dans les territoires, etc. La nécessité de transitions multiples (agricole, alimentaire, énergétique, etc.) exacerbe le besoin de dé-marches systémiques. Dans ce contexte, il est indispensable de renforcer, struc-turer et communiquer les savoirs et les savoir-faire susceptibles d'éclairer l'en-semble des acteurs, publics et privés, sous un angle propice à la gestion, à la décision et au passage à l'action. Ces enjeux sont au cœur des politiques scien-tifiques d'INRAE.

Organisme de recherche publique finalisée, INRAE génère des connaissances scientifiques nouvelles en combinant recherche fondamentale et recherche appliquée. Dédiées pour partie à la compréhension du fonctionnement des écosystèmes, à leur gestion et à leur préservation, les recherches d'INRAE ex-plorent les liens entre la biodiversité, les fonctions écologiques et les services écosystémiques. La complexité des interactions au cœur des services écosys-témiques nécessite de les aborder de manière ouverte à une diversité de points de vue et de disciplines. L'institut dédie ainsi un soutien spécifiques aux re-cherches interdisciplinaires via des instruments appelés métaprogrammes dont, pour le domaine concerné par ce guide, le métaprogramme BIOSEFAIR (BIOdi-versité et Services Ecosystémiques). Une telle approche implique aussi de faire dialoguer les points de vue, dont celui des acteurs non scientifiques, pour co-construire les actions.

Acteur de service public soucieux de son impact pour l'ensemble de la société,
l'institut travaille avec des autorités publiques, des partenaires académiques, des partenaires de recherche technique, des acteurs socio-économiques et des citoyens. Il est attentif à l'utilisation des résultats et enseignements de ses recherches, notamment pour l'appui aux politiques publiques. En retour, le dialogue avec les acteurs porteurs de politiques publiques nourrit la recherche, avec l'émergence de nouvelles questions, et contribue à lui donner du sens. Le présent guide se veut une contribution importante aux défis posés par l'évaluation des incidences sur l'environnement. Il s'inscrit dans notre engagement à mobiliser les connaissances, le savoir-faire et l'expertise pour accélérer la conception et la mise en œuvre de solutions opérantes au bénéfice de la société.

Thierry Caquet, Directeur Scientifique Environnement d'INRAE
# Préambule

La direction régionale de l'environnement, de l'aménagement et du logement (DREAL) des Hauts-de-France (HDF) a souhaité un guide facilement compréhensible et pratique.

Pour faciliter sa lecture, plusieurs choix de rédaction ont ainsi été faits, privilégiant l'opérationnel tout en permettant à ceux qui le désirent d'approfondir certaines parties.

Ce guide est ainsi composé des éléments suivants :

* **Le corps de texte** : avec les informations principales sans références bibliographiques sauf en cas de citations dans le texte. Ponctuellement, des encadrés sont présents pour mettre en avant des informations importantes spécifiques au chapitre en question.

* **EN SAVOIR PLUS** : pour ne pas alourdir le corps de texte, les références réglementaires et scientifiques sont présentes à la fin des paragraphes ou des chapitres dans des encadrés et elles sont ensuite regroupées à la fin du guide (Partie 6) par thèmes.

* **L'ESSENTIEL** (encadrés en tirets) : les principales idées à retenir sur la partie.

* **ALLER PLUS LOIN** (encadrés en pointillés) : des informations supplémentaires qui ne sont pas indispensables à la mise en œuvre de la méthode d'évaluation des services écosystémiques, mais qui permettent une évaluation intégrative plus complète.

* Un fichier Tableur annexe au guide avec l'ensemble des tableaux, prêt à remplir, pour chaque étape. Ce fichier sera téléchargeable sur la même page web que ce guide (voir QR code et lien en 4ème de couverture).

Il est fait référence aux évaluations des incidences sur l'environnement (EIE) pour englober les projets, plans et programmes (qui utilisent respectivement les termes études d'impacts et rapports sur les incidences environnementales).

Le guide est constitué de cinq parties. La première présente le contexte réglementaire et les raisons de ce guide. La seconde présente l'état de l'art et les détails des notions et méthodes concernant les services écosystémiques. La méthodologie est ensuite expliquée dans la troisième partie avec une approche technique et un exemple illustratif utilisé pour toutes les étapes. La quatrième partie expose plusieurs exemples d'applications sur la région Hauts-de-France proposés par des bureaux d'études. Le guide se termine par une conclusion. Une liste de références bibliographiques et une annexe comprenant les matrices de capacités pour la région Hauts-de-France complètent ce guide.

**À noter !** Nous utilisons le terme « écosystème » tout le long du guide pour qualifier les écosystèmes et les différents modes d'occupation du sol. Le terme habitat est quelquefois utilisé notamment pour les écosystèmes les plus artificialisés.
# Acronyms

CICES : Common International Classification of Ecosystem Services

CDB : Convention pour la Diversité Biologique

CNPN : Conseil National de la Protection de la Nature

DREAL : Direction Régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement

EES : Évaluation Environnementale Stratégique

EFESE : Évaluation Française des Écosystèmes et des Services Écosysté-miques

EIE : Évaluation des Incidences sur l'Environnement

GIEC : Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Évolution du Climat

HDF : Hauts-de-France

IPBES : Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (plateforme intergouvernementale scienti-fique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques)

MAES : Mapping and Assessment of Ecosystems and their Services

MEA : Millenium Ecosystem Assessment

MTES : Ministère de la Transition Écologique et Solidaire (actuellement MTE)

ONB : Observatoire National de la Biodiversité

PLU : Plan Local d'Urbanisme

PLUi : Plan Local d'Urbanisme intercommunal

PPRN : Plan de Prévention des Risques Naturels

PPP : Projet, Plan et Programme

SE : Service Écosystémique

SNB : Stratégie Nationale pour la Biodiversité
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# 1. Pourquoi ce guide ?

## 1.1. Contexte réglementaire et environnemental par la DREAL Hauts-de-France

L'érosion de la biodiversité est de plus en plus évidente. Au niveau mondial, la plateforme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) souligne un « dangereux déclin de la nature », qui inclut les fonctions des écosystèmes. La majorité des services écosystémiques (SE) évalués se dégradent.

En France, l'observatoire national de la biodiversité<fnref n="1" /> (ONB) suit cinq pres- sions responsables de la disparition de la biodiversité et de nombreux indica- teurs. Malgré la complexité d'évaluer l'évolution de la biodiversité, certains chiffres mettent en évidence que la biodiversité est menacée en France. En effet, seuls 20 % des écosystèmes remarquables sont en bon état et près de 20 % des espèces sont éteintes ou menacées.

En Hauts-de-France, l'observatoire ré- gional de la biodiversité publie régu- lièrement un état des lieux de la bio- diversité<fnref n="2" />. Les indicateurs suivis montrent là encore une érosion rapide de la biodiversité. Par exemple, 45 %

des associations végétales régionales sont considérées comme disparues ou menacées et un tiers de l'avifaune ré- gionale est menacée.

Les habitats et les espèces rendent des services à l'Homme. Leur dégradation ou disparition nuit à la qualité de vie des citoyens. Ces constats se tradui- sent par une prise en compte progres- sive des services écosystémiques dans la réglementation, et ce, à différentes échelles.

En Europe, la nouvelle stratégie pour la biodiversité<fnref n="3" /> mentionne plusieurs fois les services écosystémiques, sou- lignant leur grande valeur et leur ca- ractère vital : « La protection de la bio- diversité se justifie clairement sur le plan économique. Les gènes, les es- pèces et les services écosystémiques sont des intrants indispensables à l'ind- dustrie et aux entreprises, notamment pour la production de médicaments. Plus de la moitié du PIB mondial dé- pend de la nature et des services qu'elle fournit et trois secteurs clés de l'éco- nomie (la construction, l'agriculture et la production alimentaire) en sont for- tement tributaires. »

<footnote n="1">1. http://indicateurs-biodiversite.naturefrance.fr/</footnote>

<footnote n="2">2. https://www.observatoire-biodiversite.hdf.fr/publications/etat-des-lieux-de-la-biodiversite-des-hauts-de-france-en-2019-1</footnote>

<footnote n="3">3. https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/com munication-annex-eu-biodiversity-strategy-2030_fr.pdf</footnote>
Au niveau mondial, il est estimé que des services écosystémiques d'une valeur de 3 500 à 18 500 milliards d'euros ont été perdus chaque année entre 1997 et 2011 en raison de la modification de l'occupation des sols.

En France, la loi pour la reconquête de la biodiversité, de la nature et des paysages de 2016 (2016-1087 du 8 août<fnref n="4" />) a introduit la nécessité de prendre en compte des services rendus par la nature, notamment dans l'article L.110-1 : I. « Les espaces, ressources et milieux naturels terrestres et marins, les sites, les paysages diurnes et nocturnes, la qualité de l'air, les êtres vivants et la biodiversité font partie du patrimoine commun de la nation. Ce patrimoine génère des services écosystémiques et des valeurs d'usage. »

II.2° Le principe d'action préventive et de correction [...] implique d'éviter les atteintes à la biodiversité et aux services qu'elle fournit ; à défaut, d'en réduire la portée ; enfin, en dernier lieu, de compenser les atteintes qui n'ont pu être évitées ni réduites, en tenant compte des espèces, des habitats naturels et des fonctions écologiques affectées ;"

III.2° « La préservation de la biodiversité, des milieux, des ressources ainsi que la sauvegarde des services qu'ils fournissent et des usages qui s'y rattachent» est un engagement du développement durable.

En Hauts-de-France, le schéma régional d'aménagement, de développement durable et d'égalité des territoires (SRADDET), approuvé le 4 août 2020, vise la préservation des services écosystémiques dans l'objec-

tif 43 et la règle générale 42. Tous les schémas de cohérence territoriale (SCoT) doivent prendre en compte ses objectifs et être compatibles avec les règles générales du fascicule de ce schéma. À leur tour, les documents infrastructures doivent être compatibles avec le SCoT qui les concerne.

Les plans d'aménagement des territoires sont les principaux outils influençant la distribution des utilisations et occupations du sol dans une zone. Il existe différents types d'outils d'aménagement selon les pays. En France, les plans d'aménagement ont pour but de « créer une organisation territoriale plus rationnelle des utilisations des terres et des liens entre elles, afin d'équilibrer les demandes de développement avec la nécessité de protéger l'environnement et d'atteindre les objectifs de développement social et économique ».

Le ministère en charge de l'environnement « est responsable, dans le cadre des directives européennes, de la définition et du suivi de la mise en œuvre de la politique nationale en matière d'évaluation environnementale des projets et des documents de planification » (MTES, 2018). Ceci est pris en compte via l'évaluation environnementale, processus permettant l'intégration de l'environnement dans les projets de planification, au travers de la mise en avant des enjeux environnementaux, des effets du projet sur l'environnement. Cela permet d'appuyer les choix en fonction de ces enjeux (MTES, 2018).

Dans les évaluations environnementales, l'environnement est appréhendé dans sa globalité en abordant la population et la santé humaine, la biodiversité, les terres, le sol, l'eau, l'air et le

<footnote n="4">4. https://www.legifrance.gouv.fr/affichTexte.html?cidTexte=JORFTEXT000033016237&categoryLien=id</footnote>
climat, les biens matériels, le patri-
moine culturel et le paysage, ainsi que
les interactions entre ces éléments.
L'évaluation environnementale passe
par la constitution d'une étude d'im-
pact pour les projets ou d'un rapport
sur les incidences environnementales
pour les plans d'aménagement (MTES,
2018). La liste des projets, plans et pro-
grammes devant faire l'objet d'une
evaluation environnementale ou d'un
examen au cas par cas est précisée
dans l'article R. 122-2 du code de l'en-
vironnement pour les projets et l'ar-
ticle R. 122-17 du code de l'environne-
ment pour les plans et programmes.
Pour prendre en compte l'environne-
ment dans les plans et les programmes
d'aménagement, des évaluations en-
vironnementales stratégiques (EES)
sont généralement effectuées. Les EES
sont des approches analytiques et
participatives qui permettent d'éva-
luer les liens entre les considérations
environnementales, économiques et
sociales.

Les projets, plans et programmes d'aménagement ont des incidences (positives, négatives ou neutres) sur les services écosystémiques en impactant directement les écosystèmes, leur capacité à produire des SE et les compromis entre services. Les différents choix ou alternatives possibles dans les aménagements auront ainsi des effets différents sur les SE. Ainsi, connaître ces différences permet d'écarter certains choix au regard des SE qu'ils influencent. La prise en compte des SE permet d'intégrer la nature dite « ordinaire », qui est peu abordée actuellement, dans les évaluations environnementales. En effet, les études d'impact se concentrent essentiellement sur les espèces mena-

cées (listes rouges régionales et/ou na-
tionales), les dossiers CNPN sur les es-
pèces animales et/ou végétales proté-
gées, les évaluations des incidences
Natura 2000 sur les espèces de l'an-
nexe 1 de la directive Oiseaux et sur
les espèces et/ou écosystèmes des an-
nexes 1 et 2 de la directive Habitats et
enfin sur les études zones humides et
sur celles désignées par l'arrêté de juin
2008 modifié.

La cartographie des SE, en mettant en
avant des incidences non prévues par
les études actuelles, permet de réduire
des potentiels retards en raison d'im-
pacts imprévus ou d'impacts sociaux
involontaires. Prévoir les effets des
projets, plans et programmes d'amé-
nagement sur les SE est alors un besoin
pour aller vers un aménagement du-
rable du territoire.

Les évaluations environnementales comportent des éléments précis dont (i) une description des incidences notables sur l'environnement et (ii) des mesures envisagées pour éviter, réduire lorsque c'est possible et, si nécessaire, compenser les incidences résiduelles négatives notables (séquence ERc<fnref n="5" />). Nous souhaiterions pour ces deux aspects, intégrer une évaluation des SE. Nous présentons ici des tests de l'intégration des SE dans l'évaluation des incidences sur l'environnement.

Les analyses d'incidences peuvent être
constituées de plusieurs étapes : la ca-
ractérisation des impacts environne-
mentaux, la détermination de l'état fu-
tur du milieu et l'évaluation de
l'amplitude des impacts au regard de
l'état futur du milieu. Il peut s'ajouter

<footnote n="5">5. En région HDF, le choix a été fait de mettre un c minuscule pour mettre en évidence la priorité de l'évitement et de la réduction sur la compensation.</footnote>
la comparaison des impacts calculés pour différents scénarios afin de sélectionner le projet le plus à même de minimiser les incidences sur l'environnement. Les impacts environnementaux liés aux aménagements sont entendus ici comme des pertes ou gains en SE.

Les impacts liés aux aménagements sont généralement calculés à partir des pertes ou gains nets d'écosystèmes, traduits en variations de surfaces productives en SE.

## 1.2. Objectif du guide

L'objectif de ce guide est de préciser les attentes de la DREAL Hauts-de-France relatives à la prise en compte des services rendus par la nature dans les évaluations des incidences sur l'environnement (EIE). Il ne constitue pas un cadre réglementaire, mais présente des recommandations et des propositions méthodologiques. Il est à destination des maîtres d'ouvrage, responsables de projets, plans ou programmes, bureaux d'études missionnés pour la réalisation de l'évaluation des incidences sur l'environnement et instructeurs des services de l'État.

Ce guide ne revient pas sur les grands principes de l'EIE. Il constitue un outil à intégrer dans la démarche itérative et l'analyse des différents scénarios, avec l'objectif prioritaire d'éviter les impacts.

La méthode proposée a été construite de sorte à être relativement simple, flexible et économe en ressources. Elle se focalise dans un premier temps sur la capacité des écosystèmes et des

modes d'occupation du sol à fournir des services écosystémiques. Nous avons volontairement laissé de côté à ce stade, la question de la demande sociétale, des préférences et de l'accessibilité aux services. De même, dans le domaine de l'évaluation nous ne traitons pas de la compensation des services écosystémiques dans le cadre d'une démarche de non-perte nette de services. Cette approche sort du cadre de ce premier travail.

La démarche méthodologique proposée ne nécessite pas de compétences fortes en modélisation. Être spécialiste des services écosystémiques n'est pas non plus une nécessité, même si une bonne compréhension du concept et des systèmes de valeurs est nécessaire. Une bonne connaissance de l'écologie, des écosystèmes et des modes d'occupation du sol du territoire d'étude est un plus.

La méthode actuelle est adaptable, selon les situations et les besoins. Il reviendra aux personnes conduisant les évaluations de justifier leurs choix et arbitrages.

Les services écosystémiques reposent maintenant sur une grande quantité de travaux scientifiques et sont largement évoqués dans de nombreuses politiques et incitations liées à la conservation de l'environnement, mais également à la gestion durable des territoires et des ressources naturelles. Cependant, du fait même du foisonnement de travaux de recherche dans de nombreuses disciplines (écologique, sociologie, économie...), il existe une grande diversité d'approches et de méthodes, ce qui peut nuire à l'opérationnalisation et l'implémentation du concept.
Les méthodes d'évaluation sont très nombreuses (comme nous le détaillons partie 2.7 de ce guide). Certaines sont spécifiques à un ou plusieurs services écosystémiques ou à une situation donnée, d'autres concernent certaines composantes et domaines de valeurs des services écosystémiques. Cela conduit parfois à l'utilisation de méthodes inadaptées ou à la comparaison de résultats de natures différentes.

Les éléments présentés dans ce guide visent à expliciter ce qu'est un service écosystémique et comment les prendre en compte dans les projets, plans et programmes (PPP). Pour ce faire, certaines étapes sont nécessaires et pour chacune d'elles, différentes ap-

proches sont possibles. Il revient au pétitionnaire de justifier les choix méthodologiques opérés. La volonté de la DREAL et des auteurs de ce guide a été de donner une meilleure compréhension des services écosystémiques et de proposer une approche méthodologique suffisamment simple pour pouvoir être mise en œuvre sans nécessiter de travaux de recherche en amont.

Il s'agit d'une démarche évolutive et ce guide sera complété par la suite en fonction de l'évolution des connaissances, des retours d'expériences, de la réglementation ou des publications scientifiques sur le sujet.

## À NOTER

Ce guide ne prescrit aucune mesure spécifique pour compenser une éventuelle perte en SE. La première raison est que ceux-ci doivent être compensés dans le cadre de l'article L161-1 du code l'environnement (action réparatrice), mais ne sont mentionnés que dans les phases d'évitement et de réduction de l'article L110-1 du code de l'environnement (action préventive). Une seconde raison est que la compensation des services écosystémiques nécessite de développer une méthodologie et des critères complémentaires.

Notamment, il conviendrait d'évaluer la nature des mesures compensatoires et de prendre en compte une analyse des bénéficiaires des services, car de nombreux services écosystémiques ont des conditionnalités spatiales pour leur fourniture.

Lorsque l'on travaille à périmètre constant, cette conditionnalité spatiale reste stable en première approximation. Cependant de nombreuses solutions de compensation sont situées en dehors du site.
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# 2. Notions de base sur les Services Écosystémiques

## 2.1. Concept de services écosystémiques

Le concept de services écosystémiques permet d'aborder les interdépendances entre la société et son environnement. Il met en avant l'importance des systèmes écologiques, la biodiversité et sa fonctionnalité, pour la société, les humains et leurs institutions et fait le lien entre ces deux entités.

Le concept de services écosystémiques a été initié afin de soutenir les efforts de conservation par la démonstration du rôle joué par les écosystèmes sur le bien-être humain et l'économie.

L'hypothèse environnementaliste qui a généré ce concept, est que la compréhension de l'importance des services écosystémiques pour nos sociétés et le bien-être humain permet de soutenir les efforts de conservation de la biodiversité, en démontrant le rôle majeur joué par les écosystèmes.

## 2.2. Définitions et catégories de services

Les services écosystémiques sont « les avantages retirés par l'Homme de son utilisation actuelle ou future de diverses fonctions des écosystèmes, tout en garantissant le maintien de ces avantages dans la durée » d'après l'Évaluation Française des Écosystèmes et des Services Écosystémiques (EFESE, 2017).

Il existe aussi de nombreuses autres définitions des services écosystémiques qui présentent toutes un grand degré de similarité, les plus utilisées étant les suivantes :

- Millenium Ecosystem Assessment (MEA, 2005) : « Les services écosystémiques sont les bénéfices que les humains tirent des écosystèmes » ;

- The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB, 2008) : « Les bienfaits que les hommes tirent des écosystèmes » ;

- Common International Classification of Ecosystem Services (CICES, Haines-
young et Potschin, 2013) « des contributions que les écosystèmes ont sur le bien-être humain ».

Toutes ces définitions reposent sur une considération anthropocentrée des valeurs de la nature, mais diffèrent dans leur vocabulaire (bénéfices ; avantages ; contributions ; etc.) et dans la considération de l'action de l'homme. De plus, il est possible de noter que la définition de l'EFESE intègre une notion de durabilité absente des autres notions.

Le terme de service écosystémique peut être considéré comme équivalent à celui de service écologique, tandis que la notion de service environnemental se réfère aux questions liées aux activités humaines telles que les pollutions ou la surexploitation des ressources naturelles. Ainsi, il est considéré qu'un service écosystémique est généralement un service rendu par la

nature à l'Homme et un service environnemental un service rendu à l'Homme par l'Homme et s'appuyant sur la nature. Ces deux termes ne sont donc pas interchangeables.

Les services écosystémiques sont habituellement répartis dans trois catégories (Figure 1) :

* Les services d'approvisionnement sont à l'origine de biens que l'on peut extraire des écosystèmes, tels que la nourriture, les différents matériaux et fibres naturelles, etc. ;

* Les services de régulation sont non matériels et contribuent indirectement au bien-être de l'homme à travers les fonctions de régulation des écosystèmes, tels que la régulation du climat ou des incendies, mais aussi le maintien de cycle de vie des d'écosystèmes ;

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 1: illustration des trois catégories de services écosystémiques (source: DREAL HDF).</figcaption></figure>
* Les services culturels représentent les différentes valeurs immatérielles que l'on peut attribuer aux écosystèmes, une valeur esthétique, symbolique (comme les valeurs emblématiques) et récréative telle que les activités de pleine nature (chasse, pêche, randonnée, etc.).

Dans les premières classifications des services écosystémiques, il existait également la catégorie des « services de support ». Mais ces derniers ont été ultérieurement considérés comme étant équivalents aux fonctions écosystémiques. Ils ont été qualifiés de services intermédiaires et donc ne ressorssant pas du domaine des services bénéficiants directement à l'Homme.

Dans l'EFESE, une typologie différente est utilisée, avec le terme de « biens »

pour les services d'approvisionnement ou de prélèvement et les services culturels sont divisés en « services écosystémiques culturels » pour les avantages mesurables et en « patrimoine naturel » pour les avantages souvent incommensurables attachés à une valeur intrinsèque (tableau 1).

La diversité des services induit des différences d'échelles entre eux. En effet, les services d'approvisionnement sont généralement produits en un lieu précis, car liés à une source de production définie. Les services de régulation sont généralement générés à une échelle supérieure entre les services de régulation du climat qui sont globaux ou régionaux et par exemple les services de régulation liés à des espèces (ex. : pollinisation) qui sont à l'échelle de plusieurs milieux voisins. Les services

<table><caption>Tableau 1 : correspondance entre les typologies du MEA (2005) et de l'EFESE (2017). (Source: EFESE, 2017).</caption><thead><tr><th>Typologie de l'EFESE</th><th>Typologie du MEA</th></tr></thead><tbody><tr><td>Fonctions écologiques</td><td>Services de support</td></tr><tr><td>Biens produits par les écosystèmes</td><td>Services d'approvisionnement ou de prélèvement</td></tr><tr><td>Services écosystémiques de régulation</td><td>Services de régulation</td></tr><tr><td>Services écosystémiques culturels</td><td>Services culturels et spirituels</td></tr><tr><td>Patrimoine naturel</td><td></td></tr></tbody></table>

**EN SAVOIR PLUS** : EFESE 2017 (en français) ; Méral et Pesche, 2016 ; FAO site en français et anglais (http://www.fao.org/ecosystem-services-biodiversity/fr/)
culturels, quant à eux, sont générés à des échelles encore plus variables avec les valeurs esthétiques ou symboliques qui peuvent être à l'échelle d'un milieu ou d'un paysage, comme les services de récréations.

## 2.3. Cadre d'analyse et sous-notions

Les services écosystémiques sont par définition à l'interface entre les écosystèmes et le système socio-économique – la société (Figure 2). Mais dans ce concept, il est crucial de distinguer de nombreuses « sous-notions » regroupées dans les notions d'offre et de demande. Elles sont illustrées dans la Figure 3 qui représente les éléments emboîtés d'un système socio-écologique : le système écologique, la société et l'économie. Ce schéma regroupe les différents éléments du modèle en cascade. Tout d'abord, dans le système écologique, nous retrouvons les structures et processus biophysiques à la base du système écologique et liés aux fonctions écosystémiques. Ces éléments peuvent être regroupés dans le concept d'intégrité écologique utilisé pour évaluer l'état de conservation et de fonctionnalité des écosystèmes.

La notion d'intégrité écologique est complexe et souvent liée à d'autres

concepts tels que la santé des écosystèmes, la condition écologique, la fonctionnalité écologique. Ces concepts diffèrent dans des gradients de naturalité et/ou d'altération. Nous utilisons l'intégrité écologique comme notion englobante de tous ces autres concepts afin d'évaluer les différents états des écosystèmes. La prise en compte de l'intégrité écologique est de plus en plus proposée notamment grâce à une prise de conscience croissante de la nécessité de conserver les écosystèmes et leurs fonctionnalités pour garantir la durabilité des services

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 2 : cadre conceptuel simplifié de l'EFFESE (source: EFFESE, THEMA 2017).</figcaption></figure>

écosystémiques. À l'intérieur du système écologique, l'homme est dans la sphère sociétale avec l'économie, les avantages et les bénéfices tirés de la nature et le bien-être de l'Homme. Alors que les avantages et les bénéfices tirés de la nature sont des élé-

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 3 : les services écosystémiques, entre écosystèmes et sociétés, sont déterminés par de multiples fonctions écosystémiques et actions anthropiques.</figcaption></figure>
ments de la cascade des services écosystémiques, ils sont liés et contribuent à l'économie et au bien-être humain. Il convient, dans le concept de services écosystémiques, de faire trois grandes distinctions : l'offre, le flux et la demande.

L'offre détermine ce que la nature produit et fournit. Du côté écosystémique, la capacité est le rendement maximal hypothétique des écosystèmes. Elle peut être augmentée ou diminuée grâce à la gestion des écosystèmes et/ou le changement d'occupation du sol. La capacité diffère de l'offre qui est le service fourni ou délivré dans une période donnée.

Le flux correspond à la part de l'offre en services écosystémiques produits, et peut-être rattaché à l'offre ou à l'usage, selon les auteurs. En cartographie, la notion de flux peut être différente et correspondre au transfert de services des zones productrices vers les zones bénéficiaires de services.

La demande regroupe ce que l'homme consomme, utilise ou désire. Dans chacun de ces trois aspects, des distinctions sont encore faites dans les valeurs et les méthodes d'évaluation qui peuvent être différentes. La demande regroupe ce que l'homme consomme, utilise, désire ou préfère et est définir par la société ou l'individu.

L'usage est le service écosystémique consommé ou utilisé directement ou indirectement dans une zone particulière sur une période donnée. Le désir et la préférence sont l'expression des souhaits individuels et/ou sociétaux en services écosystémiques.

Dans le cadre des services écosystémiques désirés ou préférés, il est aussi important de distinguer la préférence d'une personne, d'un citoyen, la demande institutionnelle et la préférence globale qui composent la demande sociétale. Ces différentes demandes induisent des méthodes d'évaluation et d'analyses différentes. Elles peuvent également conduire à des résultats divergents.

Le regroupement ou le manque de distinction que l'on peut rencontrer dans la litterature scientifique ou bien dans les applications, notamment entre l'offre et la capacité ou bien entre le flux et la demande est de nature à entraîner des confusions sur la nature réelle de ce qui est évalué. Ces regroupements ne sont pas nécessairement le résultat d'une incompréhension, mais peuvent également résulter de l'hétérogénéité et de la variété des méthodes d'évaluation disponibles.

Pour le cas plus particulier de la demande, il convient également d'envoyer qu'une partie de la demande peut être satisfaite via des solutions technologiques. Le flux en SE se limite à ce qui serait pourvu directement par les services écosystémiques.

La demande en services écosystémiques est souvent liée à des définitions différentes, selon les différentes catégories de services. Les services d'approvisionnement peuvent être définis par les données d'usages directs (ex. : l'accessibilité aux espaces verts, le nombre de permis de pêche, etc.) et de consommations (ex. : quantité d'eau consommée par un territoire), car ils sont composés principalement de biens et sont souvent associés à des marchés. Les services de régulation sont plus délicats à évaluer que
ce soit d'un point de vue biophysique ou économique. Il s'agit de services qui reposent sur des processus et des fonctions généralement complexes, difficiles à évaluer directement. Enfin, les services culturels peuvent être définis par des préférences et par les données d'usages directs, selon qu'il s'agit de services liés à des interactions mentales ou physiques.

Lors des évaluations spatiales des services écosystémiques, il faut faire attention aux différences de localisation de l'offre et de la demande en services : le lieu de l'offre est le lieu de production par la nature alors que les lieux de demande sont les lieux où les hommes résident ou les lieux de bénéfice du service ; par exemple les champs cultivés pour le service de régulation des ravageurs.

La durabilité de l'offre de services écosystémiques peut être abordée en évaluant la persistance de la capacité et de l'état écologique des écosystèmes compte-tenu du niveau d'utilisation des services écosystémiques. La surutilisation de certains services écosystémiques peut être une bonne approximation pour identifier des usages non durables, notamment lorsque le service est associé à l'exportation de ressources hors de l'écosystème. Lorsque l'utilisation dépasse la capacité durable<fnref n="6" />, l'état de l'écosystème et

donc sa capacité risquent d'être dégradés pour une durée dépendant de la résilience écologique et du niveau de perturbation. La sur-utilisation des services écosystémiques est donc un indicateur approprié pour examiner l'équité intergénérationnelle qui est une composante de la durabilité, car une utilisation excessive ou critique des services écosystémiques est également susceptible d'empêcher d'autres parties prenantes de bénéficier des services dans le futur. Par exemple, la surexploitation du bois, associée à la coupe à blanc, induit une érosion du sol, une réduction de la productivité actuelle et future des surfaces forestières, et la surexploitation dans les régions tropicales et subtropicales dans des conditions climatiques difficiles détériore la capacité du sol à long terme.

Plusieurs études récentes ont porté sur l'équilibre entre l'offre et la demande en services écosystémiques. Ces approches d'équilibre permettent de recueillir des informations d'aide à la décision en identifiant les inadéquations entre l'offre et la demande. Il est utile de voir où la demande dépasse l'offre pour la prise de décision à deux principaux égards :

(1) D'un point de vue socio-écologique, le déséquilibre de l'offre et de la demande peut refléter une surutilisation non durable potentielle des services et donc une dégradation potentielle des écosystèmes qui les fournissent. La prise de décision vise ensuite à s'assurer que les systèmes socio-écologiques peuvent soutenir l'offre en ser-

<footnote n="6">6. Capacité durable : capacité en service écosystémique qui peut être utilisée sans altérer les usages futurs. Correspond à la fraction de la capacité produite par l'écosystème dans un intervalle de temps donné.</footnote>
vices écosystémiques à long terme et avec un accès suffisant pour tous malgré les perturbations et les transitions en cours. Il est aussi possible de diminuer la demande en services écosystémiques.

(2) D'un point de vue économique, l'équilibre peut aider à maximiser le rapport coûts-avantages des décisions publiques et privées en identifiant les possibilités de gestion pour répondre à la demande sociétale. Cela dit, il manque encore un objectif normatif et une approche opérationnelle pour que les services écosystémiques soient considérés dans le cadre de la durabilité.

Cependant, des précisions récentes de la définition des services écosystémiques sont notables comme par exemple celle de l'EFESE qui intègre la notion de durabilité « Les SE sont des avantages socioéconomiques retirés par l'homme de son utilisation durable des fonctions écologiques des écosystèmes». Ainsi, une utilisation durable des services écosystémiques peut être définie comme une utilisation qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre à leurs besoins.

## 2.4. Interaction entre les services

Il existe plusieurs types d'interactions entre les services. Les compromis (Trade-off en anglais) correspondent à des interactions antagonistes, ce qui signifie que l'augmentation d'un service ou de plusieurs services entraîne

la réduction d'un autre service ou plusieurs autres services. Les synergies sont définies par une association positive de deux ou plusieurs services.

Ces notions sont complexes à appréhender et à évaluer, car les interactions entre services peuvent varier spatialement et temporellement. Mouchet et al. (2014) proposent de parler d'association lorsque l'on parle de corrélation à un moment précis et de compromis ou synergies lorsqu'il y a répétabilité. Posséder des connaissances sur les interactions entre services est primordial pour les processus de gestion des milieux afin de pouvoir prendre en considération les effets directs et indirects des options de gestion et d'aménagement lors des prises de décisions. Il devient alors possible d'établir des scénarios tels que les solutions gagnant-gagnant, gagnant-perdant, ou encore perdant-perdant.

La prise en compte des interactions entre services est essentielle notamment dans les pratiques de gestion se basant sur la maximisation d'un seul service (ex. : les agroécosystèmes), car la diminution des autres services peut avoir en retour des conséquences à long terme sur la fourniture du service maximisé. Par exemple, l'agriculture intensive, par des usages importants de pesticides et d'intrants, dégrade les services de régulation (séquestration du carbone dans le sol, pollinisation, régulation des prédateurs des cultures, etc.) ce qui en retour limite à terme la productivité ou la régularité de la production agricole en diminuant les processus naturels positifs. Généralement,
nos connaissances dans les inter-
actions entre services sont encore très
limitées et restent donc à explorer.

Pour prendre en compte ces inter-
dépendances, les services écosysté-
miques peuvent être considérés par
bouquet. La notion de **bouquet de ser-**
**vices** regroupe l'association dans l'es-
pace et dans le temps de différents
services écosystémiques, mais fait éga-
lement référence à un mode de repré-
sentation des services écosysté-
miques. Il s'agit d'intégrer l'ensemble
des services écosystémiques dans un
seul schéma qui peut être par exemple
sous forme de radar. Larondelle et
Haase (2013) ont représenté dans un
même bouquet les services produits
par une ville et Campagne et al. (2017)
ont représenté cela pour une région
sous forme de diagramme en fleur.

2.5. Les politiques publiques et
les programmes d'évaluation

La notion de services écosystémiques est de plus en plus intégrée dans les politiques publiques notamment liées à l'environnement et la biodiversité, tels que les objectifs d'Aïchi du plan stratégique pour la biodiversité 2011-2020 de la Convention pour la Diversité Biologique (CDB). En 2011, l'Union Européenne a adopté une stratégie pour protéger et améliorer l'état de la biodiversité en Europe appelée la stratégie biodiversité de l'UE à l'horizon 2020 qui répond à la CDB (European Commission, 2013). Dans l'action 5 de l'objectif 2 de cette stratégie, la Commission européenne demande aux États membres de cartographier et d'évaluer l'état des écosystèmes et de leurs services, d'évaluer la valeur

économique de ces services et de pro-
mouvoir l'intégration de ces valeurs
dans les systèmes de comptabilité et
d'information au niveau de l'UE et au
niveau national d'ici 2020 (European
Commission, 2013). Engagée dès 2004,
la stratégie nationale française pour la
biodiversité (SNB) a fait l'objet d'une
révision en 2010 avec l'intégration des
objectifs de la stratégie pour la biodi-
versité européenne et repose dés-
ormais pour une large part sur l'enga-
gement volontaire des parties
prenantes.

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 4 : schéma de la gouvernance de l'EFESE (Source: EFESE, 2016).</figcaption></figure>

Le domaine de recherche autour des
services écosystémiques se développe.
Il est devenu le domaine le plus im-
portant et évoluant le plus rapidement
des sciences environnementales et de
l'économie écologique. De nos jours,
il a une vocation affirmée d'aide à la
décision publique au travers de pro-
grammes de recherche à l'échelle in-
ternationale et des organisations
multi-acteurs. À l'échelle internatio-
nale, la Plateforme intergouvernemen-
tale scientifique et politique sur la bio-
diversité et les services
écosystémiques (IPBES pour l'acro-
nyme anglais), démarrée en 2012, pro-
<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 5 : déroulement d'une évaluation environnementale intégrant les services écosystémiques selon Rosa et Sanchez 2016.</figcaption></figure>

vient de la volonté de construire une
plateforme multi-acteurs afin d'amé-
liorer l'interface entre science et poli-
tique sur la question de la biodiversité
et des services écosystémiques, sur
l'image du GIEC pour le climat
(Groupe d'experts intergouvernemen-
tal sur l'évolution du climat). À l'échelle
européenne, la Commission euro-
péenne a mis en place des groupes de
travail associant des experts et des re-
présentants des parties prenantes et
des États membres tel que le pro-
gramme Mapping and Assessment of
Ecosystems and their Services »
(MAES) qui cartographie et évalue les
écosystèmes et les services écosysté-
miques. En France, plusieurs projets
ont été mis en place afin d'évaluer et
de cartographier les services écosys-
témiques et ainsi contribuer aux acti-
vités de l'IPBES et du MAES.

Le programme du Ministère en charge
de l'Environnement a engagé à partir
de 2012 l'Évaluation Française des Éco-
systèmes et des Services Écosysté-

miques<fnref n="7" /> qui réalise l'état des lieux des
SE produits au niveau national. L'EFESE
regroupe des experts, des parties pre-
nantes et une organisation en groupes
de travail sous l'égide du Commissariat
Général au Développement Durable
du Ministère de la Transition Écolo-
gique et Solidaire (Figure 4). La mise
en œuvre de l'EFESE en France découle
de la déclinaison nationale de la stra-
tégie européenne.

## 2.6. La littérature scientifique sur l'intégration des services écosystémiques dans les évaluations d'incidences sur l'environnement

En France, il est possible de citer les
grands schémas d'aménagement
comme le SCOT (Schéma de cohé-
rence territoriale qui réunit plusieurs
schémas directeurs) ou le PLU (Plan lo-
cal d'urbanisme qui concerne l'amé-

<footnote n="7">7. https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/levaluation-francaise-des-ecosystemes-et-des-services-ecosystemiques</footnote>
<table><caption>Equivalences between the structure of EIA reports and ES categories: (0) no conceptual relationship expected; (+) significant relationship expected; (++) very significant relationship expected. Examples of key ES are presented below each ES type.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Structure of EIA reports (environmental factors)</th><th colspan="2">Provisioning services (P)</th><th colspan="2">Regulating services (S)</th><th colspan="2">Cultural services (C)</th><th colspan="2">Supporting services (S)</th></tr><tr><th></th><th></th><th>Climate regulation</th><th></th><th>Recreation and tourism</th><th></th><th>Habitats and biological corridors for biodiversity</th><th></th></tr><tr><th></th><th></th><th>Food (crops, wild game and food, capture fisheries)</th><th></th><th>Air quality regulation</th><th></th><th>Aesthetical fulfillment</th><th></th><th>Nutrient and water cycling</th></tr><tr><th></th><th></th><th>Biological raw materials and freshwater</th><th></th><th>Prevention of soil erosion</th><th></th><th>derived from landscape</th><th></th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>Air quality</td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Climate</td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Noise</td><td>0</td><td></td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td><td>0</td><td></td></tr><tr><td>Landscape, land use and geomorphology</td><td>++</td><td></td><td>+</td><td></td><td>++</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Geology</td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Soil</td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Water resources</td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>++</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Fauna/flora/habitats</td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>++</td><td></td><td>++</td><td></td></tr><tr><td>Land planning/restrictions</td><td>+</td><td></td><td>++</td><td></td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Cultural heritage</td><td>0</td><td></td><td>0</td><td></td><td>++</td><td></td><td>0</td><td></td></tr><tr><td>Structuring systems</td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td><td>0</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Socio-economics</td><td>++</td><td></td><td>+</td><td></td><td>++</td><td></td><td>+</td><td></td></tr><tr><td>Demography</td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td><td>+</td><td></td></tr></tbody></table>

Figure 6 : relations conceptuelles entre les composantes d'une évaluation environnementale et les catégories de services écosystémiques. Le 0 indique l'absence de relation, le nombre de + indique l'intensité de la relation (Source : Honrado et al. 2013).

nagement d'une commune - PLUi pour les intercommunalités). De plus, la loi pour la reconquête de la biodiversité, de la nature et des paysages, dite loi « Biodiversité » vise à protéger, restaurer et valoriser la biodiversité et notamment à éviter, réduire, compenser les impacts négatifs de certaines activités humaines sur l'environnement (Art L.110-1 : II).

La littérature scientifique concernant la prise en compte des services écosystémiques dans le cadre des études d'impact ou des évaluations stratégiques se focalise essentiellement sur la question de l'intérêt de la prise en compte des services écosystémiques, notamment dans une considération de la conservation de la biodiversité. Ainsi Baker et al. (2013) concluent que la prise en compte des SE doit être pragmatique et apporter des éléments complémentaires à la pratique habituelle des EIE. Comme le précisent Partidario et Gomes (2013), l'intégration des SE dans les plans stratégiques rend visibles les bénéfices issus de la nature et de la biodiversité. Cela crée des opportunités pour discuter des options prenant en compte les risques et les bénéfices pour les SE. Ils sont intégrés au cadre de valeur qui permet

l'analyse stratégique. L'Association internationale pour l'évaluation des impacts (IAIA - International Association for Impact Assessment) définit l'EIE comme le processus d'identification, de prévision, d'évaluation et d'atténuation des impacts potentiels avant de prendre des décisions. Le 16 avril 2014, l'Union européenne a approuvé une nouvelle directive (n° 2014/52/UE) qui souligne l'importance d'intégrer, dans le processus d'évaluation et de décision, d'autres composantes telles que la durabilité dans l'utilisation des ressources, la protection de la biodiversité et les changements climatiques. En France, cela a été implémenté à travers la loi sur la reconquête de la biodiversité (n° 2016-1087 du 8 août 2016).

De nombreux travaux pointent le manque de méthodologie harmonisée, mais les propositions convergent vers un certain nombre de points communs⁸. Ainsi, comme le présent Rosa et Sànchez (2016), il est préconisé une première phase de délimitation du projet d'aménagement, l'identification d'une liste de SE essentiels, notamment en s'appuyant sur

8. Rosa and Sànchez, 2016; Söderman, 2012.; Sousa et al., 2019; Tardieu et al., 2015
une consultation extensive des porteurs d'enjeux locaux, l'évaluation de la quantité de services, puis la détermination des pertes en services résultant de l'aménagement, enfin les options de compensation pouvant être utilisées pour essayer d'atteindre une non-perte nette en SE (figure 5). La méthodologie que nous proposons dans le guide et présentons en partie 3 reprend cette série d'étapes. Il est à noter que **ces étapes doivent être répétées pour chaque scénario ou variante** du PPP dans le cadre d'une démarche ERc.

Un problème fréquemment évoqué est la difficulté d'évaluation des SE, car les données locales sont souvent manquantes ou disponibles à des échelles inadéquates. De même, la modélisation pose des problèmes de complexité qui ne peuvent souvent pas être pris en compte dans les EIE, généralement par manque de temps, de moyens et de compétences<fnref n="9" />.

Comme l'indiquent Partidario et Gomes (2013) : « L'évaluation des SE doit utiliser des critères standards et des échelles normalisées pour l'évaluation

des SE qui permettent la comparison et la discussion entre les parties prenantes. L'évaluation qualitative et quantitative peut être utilisée selon les besoins, mais en fin de compte, elle doit être comparable. » En effet, dans une évaluation de plusieurs services, un problème identifié est le manque de comparabilité des valeurs de services si l'évaluation est basée sur des indicateurs spécifiques pour chaque SE.

Honrado et al. (2013) proposent de relier les différentes composantes d'une EIE aux catégories de services écosystémiques. Ainsi, les chapitres des évaluations environnementales qui concernent la qualité de l'air, le bruit, les sols, la faune et la flore... peuvent être conceptuellement liés aux services écosystémiques et alimenter l'analyse des impacts (Figure 6). Les données sur les autres composantes de l'évaluation sont des sources d'information pour déterminer les conditions structurelles et biologiques.

Tardieu et al. (2015) ont réalisé une étude des impacts directs et indirects de l'implantation d'une infrastructure linéaire de transport sur les services

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>Figure 7 : distribution spatiale de la capacité et des bénéfices de différents services écosystémiques (Source : Sonter et al. 2020).</figcaption></figure>

<footnote n="9">9. Bagstad et al., 2014 ; Burkhard et al., 2012 ; Söderman, 2012</footnote>
écosystémiques en adoptant un cadre
de valeur monétaire et la prise en
compte des impacts biophysiques. Les
impacts de la conversion des terres
sont directs sur les écosystèmes en rai-
son de la perte et de la réduction des
surfaces des écosystèmes naturels,
avec une conséquence immédiate sur
les services écosystémiques. Cepen-
dant, ils mettent en avant le fait que
l'influence des perturbations du projet
sur la faune, la végétation, l'hydrologie
et le paysage environnant dépasse
souvent la zone convertie et peut en-
 traîner des impacts indirects impor-
tants sur la capacité en services éco-
systémiques.

Ils proposent un indicateur de la perte
annuelle en services - le V(ESL) - qui in-
tègre l'ensemble des services écosys-
témiques en un seul indicateur. Sur la
base de cette étude et d'autres, nous
avons préconisé la prise en compte
des mutations des occupations et
usages des sols, puis la considération
de la condition des écosystèmes, qui
permet de nuancer les variations de
la capacité en SE.

Les considérations spatiales et notamment du périmètre d'impact par rapport au périmètre de fourniture des services sont rendues complexes par la diversité des mécanismes écosystiques et des services que l'on est susceptible de prendre en compte.

Ainsi, comme l'illustrent Sonter et al.
(2020), mais d'autres également avant
eux, différentes catégories de services
ont des aires de fourniture et de de-
mandes différentes (Figure 7). Quatre
grands cas de figure sont générale-
ment possibles : A : la fourniture et le
bénéfice sont non dépendants de la

localisation (ex : séquestration du car-
bone), B : la fourniture et le bénéfice
sont liés par des mécanismes direc-
tionnels (ex : contrôle des flux hydro-
logiques), C : la fourniture et le béné-
fice ont des relations de proximité (ex
: pollinisation) et enfin, D : le bénéfice
se fait sur le lieu de fourniture (ex : ac-
tivités récréatives).

Ces aspects sont particulièrement im-
portants lorsque l'on veut considérer
les bénéfices pour les individus en plus
des capacités en services comme nous
l'avons appliqué dans le présent guide.
De même, ces aspects spatiaux sont à
prendre en compte pour définir les
zones à éviter en priorité. De par leur
définition même, les services écosys-
témiques ne sont effectifs que lorsque
le bénéfice est acquis pour des per-
sonnes. La localisation relative des
zones de fourniture de services et des
bénéficiaires doit alors être prise en
compte, de même que les conditions
d'accès au service. Ainsi, une grande
capacité de service récréatif est pos-
sible, mais si l'accès est fermé pour des
raisons réglementaires (domaine privé)
ou physiques (clôture), le bénéfice en
service devient nul. De même, recréer
un milieu favorable au service de pol-
linisation à plusieurs kilomètres des
cultures qui en dépendent ne
compense pas la perte de SE pour ces
parcelles.

Peu de documents proposent une dé-
marche méthodologique complète
des évaluations environnementales et
des évaluations stratégiques prenant
en compte les services écosysté-
miques. Le rapport de Landsberg et al.
(2013) du World Resources Institute
peut également être cité. Ils proposent
une démarche en 6 étapes (dont nous
nous sommes inspirés), mais pas de
modalités d'évaluation des SE. Ils proposent notamment de définir :

* Une liste des services écosystémiques à inclure dans le cahier des charges de l'EIE ;

* L'identification des services écosystémiques prioritaires à prendre en compte et des parties prenantes à engager dans les étapes ultérieures du processus d'EIE ;

* L'évaluation des impacts et des dépendances des projets sur les services écosystémiques prioritaires ; et

* Des mesures visant à réduire les impacts des projets et à gérer les dépendances des projets à l'égard des services écosystémiques prioritaires, à inclure dans les plans de gestion environnementale et sociale.

## 2.7. Les différentes méthodes d'évaluation des services

La demande croissante d'évaluation et de cartographie des services écosystémiques à l'échelle locale et régionale pour soutenir la gestion de la biodiversité, l'aménagement du territoire et l'évaluation de l'impact environnemental a créé un besoin de méthodes robustes et scientifiquement solides pour évaluer les capacités, les demandes et/ou les préférences des services écosystémiques.

Pour évaluer les services écosystémiques et appréhender la complexité du fonctionnement des écosystèmes, une grande quantité de données pertinentes disponibles à différentes échelles spatiales et temporelles est nécessaire. Diverses méthodes d'évaluation des services écosystémiques ont été utilisées, nécessitant des types et degrés d'expertise variables de la

part des personnes qui les mettent en œuvre et mobilisant différentes quantités de données. Le bon choix de la méthode doit articuler les objectifs de l'évaluation et de la cartographie, mais aussi l'applicabilité, l'appropriation de la méthode, les résultats attendus par les parties prenantes. Au-delà des quantifications des experts scientifiques, le concept de services écosystémiques ne peut être mis en œuvre que si les évaluations sont comprises et soutenues par les utilisateurs finaux tels que les gestionnaires d'espaces ou les décideurs publics. La complexité réelle et la difficulté perçue de l'interprétation des résultats sont des facteurs limitants à prendre en compte dans tout exercice d'évaluation et de cartographie des services écosystémiques.

L'acquisition, la compilation et le traitement de sources de données multiples peuvent se révéler difficiles, voire impossibles pour de nombreux services écosystémiques, en particulier à échelles fines. Il faut alors se recevoir sur quelques services ou se reporter sur des protocoles d'échantillonnages, l'utilisation de modèles ou la mobilisation d'expertises territoriales ou sectorielles. Afin d'augmenter l'application des connaissances sur les services écosystémiques dans les actions territoriales, il faut un cadre souple, cohérent et instructif qui tienne compte des différences spatio-temporelles de la production en services écosystémiques.

Ainsi, ce cadre doit faire une distinction entre la production potentielle et la demande en services ainsi qu'être applicable dans un large éventail d'écosystèmes et de services.
<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>Figure 8 : degré de complexité des méthodes d'évaluation des services écosystémiques (d'après Burkhard et Maes, 2017).</figcaption></figure>

## Degré de complexité des méthodes

Chaque méthode a ses avantages et ses limites et nécessite différents degrés d'expertises et de temps. Il convient alors de choisir une méthode d'évaluation en fonction de : l'expertise nécessaire pour appliquer la méthode, du temps d'évaluation, de la complexité générale, de la disponibilité des données nécessaires, etc. (Figure 8).

## Les types de méthodes et d'indicateurs

Les différentes méthodes d'évaluation des services écosystémiques sont généralement catégorisées en approches biophysiques, socioculturelles et économiques qui sont considérées comme les 3 valeurs ou domaines des services écosystémiques. Cette pluralité de la valeur est reconnue et doit être prise en compte dans les outils d'évaluation et de cartographie des services écosystémiques dans une approche de l'intégration de leurs valeurs.

L'approche biophysique des services écosystémiques évalue l'état, le fonctionnement et les facteurs de change-ment directs et indirects des écosystèmes sur la base de paramètres biologiques, écologiques et physiques des écosystèmes. De nombreux indicateurs et modèles se sont développés pour évaluer la capacité biophysique en services écosystémiques. Les measures peuvent être directes ou indirectes selon qu'elles sont basées sur des observations, des expérimentations ou des modèles.

Morelli et al. en 2017 utilisent un assemblage d'indicateurs pour évaluer les services écosystémiques qui peuvent être combinés avec des modèles. Cabral et al. en 2016 utilisent un assemblage d'indicateurs et de modèles tels que le modèle InVest.

L'approche socio-culturelle des services écosystémiques évalue « les préférences individuelles et collectives pour identifier les services qui sont importants pour la population, les portentiels conflits sociaux à cause des différents besoins et perceptions ainsi que les compromis entre services et les parties prenantes » (Santos-Martín et al. 2016). Les méthodes d'évaluation des préférences sont par exemple les méthodes délibératives, participatives ou narratives.

Dans l'étude de Teixeira et al. publiée en 2019, des entretiens avec des questions ouvertes ou semi-ouvertes sont effectués et analysés par l'analyse du discours et des méthodes quantitatives telles que des analyses des correspondances multiples pour évaluer la variabilité des perceptions des services et des disservices<fnref n="10" />. Parmi les répondants et selon les types de forêts, L'approche économique des services

<footnote n="10">10. Les disservices écosystémiques représentent les aspects négatifs des écosystèmes pour le bien-être humain.</footnote>
## Zoom sur la méthode des matrices de capacité

Parmi les différentes approches d'évaluation des services écosystémiques, la méthode des matrices de capacité est considérée comme flexible et rapide à mettre en œuvre. Elle est constituée d'une table d'allocation d'un score pour chaque service écosystémique et chaque écosystème considéré. Cette méthode a été utilisée dans plus d'une centaine d'études scientifiques et a été étudiée et adaptée dans plusieurs d'entre elles. En France, elle a été appliquée dans plusieurs Parcs Naturels Régionaux depuis 2014 (entre autres le PNR des Baronnies Provençales, PNR Scarpe-Escaut et le PNR des Alpilles) et à l'échelle de la Région Hauts-de-France. C'est à partir des résultats de cette dernière application que nous proposons une des voies pour l'intégration des services dans les évaluations d'incidence sur l'environnement. Au-delà de l'évaluation elle-même, l'appropriation de la méthode et des résultats obtenus par les différents acteurs du territoire, les opérateurs des collectivités locales et de l'État et les bureaux d'études est particulièrement importante. Le concept de service écosystémique ne peut être mis en œuvre que si les évaluations sont comprises et acceptées par les utilisateurs finaux. La complexité des notions utilisées dans les études et la difficulté d'interprétation des résultats obtenus sont des facteurs limitant la prise en compte des résultats par les acteurs du territoire. En outre, l'acquisition, la compilation, l'exploitation et le traitement de sources de données multiples et de méthodes ou modèles lourds à mettre en œuvre peuvent se révéler difficiles, voire impossibles, pour de nombreux bureaux d'études et/ou services opérationnels, en particulier à des échelles fines.

En résumé, cette approche est basée sur l'utilisation d'un tableau composé d'unités géospatiales, qui peuvent par exemple être les types d'écosystèmes ou modes d'usage ou d'occupation du sol, et d'un ensemble de services qui doivent être évalués dans une zone d'étude spécifique. Dans la table, un score est généré en se référant à l'offre ou à la demande du service pour chaque unité géospatiale. Le score est généralement semi-quantitatif et sur une échelle de 0 à 5 avec 0 pour une offre ou une demande nulle en service et 5 pour une offre ou une demande forte. Ce score peut être défini à partir de diverses sources d'information : jugements d'experts, données statistiques, données quantitatives provenant de modèles basés sur des processus ou bien éventuellement de mesures in-situ. Il est majoritairement basé sur le dire d'experts et défini avec une méthodologie précise, comme présentée dans le rapport d'étude Campagne et Roche 2019. Il est important de préciser que les scores des services obtenus ne sont pas des préférences individuelles, mais des estimations fondées sur la connaissance de terrain des experts. La préférence est par nature une composante de la demande en service alors qu'ici nous avons à éviter la capacité en services.

L'ensemble de la méthodologie est décrit dans le rapport d'étude Campagne et Roche 2019 sur l'Évaluation de la capacité des écosystèmes de la région Hauts-de-France à produire des services écosystémiques<fnref n="9" />.

<footnote n="9">9. https://www.hauts-de-france.developpement-durable.gouv.fr/?Les-services-ecosystèmes-15560</footnote>
écosystémiques évalue, en termes monétaires ou non, « des coûts et des avantages liés à des choix ou des actions, notamment en présence d'externalités (positives ou négatives), en vue d'intégrer ces éléments dans la réflexion sur la conception et la mise en place de politiques publiques » (EFESE, 2017). Le but de l'évaluation économique n'est pas nécessairement de donner une valeur marchande ou un prix à la nature, mais de donner une valeur économique permettant de prendre en compte les milieux naturels et aider à leur considération lors des prises de décision et de gestion. Depuis l'évaluation très médiatisée de Costanza et al. (1997), les études sur les évaluations économiques totales ont considérablement augmenté et les méthodes d'évaluation économique ont été améliorées. Les prix du marché sont généralement utilisés pour évaluer la valeur économique des services d'approvisionnement comme cela est fait dans l'EFESE pour évaluer la valeur économique de la capture et du prélèvement d'animaux issus des milieux humides et aquatiques.

Ces trois approches des services écosystémiques ne sont pas strictement distinctes, mais plutôt chevauchantes et complémentaires pour de nombreuses méthodes d'évaluation. La pluralité des valeurs des services écosystémiques peut être évaluée en combinant ces différentes approches. Ainsi, une approche intégrative peut être définie comme intégrant « les données et l'information sur les composantes biophysiques de l'écosystème avec les composantes du système socio-économique et les contextes sociétaux et politiques dans lesquels elles sont intégrées.

Les liens entre l'état des écosystèmes, la qualité de l'écosystème et la biodiversité, la façon dont ils affectent la capacité des écosystèmes à produire des services écosystémiques, puis l'évaluation des conséquences pour le bien-être humain sont également évalués. » (Burkhard et al. 2018). Ainsi, une approche intégrative englobe tous les éléments du système socio-écologique ainsi que leur interaction : les éléments du système socio-économique et les éléments du système écologique avec les fonctions, les processus et la biodiversité.

Dans le cadre de l'évaluation environnementale, il nous semble pertinent, entre les trois domaines de valeurs, d'utiliser en premier lieux les valeurs biophysiques plus directement reliées aux écosystèmes et à leur biodiversité.

Les données nécessaires pour une évaluation des services demandent rapidement un certain nombre d'indicateurs biophysiques spatiaux qui peuvent être disponibles en ligne (voir Site COPERNICUS<fnref n="11" />), mais sont souvent complexes à mobiliser et à consolider. Un des problèmes est lié aux échelles pour lesquelles ces données sont disponibles et à leur date de production.

Ainsi, pour évaluer la régulation du climat à l'échelle globale, il est possible de mobiliser des indicateurs satellitaires, tels que le LAI (Leaf Area Index), le NPP (Net Primary Productivity) ou bien le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Pour la régulation du climat local, il est possible de se tourner sur des données Infra-Rouge Thermique telles que celles fournies

<footnote n="11">11. https://www.copernicus.eu/fr/</footnote>
<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Figure 9 : arbre de sélection de différents outils d'évaluation des services écosystémiques (cadre à fond jaune) en fonction de critères liées aux compétences et données disponibles. La méthode des matrices de capacité développée dans ce guide est positionnée par rapport aux autres outils.

par la série des satellites Landsat. Cependant, pour certains SE, tels que la pollinisation ou bien la régulation des ravageurs, les indicateurs spatiaux ne sont pas disponibles et il faut se tourner sur des observations in situ qui sont généralement longues et onéreuses ou des modèles de compléxité variable.

## Outils de modélisation des SE disponibles

Un modèle de service écosystémique prédit les valeurs pour un service écosystémique spécifié en fonction de la manière dont une ou plusieurs variables environnementales affectent la valeur de ce service. La "valeur" peut être une mesure d'une variable environnementale pertinente (par exemple, des tonnes de carbone ou des litres d'eau), la valeur monétaire ou

non monétaire ou une mesure de l'utilisation du service. Les modèles de services écosystémiques varient en fonction de la complexité de leur utilisation de ces variables. Nous ne détaillerons pas dans ce guide les différentes plateformes et propositions méthodologiques pour évaluer les services écosystémiques. Le tableau 2 présente les caractéristiques principales d'une série de 10 outils. Pour plus de détails, il conviendra de se rapporter aux ressources disponibles en ligne pour chacun de ces outils. Un catalogue exhaustif des méthodes d'évaluation des SE est disponible (en anglais) dans les rapports du projet ESMERALDA disponible sur le site internet<fnref n="12" />. (par exemple le rapport D4.2 fait une revue de toutes les méthodes économiques) et des exemples et fiches descriptives sont disponibles

<footnote n="12">12. http://www.esmeralda-project.eu/-documents/1/</footnote>
<table><caption>Tableau 2 : comparaison de différents outils pour évaluer les services écosystémiques.</caption><thead><tr><td>Outil/modèle</td><td>Nom détaillé</td><td>Valeurs</td><td>Composante</td><td>Accessibilité</td><td>Nombre de services écosystémiques</td><td>SIG</td><td>Complexité</td><td>Commentaires</td></tr></thead><tbody><tr><td>InVest</td><td>Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs</td><td>Biophysique</td><td>Capacité, Flux</td><td>Libre</td><td>13 + 5 abiotiques</td><td>Oui</td><td>***</td><td>Limité par les données locales, certains modèles sont trop simplistes, courbe d'apprentissage forte</td></tr><tr><td>TESSA</td><td>Toolkit for Ecosystem Services Site Based Assessment</td><td>Economique</td><td>Capacité, Flux</td><td>Libre</td><td>8 (dont 3 en dévènement)</td><td>Non</td><td>***</td><td>Assez lourd, temps moyen 140 jours/homme, méthode participative assez intensive, ne mesure pas tous les SE, sert surtout au crìblage</td></tr><tr><td>ARIES</td><td>Artificial Intelligence for Ecosystem Services</td><td>Biophysique, Economique</td><td>Capacité, Flux</td><td>Libre</td><td>11</td><td>Oui</td><td>****</td><td>Très lourd, temps moyen 140 jours/homme, non inclus la formation nécessaire, nécessite également le soutien de spécialistes en modélisation</td></tr><tr><td>CoSting Nature</td><td></td><td>Economique</td><td>Capacité</td><td>Libre</td><td>5 + 3 liés à la biodiversité</td><td>Oui</td><td>***</td><td>Evalue la valeur de la protection de la nature pour quelques services, ne permet par la cartographie des SE individuels, modèles très simplistes, usage en planification de la conservation du capital naturel</td></tr><tr><td>EcoServ-GIS</td><td>Geographic Information System (GIS) toolkit for mapping ecosystem services</td><td>Biophysique</td><td>Capacité, Demande</td><td>Libre, mais nécessaire ArcGIS avec Spatial Analyst</td><td>8-10 (approvisionnement et régulation)</td><td>Oui</td><td>***</td><td>Combinaison d'informations biophysiques et socio-économiques, nécessite des données de références sur les habitats régionaux, connaissance en SIG nécessaire</td></tr><tr><td>EcoMetrix</td><td></td><td>Biophysique</td><td>Capacité</td><td>Propriétaire</td><td>15</td><td>Oui</td><td>?</td><td>Les analyses doivent être réalisées par les professionnels de l'ESG. Pas de transfert de licence ! Se base sur des modélisations fonctionnelles</td></tr><tr><td>ESII</td><td>Ecosystem Services Identification & Inventory</td><td>Biophysique</td><td>Capacité</td><td>Licence gratuite</td><td>10</td><td>Oui</td><td>**</td><td>Données récoltées sur le terrain avec une application spécifique sous iOS (Apple) ou formulaire papier. Nécessite un technicien de terrain pour parcourir et cartographier l'intégralité du site</td></tr><tr><td>ESR</td><td>Ecosystem Services Review for Impact Assessment</td><td>Biophysique, Economique et Sociale</td><td>Capacité, Flux</td><td>Libre</td><td>Non fixé</td><td>Non</td><td>**</td><td>Méthode basée sur une séquence méthodologique et des feuilles de tableur. Démarche en plusieurs étapes à documenter pour évaluer l'impact du la capacité et les bénéfices en SE d'un projet. Approche essentiellement qualitatively et de crìblage. Peut utiliser différentes sources d'information et de valeur</td></tr><tr><td>MIMES</td><td>Multi-scale Integrated Models of Ecosystem Services</td><td>Biophysique, Economique</td><td>Capacité, Flux</td><td>Libre, mais nécessaire une licence SIMILIE</td><td>Non fixé</td><td>Oui</td><td>***</td><td>Nécessite une équipe de modélisation dédiée. Multi-Echelle, mais très lourd à mettre en oeuvre, peu de support. En cours de révision</td></tr><tr><td>Envision</td><td>Integrated Modeling Platform for Coupled Human/Natural Systems Analyses</td><td>Economique, Sans dimension</td><td>Capacité</td><td>Libre</td><td>Non fixé</td><td>Oui</td><td>****</td><td>Modélisation Multi-Agent sur une plateforme SIG. Doit être adaptée à chaque site. Les auteurs indiquent un coût de 100-150 € et 1 an par site de modélisation. Repose sur des plug-ins qui peuvent être développés à façon par les utilisateurs</td></tr><tr><td>SOLVES</td><td>Social Values for Ecosystem Services</td><td>Sociale</td><td>Préférence</td><td>Toolboox pour ArcGIS</td><td>Surtout Services Culturels</td><td>Oui</td><td>**</td><td>Données cartographiques et enquête auprès des acteurs et citoyens. Co-dage de données un peu complète</td></tr></tbody></table>
dans la base de données en ligne<fnref n="13" />.

Plusieurs documents de synthèse (en anglais) présentent également une révue en détail des caractéristiques des outils les plus connus (cf En savoir plus).

Les modèles les plus simples sont basés sur le transfert de bénéfices. C'est-à-dire, l'utilisation de valeurs spécifiques d'un service estimées par des études antérieures. Par exemple, le modèle InVEST pour le carbone a principalement besoin d'une carte de la couverture terrestre et d'estimations des stocks de carbone pour les classes de couverture terrestre.

Puis les modèles déterministes sont un peu plus complexes, et utilisent des relations supposées ou mesurées entre données mesurées et un service écosystémique pour en prédire les valeurs. Ils nécessitent donc des données d'entrée assez importantes dans le domaine biophysique et/ou socio-économique.

Enfin, la classe la plus complexe est formée par des modèles mécanistes qui représentent des processus fonctionnels et peuvent gérer des interactions de facteurs. Ces derniers modèles sont complexes et nécessitent une formation spécifique longue pour être à même de les mettre en œuvre. Ils nécessitent également de nombreuses données initiales.

La Figure 9 présente un arbre de décision simplifié qui permet notamment d'identifier des outils possibles en

fonction des données et ressources disponibles. Nous avons positionné dans cet arbre, la méthode des matrices de capacité qui est détaillée dans le guide.

Certains outils reposent sur des outils de modélisation informatisés (par exemple : MIMES, ARIES, InVEST, SOLVES), d'autres utilisent des plate-formes en ligne (par exemple : Co$ting Nature) et enfin certains s'appuient sur un guide méthodologique (par exemple : TESSA).

## 2.8. Les services écosystémiques de la région Hauts-de-France

Les services écosystémiques de la région des Hauts-de-France ont été évalués en utilisant la méthode des matrices de capacité qui consiste à estimer l'ensemble des services produits par les différents écosystèmes au travers d'une série de scores qui représentent la capacité en services pour chacun des services et des écosystèmes considérés - score noté de 0 (aucune) à 5 (forte). La matrice de la Région Hauts-de-France ce sont **25 services écosystémiques et 45 écosystèmes**, soit 1 125 scores. Ces scores ont été établis par un panel d'experts du territoire selon une méthodologie précise<fnref n="14" />.

En tout, 30 matrices ont été remplies

<footnote n="13">13. http://database.esmeralda-project.eu/-methods.</footnote>

<footnote n="14">14. https://www.hauts-de-france.devel-oppement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/rapport.re-igionhdfv10.pdf</footnote>
par 33 experts du territoire régional dont les types d'activités varient : décisionnaires, gestionnaires, experts naturalistes et bureaux d'études. À partir de la matrice de capacité de la région Hauts-de-France, il est possible de créer des bouquets de services (Figure 10), mais également des cartographies (Figure 11). Les bouquets permettent l'analyse des synergies entre les différents services.

Par exemple, les services écosystémiques produits par les grands types d'écosystèmes de la région Hauts-de-France sont :

* Écosystèmes aquatiques : capacité élevée à produire des services culturels

* Écosystèmes agricoles : capacité moyenne à produire les 3 grands types de services,

* Écosystèmes forestiers : produisent le plus de services par rapport à l'ensemble des écosystèmes,

* Écosystèmes urbains : produisent le moins de services, particulièrement les services de régulation,

* Écosystèmes marins et littoraux : produisent le plus de services culturels.

Selon les objectifs de gestion, les actions peuvent être orientées soit vers un service particulier et donc les écosystèmes importants pour sa fourniture, soit être orientées vers un écosystème donné et son bouquet de services associé.

Exemples de services écosystémiques évalués en région Hauts-de-France :

* Maintien de la qualité des eaux : scores forts pour les écosystèmes aquatiques et forestiers,

* Contrôle de l'érosion : scores forts pour les écosystèmes forestiers,

* Régulation des inondations : scores forts pour les écosystèmes forestiers,

* Pollinisation : scores forts pour les écosystèmes agricoles et forestiers,

* Activités récréatives : scores forts pour les écosystèmes marins et littoraux.

## 2.9. Modulation de la capacité en services écosystémiques et condition écosystémique

Une matrices de capacité est l'évaluation de l'état moyen des écosystèmes. Ceci implique, lorsqu'il est nécessaire d'avoir une meilleure estimation en fonction de l'état local actuel ou futur des écosystèmes, d'utiliser des indicateurs d'état, appelés ici « **indicateurs de condition** ». Ces indicateurs doivent être sensibles aux changements de l'état et de l'étendue des écosystèmes, et refléter les changements dans la génération de services écosystémiques.

Il convient de noter que le terme « condition écosystémique » se rapporte aux différentes caractéristiques et processus écologiques qui supportent les services.

Des indicateurs de fonctionnement, et particulièrement ceux associés à la productivité et à la biomasse, sont très importants pour de nombreux services écosystémiques. La productivité primaire nette (PPN), qui est le gain de carbone réalisé par l'écosystème, une fois considérées la respiration et les pertes, a souvent été utilisée comme proxy de services écosystémiques.
<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Figure 10 : bouquets des 25 services écosystémiques considérés pour l'évaluation régionale des Hauts-de-France et Bouquets des scores de services écosystémiques pour les 5 grands types d'écosystèmes de la région des Hauts-de-France. Les valeurs sont des moyennes pour les différents services au sein des différents écosystèmes regroupés en grands types. Plus le pétale est grand, plus la capacité en SE est importante. (Source Photos : DREAL - Futier).

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

Figure 11 : cartographie de la capacité potentielle pour 3 services écosystémiques (région Hauts-de-France). a. séquestration du carbone, b. contrôle des ravageurs des cultures et c. production végétale alimentaire. L'échelle des valeurs va de 0 (rouge) à 5 (bleu foncé). La figure a est à la résolution de 1km², les figures b et c sont agrégées au niveau communal.

**EN SAVOIR PLUS** : Campagne et Roche 2019. Évaluation de la capacité des écosystèmes de la région Hauts-de-France à produire des services écosystémiques, Rapport d'étude, IRSTEA, 49p.
Tous les écosystèmes terrestres dépendent de la PPN par le biais de la photosynthèse végétale pour obtenir de l'énergie et du carbone, essentiels à la production de services écosystémiques. Ainsi, la vigueur de l'écosystème est un bon indicateur de condition pour les SE, notamment les SE d'approvisionnement. Cependant, certains niveaux maximums de services d'approvisionnement comme la production végétale cultivée, associés à des valeurs élevées de l'indicateur PPN, coïncident parfois avec de faibles niveaux de services de régulation.

Cette constatation implique de considérer un second ensemble d'indicateurs de condition associés à la biodiversité spécifique, à la diversité fonctionnelle et de manière générale à l'état de conservation. Que ce soit pour les écosystèmes terrestres, les écosystèmes d'eau continentale ou bien marins, la biodiversité a des effets positifs sur de nombreux services écosystémiques de régulation, mais peut également aider à la stabilité temporelle des services d'approvisionnement. Des effets positifs sur la biodiversité ont été constatés pour la plupart des propriétés des écosystèmes associés aux services du cycle des nutriments. La diversité végétale a des effets positifs sur l'activité et la diversité des décomposeurs et la diversité des plantes et des mycorhizes augmente les nutriments stockés dans le compartiment des plantes de l'écosystème. Dans le cas de la régulation de pestes, il a été constaté une réduction de l'abondance, de la survie, de la fertilité et de la diversité des envahisseurs lorsque la diversité végétale était plus élevée.

Il reste cependant des services qui ont des relations plus complexes avec la condition écosystémique, c'est le cas de services liés à la régulation de l'eau, davantage associés à une structure hydrologique et topographique. Aucune association n'a été observée entre les mesures du régime hydrologique des zones humides (hydropériode, éclairs) et les mesures (rapides ou intensives) de l'état des écosystèmes.

Sur la base des constats présentés ci-dessus, nous proposons de définir la condition écosystémique sur la base de 2 ensembles de conditions indépendants :

**Un premier ensemble** que l'on va qualifier de **condition structurelle** est associé à la structure biophysique des écosystèmes (Figure 12). Pour les écosystèmes terrestres la productivité de la végétation, la biomasse aérienne et souterraine, la densité des tiges, la taille/le poids des espèces et la structure verticale et horizontale de la végétation sont très importants. Ces éléments ont tendance à avoir des effets bénéfiques sur de nombreux services écosystémiques et en particulier une grande partie des services d'approvisionnement et un groupe particulier de services de régulation : régulation atmosphérique (stockage du carbone), régulation du débit d'eau (protection contre les inondations), régulation du débit de masse (prévention de l'érosion), régulation de la qualité de l'eau (purification de l'eau) et régulation de la qualité de l'air. Pour les écosystèmes d'eau douce, la naturalité des rives et des fonds, l'importance quantitative de la masse d'eau, l'altération ou non de la qualité de l'eau peuvent être
considérées. Pour les écosystèmes marins, la naturalité du littoral et des fonds, la qualité des eaux, l'importance de la colonne d'eau ou de la structure au regard d'un état naturel sont importantes (zones estuariennes, zones tidales, plages, etc.).

Un second ensemble que l'on va qualifier de **condition biologique** se rapporte à la biodiversité, à la composition des assemblages biotiques, aux interactions spécifiques et aux réseaux trophiques (Figure 12). Elle comprend des indicateurs liés à la diversité : la richesse des espèces, la diversité des populations d'espèces, la richesse fonctionnelle, la diversité fonctionnelle, la complexité structurelle et la diversité des paysages. La diversité s'avère importante pour un large éventail de services qui sont déterminés fortement par des interactions biotiques et renforcés par la complémentation des espèces. Ce sont en particulier des services de régulation : pol linisation, régulation des prédateurs des cultures, maintien de la qualité des sols, mais également en complément du premier ensemble de conditions pour certains services d'approvisionnement et de régulation, tels que la production de matériaux et fibres, la régulation du climat, les ressources ali mentaires sauvages, etc. Certains ser vices culturels comme la valeur d'exis tence, la valeur patrimoniale, l'esthétique et la connaissance et l'éducation sont associés à une biodiversité importante à différentes échelles.

Au sein de cet ensemble de conditions biologiques, il est possible quelquefois de noter une importance particulière de la présence ou l'abondance d'espèces ou de groupes fonctionnels importants. Ceci est particulièrement important pour la pêche en eau douce, le bois, les loisirs basés sur l'observa-

<figure><img src="image_22.png" /><figcaption>Figure 12 : schéma d'évaluation de la condition écosystémique pour moduler les scores de services moyens fournis par une matrice de capacité</figcaption></figure>
tion de la biodiversité (ornithologique, floristique), la pollinisation et la régulation des nuisibles ; un certain nombre de caractéristiques au niveau des espèces (telles que la taille ou le comportement de prédation) sont importantes pour déterminer quels sont les contributeurs les plus efficaces au service écosystémique.

Enfin, seules quelques caractéristiques biotiques ont un impact négatif avéré sur la fourniture de services écosystémiques. Il s'agit du taux de mortalité des espèces, de l'abondance de certaines espèces non-indigènes (par exemple, la végétation envahissante) et de la présence de plantations forrestières qui peuvent avoir un impact négatif sur l'approvisionnement en eau douce. La diversité peut aussi avoir un effet négatif si l'on ne considère que la biomasse brute du produit ciblé. En effet la productivité de la culture principale est maximale en monocultures, les systèmes en polyculture vont maximiser la diversité et la stabilité aux détriment de la biomasse brute. Ces éléments sont à considérer lorsque l'on évalue l'état de condition biologique.

**Important** : l'approche présentée ci-dessous concerne exclusivement la modulation des scores de capacité en services issus d'une matrice de capacité moyenne. Si l'évaluation des services écosystémiques est réalisée par une autre approche (InVEST, TESSA ou autre), il convient de se rapporter à la méthodologie d'évaluation pour considérer les états des écosystèmes locaux, mais également suite à des altérations ou des restaurations dans le cadre du projet d'aménagement évalué.

## Groupes de services écosystémiques

Les relations entre les services écosystémiques et la condition écosystémique sont complexes et variables. Nous proposons d'identifier 5 groupes de services en fonction de leur dépendance à 2 groupes de paramètres: d'une part, la productivité et la biomasse et d'autre part, l'état de conservation ou la biodiversité. Pour certains SE, il convient en plus de considérer la présence et l'abondance de certaines espèces-cibles. Par exemple, des espèces comestibles ou bien des espèces emblématiques. De même, les matériaux et fibres sont proportionnels à la biomasse, mais la nature des espèces peut être également importante pour la capacité de ce service écosystémique.

Le tableau 3 présente la répartition des services écosystémiques en 5 groupes et les 2 critères utilisés pour le regroupement. La biomasse et le couvert végétal déterminent la vigueur et la densité de biomasse primaire qui supportent de nombreux services et notamment les services d'approvisionnement, mais également d'autres tels que le contrôle de l'érosion qui est fonction du couvert et de l'enracinement des espèces végétales. La caractéristique conservation/biodiversité représente la naturalité des écosystèmes et leur biodiversité spécifique et fonctionnelle.

### Groupe 1 : les SE qui dépendent essentiellement de la biomasse végétale de l'écosystème et marginalement de la biodiversité

- Régulation du climat et de la composition atmosphérique

- Contrôle de l'érosion
<table><caption>Tableau 3 : Regroupement des services écosystémiques en fonction de leur dépendance à des critères de condition écosystémique. Les symboles + à + + indiquent l'importance faible ou forte du critère. La case vide indique une relation très faible à nulle.</caption><thead><tr><th>Code</th><th>Intitulé des services écosystémiques</th><th>Groupe</th><th>Condition structurelle</th><th>Condition biologique</th></tr></thead><tbody><tr><td>SR8</td><td>Contrôle de l'érosion</td><td>1</td><td>+++</td><td>+</td></tr><tr><td>SR1</td><td>Régulation du climat et de la composition atmosphérique</td><td>1</td><td>+++</td><td>+</td></tr><tr><td>SR11</td><td>Limitation des nuisances visuelles, olfactives et sonores</td><td>1</td><td>+++</td><td>+</td></tr><tr><td>SR9</td><td>Protection contre les tempêtes</td><td>1</td><td>+++</td><td>+</td></tr><tr><td>SA8</td><td>Composés et matériel génétique des êtres vivants</td><td>2</td><td>++</td><td>++</td></tr><tr><td>SA4</td><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td><td>2</td><td>++</td><td>++</td></tr><tr><td>SA3</td><td>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</td><td>2</td><td>++</td><td>++</td></tr><tr><td>SR5</td><td>Pollinisation et dispersion des graines</td><td>2</td><td>++</td><td>++</td></tr><tr><td>SA6</td><td>Matériaux et fibres</td><td>3</td><td>+++</td><td></td></tr><tr><td>SA9</td><td>Biomasse à vocation énergétique</td><td>3</td><td>+++</td><td></td></tr><tr><td>SR10</td><td>Régulation des inondations et des crues</td><td>3</td><td>++</td><td></td></tr><tr><td>SA7</td><td>Ressource secondaire pour l'agriculture</td><td>3</td><td>++</td><td></td></tr><tr><td>SA2</td><td>Production animale alimentaire élevée</td><td>3</td><td>++</td><td></td></tr><tr><td>SA1</td><td>Production végétale alimentaire cultivée</td><td>3</td><td>++</td><td></td></tr><tr><td>SR4</td><td>Offre habitat, de refuge et de nurserie</td><td>4</td><td>+</td><td>++</td></tr><tr><td>SC2</td><td>Héritage (passé et futur) et existence</td><td>4</td><td>+</td><td>+</td></tr><tr><td>SC3</td><td>Esthétique</td><td>4</td><td>+</td><td>++</td></tr><tr><td>SC4</td><td>Activités récréatives</td><td>4</td><td>+</td><td>+</td></tr><tr><td>SC1</td><td>Emblème ou symbole</td><td>4</td><td>+</td><td>+</td></tr><tr><td>SA5</td><td>Eau douce</td><td>4</td><td>+</td><td>+</td></tr><tr><td>SR6</td><td>Maintien de la qualité des eaux</td><td>4</td><td>+</td><td>++</td></tr><tr><td>SR2</td><td>Régulation des vecteurs de maladies pour l'Homme</td><td>5</td><td>+</td><td>+++</td></tr><tr><td>SR3</td><td>Régulation des ravageurs</td><td>5</td><td>+</td><td>+++</td></tr><tr><td>SC5</td><td>Connaissance et éducation</td><td>5</td><td>+</td><td>+++</td></tr><tr><td>SR7</td><td>Maintien de la qualité du sol</td><td>5</td><td>+</td><td>+++</td></tr></tbody></table>

- Protection contre les tempêtes

- Limitation des nuisances visuelles, olfactives et sonores

Ce groupe rassemble les SE de régulation qui dépendent surtout des éléments structurels des écosystèmes, tels que la biomasse, le recouvrement végétal (protection contre les tempêtes, etc.), la productivité primaire (régulation du climat/séquestration du carbone) ou la capacité de stockage

des milieux aquatiques et humides (régulation des inondations et des crues, etc.).

C'est donc la structure de l'écosystème qui influence l'intensité du service rendu. Par exemple, plus le couvert végétal d'une forêt (toutes strates confondues) est important, plus cette forêt rendra le SE de protection contre les tempêtes de manière efficace.

En outre, les SE de ce groupe ne sont
<table><caption>Tableau 4 : matrice de détermination de la matrice de capacité à utiliser pour les services écosystémiques du groupe 1.</caption><thead><tr><th rowspan="2" colspan="2"></th><th colspan="3">Condition biologique</th></tr><tr><th>Faible</th><th>Moyenne</th><th>Forte</th></tr></thead><tbody><tr><th rowspan="3" scope="rowgroup">Condition structurelle</th><th scope="row">Faible</th><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Moyenne</td></tr><tr><th scope="row">Moyenne</th><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td></tr><tr><th scope="row">Forte</th><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Haute</td></tr></tbody></table>

pas (ou peu) influencés par la composition spécifique. En effet, la capacité des écosystèmes à rendre ces SE ne dépend pas (ou peu) des espèces qui les composent ou de leur état de conservation.

Par exemple, en général, une forêt rendra tout de même le service de protection contre les tempêtes, même si elle est pauvre en termes de biodiversité spécifique (peu d'espèces).

En termes de valeurs seuils pour le recouvrement végétal, les seuils de 30 % et 70 % de couvert végétal peuvent être considérés pour déterminer des valeurs faibles (<30%), moyennes (entre 30 et 70%) ou fortes (>70%). Ces seuils peuvent être légèrement modulés en fonction de l'état de santé de la végétation (éléments compositionnels), ainsi un couvert de 80 %, mais avec 20 % de végétation dans un état de santé faible (feuillage roussi, malade...) peut être classé en valeur moyenne.

La biomasse s'apprécie en fonction du type d'écosystèmes et du contexte régional. Ainsi, la biomasse d'une prairie est de l'ordre de la dizaine de tonnes/hectare et celle d'une forêt de la centaine de tonnes/hectare. Il n'est donc pas possible de définir des val

leurs seuils communes aux différents écosystèmes. Une estimation doit être réalisée à partir du biovolume afin de déterminer si la végétation est très dense ou bien clairsemée. Pour les forêts, la densité et la hauteur des arbres est à prendre en compte (Campagne et Roche, 2019).

## Groupe 2 : les SE qui dépendent de la structure de l'écosystème et de sa composition spécifique ou fonctionnelle

- Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage

- Ressource animale alimentaire sauvage

- Composés biochimiques et matériel génétique des êtres vivants

- Pollinisation et dispersion des graines

Ce sont principalement des services d'approvisionnement issus de l'usage de la faune et de la flore sauvage. La capacité de ces SE dépend avant tout de la structure de l'écosystème et de la productivité du milieu, mais également de sa composition. La disponibilité en espèces-cibles et l'état de conservation peut être également im-

<table><caption>Tableau 5 : matrice de détermination de la matrice de capacité à utiliser pour les services écosystémiques du groupe 2.</caption><thead><tr><th rowspan="2" colspan="2"></th><th colspan="3">Condition biologique</th></tr><tr><th>Faible</th><th>Moyenne</th><th>Forte</th></tr></thead><tbody><tr><th rowspan="3" scope="rowgroup">Condition structurelle</th><th scope="row">Faible</th><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Moyenne</td></tr><tr><th scope="row">Moyenne</th><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td></tr><tr><th scope="row">Forte</th><td>Moyenne</td><td>Haute</td><td>Haute</td></tr></tbody></table>
portant. Par exemple, plus le milieu marin est productif, plus la ressource piscicole sera importante pour la pêche marine. Cependant, la pêche marine est dépendante du maintien des espèces ciblées par l'activité. La détérioration de l'état de conservation de l'écosystème, par une surexploitation des ressources par exemple, pourrait entraver le maintien de ce SE.

La condition biologique peut être évaluée sur la base des inventaires et observations réalisés pour la composante biodiversité de l'évaluation environnementale. Il faut noter que la seule prise en compte des espèces patrimoniales n'est pas suffisante, car les services écosystémiques reposent sur de nombreuses espèces dites « ordinaires ».

## Groupe 3 : les SE qui dépendent essentiellement de la biomasse et du couvert végétal

- Matériaux et fibres

- Biomasse à vocation énergétique

- Régulation des inondations et des crues

- Ressource secondaire pour l'agriculture/alimentation indirecte

- Production animale alimentaire élevée

- Production végétale alimentaire cultivée

Ce sont essentiellement des SE d'apprévisionnement issus de l'exploitation des ressources animales élevées ou végétales cultivées. L'expression de ces SE dépend surtout de la structure de l'écosystème, et en particulier de la productivité du milieu, mais sera également déterminée par sa composition. Les éléments de composition déterminants pour ces SE sont l'occurrence d'espèces particulières associées à des ressources spécifiques, par

<table><caption>Tableau 6 : matrice de détermination de la matrice de capacité à utiliser pour les services écosystémiques du groupe 3.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Condition biologique</th></tr><tr><th>Faible</th><th>Moyenne</th><th>Forte</th></tr></thead><tbody><tr><th rowspan="3">Condition structurelle</th><th>Faible</th><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr><tr><th>Moyenne</th><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><th>Forte</th><td>Moyenne</td><td>Haute</td><td>Haute</td></tr></tbody></table>

exemple des espèces cultivées, mais également l'état de conservation de l'écosystème. Par ailleurs, un milieu qui n'a pas été exploité de manière intensive aura un meilleur état de conservation. L'état de conservation, pour ces SE, fait donc référence ici à l'intensité des pratiques (bio, biodynamique, extensif, ou intensif). Les systèmes les plus intensifs étant associés à un état de conservation le plus faible.

## Groupe 4 : les SE qui dépendent principalement de la composition spécifique et fonctionnelle de l'écosystème et de sa structure

- Offre habitat, de refuge et de nurserie

- Héritage (passé et futur) et existence

- Esthétique

- Activités récréatives

- Emblème ou symbole

- Eau douce

- Maintien de la qualité des eaux

Ce sont principalement des SE socio-culturels, dont la valeur peut être modulée par des éléments de contexte paysager, topographique ou non bio-
tique (falaises, plages de sable, rochers, etc.). Par exemple, la valeur d'héritage d'un site ne dépend pas de sa structure, mais de sa valeur patrimoniale et historique. Les activités créatives, telles que la chasse par

<table><caption>Tableau 7 : matrice de détermination de la matrice de capacité à utiliser pour les services écosystémiques du groupe 4.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Condition biologique</th></tr><tr><th>Faible</th><th>Moyenne</th><th>Forte</th></tr></thead><tbody><tr><th rowspan="3">Condition structurelle</th><th>Faible</th><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td></tr><tr><th>Moyenne</th><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td></tr><tr><th>Forte</th><td>Moyenne</td><td>Haute</td><td>Haute</td></tr></tbody></table>

exemple, ne dépendent pas directement de la structure de l'écosystème (par ex. recouvrement végétal), mais seront modulées par la richesse et l'abondance en espèces cibles de l'écosystème. Le choix de la matrice de capacité basse, moyenne ou haute peut être complété par une argumentation sur le contexte.

**Groupe 5 : les SE qui dépendent principalement de l'état de conservation et de la biodiversité au sein des habitats**

- Régulation des animaux vecteurs de maladies pour l'Homme

- Régulation des ravageurs

- Connaissance et éducation

- Maintien de la qualité du sol

Des inventaires in situ et une analyse naturaliste permettront d'identifier le niveau de condition biologique et l'intérêt en termes de biodiversité (y compris non patrimoniale).

La condition structurelle agit de manière secondaire. Ce sont essentiellement les SE de régulation qui reposent sur des processus biotiques en premier lieu : fonctionnement microbiologique pour le maintien de la qualité des eaux et de la qualité des sols, diversité des animaux prédateurs pour la régulation des animaux vecteurs de maladies et régulation des ravageurs.

Ces processus biotiques sont intrinsèquement liés à la composition de l'écosystème, mais également modulés par sa structure, tel que le SE « l'offre d'habitat, de refuge et de nurserie ».

<table><caption>Tableau 8 : matrice de détermination de la matrice de capacité à utiliser pour les services écosystémiques du groupe 5.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Condition biologique</th></tr><tr><th>Faible</th><th>Moyenne</th><th>Forte</th></tr></thead><tbody><tr><th rowspan="3">Condition structurelle</th><th>Faible</th><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Moyenne</td></tr><tr><th>Moyenne</th><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td></tr><tr><th>Forte</th><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td></tr></tbody></table>
## L'ESSENTIEL

Notions de base sur les services écosystémiques :

Les services écosystémiques sont les bénéfices que les humains tirent des écosystèmes.

✓ Ils sont généralement groupés en 3 catégories : les services d'approvisionnement (ex. : la nourriture pour l'homme, les différents matériaux extraits de la nature) ; les services de régulation (ex. : la régulation du climat, de la qualité de l'eau et de l'air, la pollinisation) ; les services culturels (ex. : les valeurs esthétiques, emblématiques et les activités de pleine nature).

✓ L'échelle « d'effet » ou « d'action » des services peut varier selon les fonctions de l'écosystème qui leur sont liées. Le service de pollinisation aura une échelle d'impact plutôt zonale autour des habitats de vie des pollinisateurs alors que les services d'approvisionnement sont localisés au lieu précis car liés à une source de production définie.

✓ Les services peuvent être évalués en fonction de l'offre et de la demande. L'offre détermine ce que la nature produit et fournit. La demande regroupe ce que l'homme consomme ou utilise. Dans chacun de ces deux aspects, des distinctions sont encore faites dans les valeurs et les méthodes d'évaluation qui peuvent être différentes.

✓ Les services sont en interactions entre eux et dépendent de l'état de l'écosystème.

✓ Il existe de nombreuses méthodes d'évaluation des services, liées à leurs valeurs économiques, sociales et biophysiques.

✓ La région Haut-de-France dispose des résultats de son évaluation des services écosystémiques publiés en 2019 (https://www.hauts-de-france.developpement-durable.gouv.fr/?Les-services-ecosystemiques-15560).

✓ La condition écosystémique se rapporte aux différentes caractéristiques et processus écologiques qui supportent les services écosystémiques.
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### 3. Évaluer les services écosystémiques

Afin de prendre en compte les SE dans les EIE, nous proposons une méthodologie en 6 étapes à réaliser pour chaque scénario ou variante du projet, plan ou programme (Figure 13) :

1. Délimitation des zones d'impact du PPP et des zones d'évaluations : déterminer l'emprise de l'évaluation et de l'impact sur les services écosystémiques;

2. Évaluation des écosystèmes impactés : identifier et quantifier les écosystèmes impactés par le projet, plan ou programme;

3. Priorisation des services écosystémiques : déterminer les services écosystémiques à enjeux à prendre en compte pour l'évaluation de l'impact;

4. Évaluation des services écosystémiques : qualifier ou quantifier les services écosystémiques sur la zone d'évaluation de l'impact;

5. Bilan des gains et pertes en services écosystémiques : faire le bilan des gains et pertes en services, standardiser les valeurs, définir l'importance de la variation en services écosystémique et représenter les résultats, puis les analyser;

6. Intégration des résultats dans le rapport de l'évaluation des incidences sur l'environnement : comparer les résultats de chaque

alternative/scénario, justifier le choix final et confronter les pertes et gains en services avec les autres parties de l'évaluation des incidences sur l'environnement et orienter le choix vers le scénario ou la variante de moindre impact vis-à-vis des SE.

* Démarche itérative : si les impacts sont significatifs, il peut être nécessaire de revoir le PPP soit en envisageant l'implantation sur une autre parcelle (alternative) soit en examinant une implantation différente sur la parcelle (scénario). L'ajout de mesures ERc peut aussi modifier l'impact sur les SE. Les étapes précédentes sont à réaliser pour chaque alternative et/ou scénario présenté dans l'EIE, que celui-ci ait été envisagé pour améliorer l'impact sur les SE spécifiquement ou sur une autre thématique.

À certaines étapes de la méthode, il y a plusieurs options pour atteindre le résultat nécessaire. Nous listons alors les différentes options possibles selon le degré de complexité en connaissances ou expertises nécessaires, en temps nécessaire et en temps moyen d'application pour la réalisation des options via plusieurs niveaux de complexité tels que présentés en Figure 14.
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Figure 13 : méthodologie pour l'intégration des SE dans les EIE (PPP : projet, plan or programme ; SE : service écosystémique ; EIE : évaluation des incidences sur l'environnement)

<figure><img src="image_26.png" /></figure>

Figure 14 : explication des différents degrés de complexité d'une approche.
## ÉTAPE 1 : délimitation des zones d'impact et des zones d'évaluations du projet

La première étape consiste à définir et à cartographier deux catégories de zones : les zones d'impacts qui sont les zones sur lesquelles les SE vont être affectés par l'aménagement et les zones d'évaluations qui sont les zones sur lesquelles est produit un rapportage des variations des SE suite à l'aménagement (Figure 15). Ces zones sont définies pour chaque scénario et les sites de compensation éventuels.

### Les zones d'impacts

Le changement d'occupation du sol est la première source d'impact direct sur les écosystèmes. Il en résulte qu'il convient de différencier les PPP en fonction de leurs impacts sur l'occupation du sol : par exemple, plus un projet engendrera un changement d'occupation du sol sur une grande surface, plus il aura potentiellement un impact sur les services écosystémiques et les autres composantes de l'écosystème (fonctions, biodiversité...). De même, plus les PPP prévoient un changement d'occupation du sol vers des milieux intensément gérés ou de moins en moins naturels, plus ils auront un impact négatif sur la capacité de la zone à produire de multiples services écosystémiques.

Le second type d'impact direct est l'altération de la condition écologique des écosystèmes. Il est possible de modifier différents paramètres d'état de l'écosystème, mais sans changer sa nature. Par exemple il est possible de tasser les sols avec des engins, débrousailler, réduire le couvert végétal... Cela aura pour effet de modifier également

la capacité en services écosystémiques comme il est présenté dans la partie 2.9 de ce guide.

Pour certains PPP, notamment de grande ampleur, il sera nécessaire de définir un troisième niveau d'impact, cette fois indirect sur le territoire. Ce niveau concerne les milieux qui sont souvent hors de la zone d'étude ou « zone d'évaluation 2 ». Les impacts indirects peuvent être des altérations écosystémiques avec des effets à longue distance (par exemple altération de flux hydrologiques, ruptures de grandes continuités écologiques, etc.), ils sont plus détaillés dans l'encadré « Aller plus loin » suivant.

Les zones de compensation du PPP sont aussi à prendre en compte, car les mesures compensatoires, souvent liées à des restaurations d'écosystèmes, peuvent avoir un effet sur les SE évalués.

Ainsi, la zone d'impact direct est définie par la zone de modification d'occupation du sol et d'altération de la condition écologique liée aux travaux et à l'aménagement final du projet. Cette zone est généralement différente de la zone de délimitation du PPP qui est souvent plus large (Figure 10). Selon la nature du projet, la zone de modification d'occupation du sol peut varier temporellement et doit aussi prendre en compte les zones touchées lors de la construction des infrastructures.

Par exemple, un projet d'infrastructure linéaire (type route ou ferroviaire) a une zone de modification d'occupation du sol qui dépasse son changement d'occupation final (la route elle-
même), car il faut aussi considérer les zones impactées lors de la construction de l'infrastructure linéaire (Figure 15). En effet, comme le met en avant Léa Tardieu (2014) : « Les zones en bordure de l'axe d'infrastructure sont généralement modifiées par le besoin de déblayer, de niveler, de combler et de couper les milieux et éléments naturels. Les travaux de construction modifient la structure des sols, le relief du paysage, l'écoulement des eaux de surface et souterraines et le microclimat, altérant les fonctions écologiques et la composition des écosystèmes qui, à leur tour, affectent l'offre en services écosystémiques ».

## Les zones d'évaluations

Les variations de la capacité en services écosystémiques ne dépendent pas des périmètres définis. Par contre, le périmètre utilisé pour conduire l'évaluation et le rapportage de l'impact du projet va avoir une influence forte sur les taux de variation de la capacité en SE et donc sur l'interprétation des résultats.

En effet, plus l'on considère une surface importante, plus le ratio entre les

zones impactées et les zones non impactées va réduire et de ce fait le taux de variation des services écosystémiques va être également diminué (voir la partie sur le calcul des variations). Il est donc important de définir des bonnes pratiques pour cadrer les évaluations.

Nous proposons de déterminer un rapportage des variations de capacité en SE pour 2 niveaux : la zone d'impact du projet et la zone de délimitation du projet (Figure 15).

## Niveau d'évaluation 1 : la zone d'impact direct (et indirect) du projet

Cette zone correspond à l'emprise cumulée de l'aménagement final du projet et des zones qui seront altérées lors des travaux ou lors de la mise en place d'installations temporaires, soit la totalité des zones faisant l'objet d'une modification.

Pour les plans et programmes, il peut s'agir de l'ensemble des zones à urbaniser ou faisant l'objet d'orientations d'aménagement et de programmation, et des secteurs de taille et capacité d'accueil limitées. Lorsqu'elle est

<figure><img src="image_27.png" /><figcaption>Figure 15 : exemple illustratif schématique des niveaux d'impacts et des niveaux d'évaluations.</figcaption></figure>
connue, la zone d'impact indirect doit être prise en compte.

Les projets présentent souvent des mesures compensatoires hors site, notamment pour compenser des pertes en termes de biodiversité. Il est nécessaire d'évaluer également les gains et pertes en SE sur ces sites et les intégrer à la zone d'impact.

## Niveau d'évaluation 2 : la zone de délimitation du projet

Il s'agit de l'emprise globale du projet. Par exemple pour un plan local d'urbanisme, il peut s'agir de la totalité du territoire communal. Pour certains projets, il peut s'agir de la zone de la déclaration d'utilité publique (DUP).

De manière simple, elle reprend les périmètres définis pour les autres composantes de l'évaluation environnementale : aire d'étude immédiate ou rapprochée selon les projets ainsi que les aires concernées par les impacts indirects. Elle est généralement plus grande que l'aménagement lui-même et sert de délimitation pour les autres éléments de l'évaluation environnementale.

Les zones de mesures compensatoires doivent être prises en compte dans cette délimitation. D'autre part, les autres PPP inclus dans la zone d'évaluation devraient être intégrés à l'évaluation pour prendre en compte les effets cumulés.

Selon les projets, il peut y avoir plusieurs délimitations d'étude telles que l'aire d'étude rapprochée avec un rayon de 500 m, le périmètre d'étude élargi avec un rayon de plusieurs km ou avec des zones de mesures compensatoires sur une aire différente...

Il conviendra alors selon la nature du projet de réaliser une évaluation pour ces différentes zones.

## COMMENT FAIRE ?

En se basant sur les descriptions du projet, plan ou programme, il convient de définir les différents périmètres d'impacts et d'évaluations. Les données cartographiques associées aux projets et programmes permettent généralement de définir assez précisément le niveau d'impact direct et les niveaux d'évaluation en utilisant un lociciel de SIG.

## Résultat 1 : définition et cartographie des zones d'évaluations et d'impacts

### EXEMPLE ILLUSTRATIF

L'illustration des différentes étapes de l'évaluation est sur la base d'un exemple fictif d'un projet d'aménagement d'une route secondaire d'environ 2 kilomètres faisant la liaison entre deux routes préexistantes (Figure 16). Il s'agit d'un exemple volontairement simplifié pour illustrer chaque étape de cette méthodologie.

La Figure 16 représente le projet d'aménagement et les différents niveaux d'évaluation et d'impact. Sur cette base il est possible de définir que le niveau d'évaluation 1 et d'impact direct et indirect a une surface de 18,4 ha. Le niveau d'évaluation 2, ici la DUP, a une surface de 86,2 ha.

Cet exemple illustratif ne comprend pas de zone pour des mesures compensatoires. Dans un vrai projet, il conviendrait d'évaluer les SE pour
Aller plus loin dans l'analyse des zones d'impact indirect de proximité

✓ En plus de la zone d'impact direct, une zone d'impact indirect de proximité existe et forme la zone tampon autour de la zone de changement d'occupation du sol à partir duquel le fonctionnement des écosystèmes et des services écosystémiques peut être modifié. Il s'agit d'une zone d'effet des services écosystémiques. Elle est déterminée sur la base de l'emprise finale des aménagements et englobe généralement la zone de niveau d'évaluation 1 concernée par les travaux intermédiaires, mais également des zones non directement impactées.

✓ Au vu de la diversité des SE et du manque de connaissances sur les zones d'effet ou tampon, cette zone d'impact indirect n'est pas présentée dans cette première version de la méthodologie, mais si des données sont disponibles sur cette zone, alors toute prise en compte est recommandée.

Aller plus loin dans l'analyse des incidences en fonction du type de projet

Même si chaque type de projets, plans ou programmes a un impact particulier sur l'environnement, nous pouvons regrouper les projets selon leur structure et leurs impacts sur l'occupation du sol. L'impact peut être plus détaillé avec des informations sur la nature de l'incidence avec des informations sur :

* Sa durée (permanente ou temporaire) ;

* Sa fréquence

* Son intensité, il est possible de classer l'incidence sur l'occupation du sol comme faible, moyenne ou forte à partir des enjeux locaux et des conditions écosystémiques ;

* Sa réversibilité.

L'irréversibilité à long terme et la substituabilité des services fournis sont ainsi définies par Léa Tardieu (2014, p. 134) :

Cas 0 : pas d'évolution dans le temps ;

Cas 1 : pertes irréversibles de composants de services écosystémiques techniquement substituables ;

Cas 2 : pertes d'éléments irremplaçables de la biodiversité, mais pour lesquels les conséquences ne menacent pas la survie de la société humaine ;

Cas 3 : pertes de composants essentiels de la biodiversité, dont les conséquences sont imprévisibles et peuvent menacer la survie de nos sociétés.

Ces informations peuvent être intégrées à cette évaluation et/ou peuvent servir en discussion pour la réflexion sur les incidences globales.
<figure><img src="image_28.png" /><figcaption>Figure 16 : cartographie illustrative d'un projet de construction d'une portion de route secondaire</figcaption></figure>

différents scénarios et à chaque modification du projet (démarche itérative) afin d'identifier les zones à éviter et les mesures de réduction à adopter.

## ÉTAPE 2 : identification des écosystèmes impactés

Les écosystèmes impactés sont les écosystèmes subissant une modification d'occupation du sol ou une modification de leur condition. Il s'agit des écosystèmes inclus dans la zone d'évaluation 1, soit d'impact direct et indirect. Cette liste d'écosystèmes va servir à définir les services écosystémiques à évaluer en priorité. Cependant, il est nécessaire d'identifier également les écosystèmes non impactés inclus dans la zone d'évaluation 2 (Figure 15) afin de calculer le taux de variation de la capacité de SE à cette échelle.

## COMMENT FAIRE ?

À partir de la définition et de la cartographie

des zones d'évaluations, il faut lister les écosystèmes impactés en se basant sur les occupations du sol et déterminer leurs surfaces avant et après les projets, plans et programmes pour chaque variante ou scénario, avec 2 tableaux : un avec les surfaces de la zone d'évaluation 1 (exemple tableau 9a), et un avec les surfaces de la zone d'évaluation 2 (exemple tableau 9 b).

Nous avons à définir la surface des écosystèmes pour chaque état du PPP soit à l'état initial du projet, durant le projet - s'il y a un état intermédiaire avec des zones modifiées pendant le projet et restauré avant la fin du projet - et après le projet. Ainsi, les surfaces modifiées de chaque écosystème peuvent être facilement calculées par soustraction.

De manière générale, 2 états sont considérés à minima :

1. l'état initial avant toute intervention et,

2. l'état final après projet qui intègre
les actions de restauration au sein
du périmètre d'évaluation.

Il est possible de considérer égale-
ment, notamment dans le cas de pro-
jets de grande ampleur et de longue
durée, un état intermédiaire qui cor-
respond à la phase de chantier en
cours. Nous prendrons en compte un
état intermédiaire dans l'exemple d'il-
lustration.

Résultat 2 : liste des écosystèmes et
de leurs surfaces au sein du périmètre
d'étude aux différentes étapes consi-
dérées

EXEMPLE ILLUSTRATIF

La route de près de 2 km de long doit
être construite pour relier deux autres
routes (Figure 16) et a un tracé prévu
qui traverse 3 types d'écosystèmes :
une forêt de charmes et chênes, des
prairies mésophiles partiellement pâ-
turées et une petite zone de fourrés.
Une bande de 300 m dans laquelle
sera réalisée la route a été définie lors
de la DUP.

On peut construire un tableau qui ré-
sume les surfaces initiales, inter-
médiaires et finales du projet d'amé-
nagement. La route aura une emprise
finale de 8 m de large, auxquels s'ajou-
tent les bords de route qui seront ré-
gulièrement entretenus par débrous-
saillage mécanique. L'emprise du
projet est de 18,4 ha.

Pour construire la route, 9,8 ha de prai-
rie, 6,7 ha de forêt et 1,7 ha de fourrés
seront impactés directement au sein
de la zone de 86,3 ha définie par la
DUP (avec destruction partielle à to-
tale). La partie utilisée temporaire-
ment pour le chantier de construction

sera restaurée à la fin du projet, mais
aboutira à court terme à des forma-
tions végétales de qualité écologique
faible. Une fois le projet réalisé, l'em-
prise du projet sera occupée par 2,2
ha de route, 9,4 ha de pelouse grami-
néenne, 5 ha de plantation forestière
et 1,8 ha de bord de route (tableau 9a
et 9b).

Ces tableaux d'évolution des surfaces des différents écosystèmes et modes d'occupation du sol fournissent les premières données de base nécessaires à l'évaluation des services écosystémiques. L'unité de mesure de la surface n'a pas d'influence sur le taux de variation en services écosystémiques.

ÉTAPE 3 : priorisation des ser-
vices écosystémiques

Dans un processus d'évaluation des
services écosystémiques, il est souvent
nécessaire de réaliser une sélection
des services qui seront étudiés, notam-
ment pour réduire la quantité de tra-
vail en n'évaluant que les services les
plus importants.

Il convient cependant de définir des
critères pour objectiver cette priorisa-
tion des services écosystémiques. Il est
recommandé dans un premier temps
d'utiliser une liste de services écosys-
témiques de référence et de s'en servir
comme base pour la priorisation. Il
existe des classifications de services
telles que les listes de services dans le
MEA (2005), dans l'EFESE (tableau 10)
et dans le CICES V5.1 (https://cices.eu)
et la liste des services écosystémiques
que nous avons utilisée dans l'évalua-
tion des services rendus par la région
Hauts-de-France (tableau 11).

À partir d'une - ou plusieurs - liste de
services écosystémiques, il faut sélec-
tionner ceux à prendre en compte dans l'EIE.

Pour cela, pour chaque service de la liste existante, il faut répondre à différentes questions, en utilisant par exemple un arbre de décision (Figure 17). Même s'il est possible de définir la liste des services écosystémiques avec d'autres méthodes, nous recommandons l'arbre de décision ci-dessous qui aborde les thématiques importantes pour prioriser les services. Plusieurs éléments de priorisation doivent être pris en compte en fonction de la nature et du contexte du projet.

## A. En fonction de la nature du PPP (point 1 - figure 17)

Sur la base du PPP et des écosystèmes qui seront impactés, il s'agit de déterminer les principaux services écosystémiques associés à ces écosystèmes.

À titre d'exemple et sur la base de l'évaluation des services écosystémiques rendus par les écosystèmes des Hauts-de-France, une matrice simplifiée en termes d'écosystèmes qui présente en 3 niveaux la capacité des SE pour les différents écosystèmes (tableau 12) permet très rapidement de déterminer les SE qui seront potentiellement les plus impactés.

À partir de la liste des écosystèmes impactés obtenue en Résultat 2, il est possible de déterminer les principaux SE rendus par ces écosystèmes. Les valeurs indiquent l'importance du SE pour chaque type d'écosystème : 1= capacité nulle à faible, 2= capacité

<caption>Tableaux 9 : tableau type de la liste des écosystèmes et les surfaces occupées aux différentes phases du projet sur la zone d'évaluation 1 et d'impact (Tableau a) et de la zone d'évaluation 2 (DUP) de l'exemple illustratif (Tableau b).</caption>

<table><caption>Tableau 9a</caption><thead><tr><td>Type d'écosystèmes</td><td>État initial (ha)</td><td>État intermédiaire (ha)</td><td>État final (ha)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Forêt feuillue</td><td>6.7</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Praire mésophile</td><td>9.8</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fourrés</td><td>1.7</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Terre nue chantier</td><td></td><td>18.2</td><td></td></tr><tr><td>Route</td><td></td><td></td><td>2.2</td></tr><tr><td>Bord de route</td><td>0.2</td><td>0.2</td><td>1.8</td></tr><tr><td>Pelouse restaurée</td><td></td><td></td><td>9.4</td></tr><tr><td>Plantation feuillus</td><td></td><td></td><td>5.0</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 9b</caption><thead><tr><td>Type d'écosystèmes</td><td>État initial (ha)</td><td>État intermédiaire (ha)</td><td>État final (ha)</td></tr></thead><tbody><tr><td>Forêt feuillue</td><td>35.8</td><td>29.1</td><td>29.1</td></tr><tr><td>Praire mésophile</td><td>45.4</td><td>35.6</td><td>35.6</td></tr><tr><td>Fourrés</td><td>4.9</td><td>3.2</td><td>3.2</td></tr><tr><td>Terre nue chantier</td><td></td><td>18.2</td><td></td></tr><tr><td>Route</td><td></td><td></td><td>2.2</td></tr><tr><td>Bord de route</td><td>0.2</td><td>0.2</td><td>1.8</td></tr><tr><td>Pelouse restaurée</td><td></td><td></td><td>9.4</td></tr><tr><td>Plantation feuillus</td><td></td><td></td><td>5.0</td></tr></tbody></table>
modérée et 3= capacité forte. La valeur d'impact potentiel est la valeur maximale rencontrée pour la liste des écosystèmes impactés (tableau 13). L'exemple illustratif a un impact direct sur une forêt, qui est un type d'écosystème à forte capacité en services écosystémiques, l'impact potentiel concerne un grand nombre de SE (21 SE fortement impactés sur 25 et 3 SE à impacts modérés). Seul le service « Production végétale alimentaire cultivée » aurait un impact potentiel faible.

## B. En fonction du contexte d'application du PPP (point 2 - figure 17)

a) Les services importants pour les acteurs (ou autres publics cibles)

Afin de définir si un service est important pour un public cible, il faut soit se baser sur la littérature, soit effectuer une évaluation sociale de la demande et/ou de la préférence du public cible.

Comme présenté dans la partie 2 "No-tions de base sur les services écosystémiques", il existe de nombreuses approches socio-culturelles des services qui présentent des degrés de complexité différents. Pour choisir la méthode adaptée, il faut connaître l'expertise nécessaire à sa mise en œuvre, disposer du temps nécessaire et avoir les informations déjà existantes à son application.

b) Les services à enjeux sont à définir à partir de leur importance sur la zone concernée, sur la ou les communes touchées ou même plus largement sur la communauté de communes ou le département pour certains services. Les différents documents réglementaires tels que les documents de gestion des risques (PPRI par exemple) peuvent être étudiés pour identifier

les services à enjeux cités en leur sein.

Les services dépendant fortement de la biodiversité (groupe 5 du tableau 3 partie 2.9) semblent particulièrement importants à prendre en compte au vu de la jurisprudence. De même le service de régulation du climat doit être évalué sur tous les territoires français, car il concourt aux objectifs nationaux de lutte contre le changement climatique.

Selon la méthode, il est possible d'impliquer différents publics cibles, mais une augmentation du nombre de personnes engendre généralement aussi une augmentation du degré de complexité de l'approche et du temps nécessaire. Le minimum est de prendre en compte les acteurs impliqués dans l'EIE, ensuite les décideurs publics peuvent être sollicités, les acteurs impactés par le PPP et enfin les citoyens du territoire peuvent être impliqués dans la priorisation des services.

## COMMENT FAIRE ?

Pour définir la liste des services écosystémiques pris en compte et leur priorité, il faut passer par 5 points pour cette sous-étape 3 :

3.1. Choisir une liste existante de services ;

3.2. Pour chaque service, définir s'il est impacté par le projet, plan ou programme, par exemple, en fonction des écosystèmes impactés listés précédemment ;

3.3. Pour chaque service, à partir de la littérature ou d'une méthode sollicitant des personnes cibles, définir s'il est un enjeu pour le territoire et s'il est important pour les per-
<table><caption>Tableau 10 : exemples de services écosystémiques et d'éléments de patrimoine naturel de l'EFFESE (Source: tableau 1.1 page 28 EFFESE Rapport intermédiaire de Décembre 2016).</caption><tr><td>Services de régulation</td><td>Régulation du climat global, régulation du climat local, Régulation qualitative et quantitative des eaux, pollinisation des cultures, régulation des bio-agresseurs des cultures.</td></tr><tr><td>Biens produits par les écosystèmes</td><td>Végétaux (bois, algues, fibres, etc.), Animaux (Viande, peaux, etc.).</td></tr><tr><td>Services culturels</td><td>Activités récréatives et de loisir, aménités paysagères</td></tr><tr><td>Patrimoine naturel</td><td>Patrimoine spirituel et identitaire, espèces emblématiques, sites et paysages naturels remarquables.</td></tr></table>

<table><caption>Tableau 11 : liste des services écosystémiques pris en compte dans l'évaluation des services rendus par la région Hauts-de-France (adaptée du CICES) d'après Campagne et Roche 2019.</caption><thead><tr><th colspan="4">Services écosystémiques</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="10">Services d'approvisionnement</td><td rowspan="3">Nutrition</td><td>Biomasse non sauvage</td><td>Production végétale alimentaire cultivée</td></tr><tr><td>Biomasse sauvage</td><td>Production animale alimentaire élevée</td></tr><tr><td>Eau</td><td>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</td></tr><tr><td rowspan="3">Matériaux</td><td>Matériaux bruts</td><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td></tr><tr><td>Énergie</td><td>Eau douce</td></tr><tr><td>Matériaux et fibres</td><td>Matériaux et fibres</td></tr><tr><td rowspan="4">Services de régulation</td><td rowspan="2">Maintien des conditions biologiques, physiques et chimiques</td><td>Ressource secondaire pour l'agriculture/ alimentation indirect</td></tr><tr><td>Composées et matériel génétique des êtres vivants</td></tr><tr><td rowspan="2">Médiation des flux-régulation des risques naturels</td><td>Biomasse à vocation énergétique</td></tr><tr><td>Régulation du climat et de la composition atmosphérique</td></tr><tr><td rowspan="10">Services culturels</td><td rowspan="2">REPRESENTATIONS- subjectif : interactions spirituelles, symboliques, religieuses & historiques</td><td>Régulation des animaux vecteurs de maladies pour l'homme</td></tr><tr><td>Régulation des ravageurs</td></tr><tr><td rowspan="2">Maintenance du cycle de vie et de l'habitat</td><td>Offre d'habitat, de refuge et de nurse</td></tr><tr><td>Pollinisation et dispersion des graine</td></tr><tr><td rowspan="2">RÉDUCTION des nuisances</td><td>Maintien de la qualité des eaux</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité du sol</td></tr><tr><td rowspan="2">USAGES- objectif : interactions physiques et intellectuelles avec les écosystèmes et paysages</td><td>Contrôle de l'érosion</td></tr><tr><td>Protection contre les tempêtes</td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td>Régulation des inondations et des crues</td></tr><tr><td>Limitation des nuisances visuelles, olfactives et sonore</td></tr><tr><td rowspan="4"></td><td rowspan="4"></td><td>Emblème ou symbole</td></tr><tr><td>Héritage (passé et futur) et existence</td></tr><tr><td>Esthétique</td></tr><tr><td>Activités récréatives</td></tr><tr><td rowspan="2"></td><td rowspan="2"></td><td>Connaissance et éducation</td></tr><tr><td></td></tr></tbody></table>

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<figure><img src="image_66.png" /><figcaption>Figure 17 : méthode de priorisation et arbre de décision pour la priorité d'un service.</figcaption></figure>

sonnes cibles ;

3.4. Enfin, à partir des réponses, définir le degré de priorité finale de chaque service suivant la Figure 17. Si les résultats du point 1 et des sous-étapes 2.1 et 2.2 donnent une priorité forte et une priorité faible ainsi la priorité du service sera moyenne. Si les priorités sont proches (faible et moyenne ou moyenne et faible) il faut décider au cas par cas en discussion en fonction des autres données de l'évaluation sur l'incidence environnementale.

3.5. En fonction du nombre de services en priorité forte, moyenne et faible, il faut au minimum prendre les services de priorité forte et si possible plus.

## Résultat 3 : liste des services écosystémiques pris en compte et leur priorité

### EXEMPLE ILLUSTRATIF

Nous partons de la liste des services de la matrice de capacité de la région Hauts-de-France présentés en tableau 11 (sous-étape 3.1). Le projet de route touche une prairie et une forêt. Ainsi pour chaque service nous prenons l'impact potentiel maximal entre les écosystèmes (tableau 13) et déduisons son impact comme présenté dans le

tableau 14 (sous-étapes 3.2, 3.3 et 3.4). Pour chaque service, nous avons défini son enjeu pour le territoire et s'il est important avec des valeurs illustratives. Enfin, à partir des réponses, nous avons déduit le degré de priorité final de chaque service suivant la Figure 16 et présent dans le tableau 14.

Les services écosystémiques de priorité forte sont alors : régulation du climat, pollinisation et dispersion des graines, maintien de la qualité des eaux, maintien de la qualité du sol, production animale alimentaire élevée, ressource végétale et fongique alimentaire sauvage, ressource animale alimentaire sauvage, ressource secondaire pour l'agriculture, emblème ou symbole, héritage (passé et futur) et existence, esthétique, activités récréatives, connaissance et éducation.

Ces services seront pris en compte pour l'évaluation de l'impact du projet sur les services écosystémiques. Si les ressources sont disponibles, il n'est bien entendu pas exclus de prendre en compte d'autres services écosystémiques, mais **il convient de faire une priorité des services à enjeu fort**.
<table><caption>Tableau 13 : impact potentiel sur les SE pour l'exemple illustratif.</caption><thead><tr><th></th><th>Régulation du climat</th><th>Régulation des animaux vecteurs de maladies pour l'homme</th><th>Régulation des ravageurs</th><th>Offre d'habitat, de refuge et de nurserie</th><th>Pollinisation et dispersion des graines</th><th>Maintien de la qualité des eaux</th><th>Maintien de la qualité du sol</th><th>Contrôle de l'érosion</th><th>Protection contre les tempêtes</th><th>Régulation des inondations et des crues</th><th>Limitation des nuisances visuelles, olfactives et sonores</th><th>Production végétale alimentaire cultivée</th><th>Production animale alimentaire élevée</th><th>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</th><th>Ressource animale alimentaire sauvage</th><th>Eau douce</th><th>Matériaux et fibres</th><th>Ressource secondaire pour l'agriculture</th><th>Composées et matériel génétique des êtres vivants</th><th>Biomasse à vocation énergétique</th><th>Emblème ou symbole</th><th>Héritage (passé et futur) et existence</th><th>Esthétique</th><th>Activités récréatives</th><th>Connaissance et éducation</th></tr></thead><tbody><tr><th>Prairies</th><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>3</td><td>1</td><td>2</td><td>2</td><td>1</td><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td></tr><tr><th>Landes et fourrés</th><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>3</td><td>3</td><td>2</td><td>3</td><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>1</td><td>1</td><td>2</td><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td></tr><tr><th>Forêts</th><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>1</td><td>1</td><td>1</td><td>3</td><td>3</td><td>2</td><td>3</td><td>2</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td></tr><tr><th>Impact potentiel</th><td>3</td><td>2</td><td>2</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>1</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>2</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 14 : exemple de tableau pour le Résultat 3 avec l'exemple illustratif.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Services écosystémiques</th><th colspan="2">1. Nature du PPP</th><th colspan="2">2. Contexte du PPP</th><th colspan="2">Résultat</th></tr><tr><th>1. Impact potentiel</th><th>2.1 Importance du SE pour les acteurs</th><th>2.2 Enjeux local ou réglementaire spécifique</th><th>2. Importance locale du SE</th><th>Priorité</th></tr></thead><tbody><tr><td>Régulation du climat</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Régulation des animaux vecteurs de maladies pour l'homme</td><td>Moyen</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Faible</td></tr><tr><td>Régulation des ravageurs</td><td>Moyen</td><td>Non</td><td>Oui</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Offre d'habitat, de refuge et de nurserie</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Pollinisation et dispersion des graines</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité des eaux</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Oui</td><td>Moyenne</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité du sol</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Contrôle de l'érosion</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Protection contre les tempêtes</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Régulation des inondations et des crues</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Limitation des nuisances visuelles, olfactives et sonores</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Production végétale alimentaire cultivée</td><td>Faible</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Production animale alimentaire élevée</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Oui</td><td>Moyenne</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Eau douce</td><td>Moyen</td><td>Oui</td><td>Non</td><td>Moyen</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Matériaux et fibres</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Ressource secondaire pour l'agriculture</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Oui</td><td>Moyenne</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Composées et matériel génétique des êtres vivants</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Biomasse à vocation énergétique</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Emblème ou symbole</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Héritage (passé et futur) et existence</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Esthétique</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Activités récréatives</td><td>Fort</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Connaissance et éducation</td><td>Fort</td><td>Non</td><td>Non</td><td>Fort</td><td>Forte</td></tr></tbody></table>
ALLER PLUS LOIN dans la prise en compte d'éléments dans la priorisation

En plus de ces 3 éléments utilisés ici, d'autres peuvent être considérés dans la priorisation :

* Le SE est-il directement ou indirectement mentionné dans les autres parties de l'EIE ? En effet, les autres parties de l'EIE (ou des EIE similaires) peuvent mettre en avant des services écosystémiques importants à prendre en compte.

* Le projet dépend-il de ce SE ? En fonction de la nature du projet et de la nature de l'activité future sur la zone, des services écosystémiques peuvent être nécessaires

* Dans les services potentiellement prioritaires, lesquels sont irremplaçables ? Existe-t-il une alternative à ces services si leurs capacités sont diminuées ?

## ÉTAPE 4 : évaluation des services écosystémiques

Nous avons détaillé dans la Partie 2 "Notions de base sur les services écosystémiques". Ainsi dans la cascade des éléments (Figure 3 de la partie 2.3), il faut faire attention à évaluer les services écosystémiques et non pas des fonctions écologiques.

Il convient d'être cohérent et de ne pas mélanger indicateurs de capacité et indicateurs de demande.

De même, il convient de considérer un seul domaine de valeur (biophysique, économique ou social), sauf en cas d'évaluation intégrée.

Chaque composante et chaque domaine de valeurs ont une cohérence interne, mais ne peuvent pas être mélangés sans une extrême précaution.

Dans le cadre des EIE, **nous recommandons d'évaluer en priorité la capacité en services** qui repose fortement sur les caractéristiques structurelles et fonctionnelles des écosystèmes et de leur biodiversité.

L'usage et la demande sont plus déterminés par les actions de l'Homme.

Nous continuons la méthode avec l'évaluation de la capacité en services écosystémiques, mais les étapes sont les mêmes quelle que soit la composante en services écosystémiques choisi.

## COMMENT FAIRE ?

Pour évaluer les services écosystémiques pris en compte et leurs priorités, il convient de considérer plusieurs sous-étapes :

### 4.1. Choisir la méthode d'évaluation des services écosystémiques

Comme le présente succinctement la partie 2.7, il existe de nombreuses méthodes pour évaluer les services écosystémiques - regroupées en méthodes biophysiques, économiques et sociales - qui utilisent des mesures directes, indirectes et/ou des modèles.

Des outils avec des méthodologies existent, certains sont présentés en partie 2.7. Le choix d'une méthode peut être orienté par de nombreux critères tels qu'un besoin de résultats spatialement et/ou temporellement explicites, une application facile, compréhensible par les non-spéciaux.
listes en SE, etc.

De nombreux critères de choix de méthode et un arbre de décision pour choisir la méthode sont présentés dans l'article de Harrisson et al., publié en 2017 dans le journal *Ecosystem Services*. Il faut aussi choisir la méthode en fonction des ressources, des données disponibles et des compétences techniques disponibles. Il est important de choisir la méthode, l'indicateur ou le modèle en fonction de la composante du service évalué.

De plus, la méthode doit être choisie pour attendre l'objectif final d'évaluer le gain ou la perte en services écosystémiques en fonction du PPP.

Il est possible d'utiliser des méthodes différentes pour chaque service ou une méthode pour tous les services. Si des méthodes, des indicateurs ou des modèles différents sont utilisés entre les différents services, il faudra normaliser les valeurs en dernière étape pour avoir une visualisation homogène entre les valeurs de services.

Pour l'évaluation des services écosystémiques et l'intégration des résultats dans l'EIE, la méthode d'évaluation doit :

- être spatialement explicite ou liée aux types d'écosystèmes ;

- être adaptée à la composante du service écosystémique souhaité – ici la capacité ;

- utiliser des données, ressources et/ou compétences techniques disponibles ;

- être transparente et compréhensible des non spécialistes.

Ce dernier point est essentiel dans le cadre d'une EIE, car chacun doit pou-

voir comprendre un dossier soumis à enquête publique.

## 4.2. Appliquer pour arriver à des valeurs par service.

En fonction de la ou des méthodes choisies, il faut alors suivre la méthodologie liée, ainsi que les recommandations et reporter les limites de la méthode dans le dossier d'EIE.

S'il est choisi d'utiliser la matrice de capacité de la région Hauts-de-France, voici les étapes à suivre :

4.2.1. Prendre connaissance du rapport d'étude expliquant la méthode des matrices de capacité et les résultats pour la région Hauts-de-France. Il est important de comprendre la matrice et la signification des scores de services.

4.2.2. Prendre en compte la condition des écosystèmes. À partir de la matrice de capacité de la région Hauts-de-France, nous avons défini 3 matrices avec des capacités basses, moyennes et hautes.

Plusieurs cas sont possibles :

**Cas 1.** Il n'est pas possible de définir la condition des écosystèmes pour le PPP qui comprend uniquement des variations de surfaces et des changements d'habitats. Dans ce cas, seule une matrice de capacité pour les états initial et final est faite à partir de l'extraction des scores de la matrice des Hauts-de-France pour les services écosystémiques de l'étude pour les écosystèmes sur les zones d'évaluation.

**Cas 2.** La condition des écosystèmes est évaluée et il n'y a pas de variation de la condition entre l'état initial et l'état final. Une matrice de capacité
avec la condition évaluée pour les états initial et final est faite à partir de l'extraction des scores des matrices de capacité faible, moyenne ou forte des Hauts-de-France en fonction des conditions des écosystèmes du projet (sans variation de la condition entre les états initial et final).

**Cas 3.** Le projet comprend des variations de la condition écologique entre l'état initial et l'état final, il convient de construire une matrice de capacité avec la condition de l'état initial et une matrice de capacité avec la condition de l'état final. Pour cela, il faut extraire les scores des matrices des Hauts-de-France basse, moyenne ou haute en fonction des conditions des écosystèmes du projet avec une variation de la condition entre l'état initial et final et donc dans 2 matrices (ou plu si des étapes intermédiaires sont considérées).

Pour chaque scénario/variante, il est nécessaire de déterminer les conditions écosystémiques (faible, moyenne ou forte) à l'état initial et final du PPP (ainsi qu'aux états intermédiaires s'il y en a) pour chaque écosystème impacté (Résultat 2) à partir des connaissances du terrain (observations, etc.) ou d'informations issues des autres parties de l'EIE. La condition des écosystèmes doit être justifiée par des éléments physiques identifiés sur la zone de PPP ou d'informations référencées.

La mise en œuvre de la modulation de scores repose sur une démarche en 3 phases détaillée au chapitre 2.

**Phase 1 : déterminer les niveaux de condition structurelle et de condition biologique pour chacun des**

écosystèmes

**Phase 2 : déterminer la condition écosystémique pour chaque écosystème et chaque groupe de services écosystémiques**

**Phase 3 : reconstruire les matrices de capacité modulées par la condition écosystémique pour chaque état du PPP soit au minimum une matrice avec la condition à l'état initial et une matrice avec la condition à l'état final.**

La condition écosystémique est évaluée sur la base de quelques critères peu complexes. Cependant, il n'est pas possible de déterminer un seul niveau de condition écosystémique pour l'ensemble des services.

Dans les méthodes basées sur des modèles de services écosystémiques, ce seront les données d'entrée des modèles qui vont moduler les valeurs des services en fonction des conditions écosystémiques prises en compte.

Pour l'approche par matrice de capacité telle qu'utilisée lors de l'évaluation des SE en région Hauts-de-France, la modulation locale va se faire par la prise en compte de la condition écosystémique locale qui va déterminer quelle valeur (basse, moyenne ou haute) des services écosystémiques considérés est utilisée (tableau 15).

Pour cela, il faut s'appuyer sur 3 matrices de capacité : une matrice des valeurs basses, une matrice des valeurs moyennes et une matrice des valeurs hautes (en Annexe). Cela permet pour chaque écosystème et chaque service écosystémique de déterminer la matrice de capacité à utiliser pour évaluer les services en fonction des conditions
<table><caption>Tableau 15 : illustration de la démarche pour déterminer la condition écosystémique pour 5 écosystèmes et les 5 groupes de SE. L'allocation de la condition pour chaque groupe de SE est réalisée à partir des tables 4 à 8.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="2">CONDITION</th></tr><tr><th>Condition<br>Structurelle</th><th>Condition<br>biologique</th></tr></thead><tbody><tr><td>Forêt feuillue</td><td>Bonne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Praire mésophile</td><td>Moyenne</td><td>Bonne</td></tr><tr><td>Fourrés</td><td>Moyenne</td><td>Faible</td></tr><tr><td>Bord de route</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Pelouse restaurée</td><td>Faible</td><td>Faible</td></tr><tr><td>Plantation feuillus</td><td>Faible</td><td>Faible</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th colspan="5">MATRICE DE RÉFÉRENCE PAR GROUPE</th></tr><tr><th>Groupe 1</th><th>Groupe 2</th><th>Groupe 3</th><th>Groupe 4</th><th>Groupe 5</th></tr></thead><tbody><tr><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td><td>Haute</td></tr><tr><td>Moyenne</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr><tr><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Basse</td></tr><tr><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr><tr><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr></tbody></table>

locales, et abouti à la production d' une matrice de capacité adaptée aux conditions locales du projet (tableau 15).

Pour une adaptation locale des scores, nous avons des scores dérivés selon 3 conditions des écosystèmes : condition basse, moyenne ou haute. Ces scores ont été définis dans la gamme de variations des scores de la matrice des écosystèmes.

Il faut prendre pour référence la valeur annuelle correspondant au pic de végétation pour ne pas dépendre de fluctuations saisonnières.

4.2.3. Pour finir il faut pour chaque service prioritaire, sélectionner les scores dans la matrice de capacité de la Région Hauts-de-France correspondant à la condition locale définie pour les écosystèmes impactés.

Résultat 4 : valeurs quantitatives ou qualitatives des services écosystémiques – préférentiellement liées à l'offre

EXEMPLE ILLUSTRATIF

Nous présentons l'évaluation des services écosystémiques de l'exemple illustratif avec la matrice de capacité

pour l'ensemble des services prioritaires ainsi qu'avec le modèle InVEST pour le service écosystémique de sélectionnement du carbone.

Évaluation des services écosystémiques avec la matrice de capacité de la région Hauts-de-France

Nous utilisons les résultats de l'évaluation de la capacité des écosystèmes de la région Hauts-de-France à produire des services écosystémiques pour définir les scores des services à priorité forte du résultat 3.

Nous utilisons comme résultats principaux les scores en capacité de la matrice des Hauts-de-France. Il convient également de considérer la variabilité des scores et la confiance (si évaluée) pour une interprétation affinée des résultats.

Les scores de la matrice représentent la capacité de l'écosystème à produire le service écosystémique avec des scores de 0 (pour une capacité nulle ou faible de l'écosystème à fournir le service) à 5 (pour une capacité forte). S'il n'est pas possible de définir la condition des écosystèmes, nous extrayons les scores de la matrice des Hauts-de-France pour les services écosystémiques sélectionnés (tableau 14)
pour les écosystèmes sur les zones d'évaluation (tableau 11) et nous définissons une matrice des scores de capacité pour l'exemple illustratif de la construction de route sans condition définie (soit le cas 1 ; tableau 16).

Cependant, nous avons défini (à titre illustratif) une condition pour les écosystèmes sans variation entre l'état initial et l'état final (Cas 2). [Le cas 3 - avec une variation de la condition entre l'état initial et l'état final est présentée dans le fichier tableur téléchargeable, mais n'est pas repris dans ce guide].

Nous suivons les 2 phases pour définir une matrice de capacité modulée par la condition écosystémique des écosystèmes impactés dans cet exemple illustratif. Nous avons défini la condition structurelle et la condition biologique de ces écosystèmes impactés comme demandé dans la phase 1 présentée en partie 2.9 avec les résultats en tableau 17 pour les écosystèmes impactés par la construction de la route. Il s'agit de forêt de feuillus, prairie mésophile, fourrés, terre nue de chantier, route, bords de route, pelouse restaurée et plantation de forêt de feuillus.

Ensuite, nous en déduisons la condition écosystémique à utiliser pour chaque écosystème et chaque groupe de services écosystémiques – soit la phase 2 – avec les différents tableaux de la partie 2.9 et avec les services à forte priorité de l'exemple illustratif qui sont (tableau 14) : Régulation du climat, Pollinisation et dispersion des graines, Maintien de la qualité des eaux, Maintien de la qualité du sol, Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage, Ressource animale alimentaire sauvage, Ressource secondaire pour l'agriculture, Emblème ou symbole, Héritage (passé et futur) et existence, Esthétique, Activités récréatives, Connaissance et éducation.

À partir des matrices de capacité correspondant aux conditions écosystémiques basse, moyenne ou haute de la Région Hauts-de-France (en annexe et dans le fichier Excel disponible en téléchargement), de la condition des écosystèmes et de la liste des services prioritaires, il est possible de constituer un tableau de capacité réduit pour le PPP. Les valeurs de services écosystémiques rendus dans l'exemple illustratif sont présentées dans le ta-

<table><caption>Tableau 16 : matrice des scores de capacité pour l'exemple illustratif de la construction de route sans condition définie</caption><thead><tr><th>Services écosystémiques</th><th>Forêt feuillus</th><th>Praire mésophile</th><th>Fourrés</th><th>Terre nue chantier</th><th>Route</th><th>Bord de route</th><th>Pelouse restaurée</th><th>Plantation feuillus</th></tr></thead><tbody><tr><td>Régulation du climat</td><td>4.5</td><td>2.3</td><td>2.8</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.9</td><td>2.1</td><td>4.1</td></tr><tr><td>Pollinisation et dispersion des graines</td><td>3.3</td><td>3.3</td><td>3.2</td><td>0.0</td><td>0.7</td><td>2.3</td><td>3.1</td><td>3.0</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité des eaux</td><td>3.6</td><td>2.9</td><td>2.7</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.8</td><td>3.2</td><td>3.2</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité du sol</td><td>4.2</td><td>3.2</td><td>3.2</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>3.1</td><td>3.4</td></tr><tr><td>Production animale alimentaire élevée</td><td>0.6</td><td>3.8</td><td>1.0</td><td>0.0</td><td>0.2</td><td>0.2</td><td>1.1</td><td>0.7</td></tr><tr><td>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</td><td>3.8</td><td>2.2</td><td>2.6</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.2</td><td>1.3</td><td>2.7</td></tr><tr><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td><td>3.8</td><td>2.4</td><td>3.0</td><td>0.0</td><td>0.3</td><td>1.1</td><td>2.3</td><td>3.3</td></tr><tr><td>Ressource secondaire pour l'agriculture</td><td>1.7</td><td>3.5</td><td>1.5</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>2.6</td><td>1.3</td></tr><tr><td>Emblème ou symbole</td><td>3.9</td><td>2.0</td><td>1.6</td><td>0.0</td><td>0.4</td><td>0.9</td><td>1.2</td><td>2.0</td></tr><tr><td>Héritage (passé et futur) et existence</td><td>4.1</td><td>2.4</td><td>1.8</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>1.1</td><td>1.7</td><td>2.2</td></tr><tr><td>Esthétique</td><td>4.2</td><td>2.7</td><td>2.1</td><td>0.0</td><td>0.3</td><td>0.4</td><td>1.4</td><td>2.2</td></tr><tr><td>Activités récréatives</td><td>4.3</td><td>1.9</td><td>1.7</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>0.7</td><td>1.4</td><td>2.9</td></tr><tr><td>Connaissance et éducation</td><td>4.2</td><td>2.5</td><td>2.2</td><td>0.0</td><td>0.7</td><td>1.2</td><td>2.4</td><td>2.7</td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 17 : condition structurelle et condition biologique des écosystèmes impactés dans l'exemple illustratif et définition de la table de scores liée aux groupes de services pour l'état initial et l'état final.</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th colspan="2">CONDITION</th><th rowspan="2">Groupe 1</th><th rowspan="2">Groupe 2</th><th rowspan="2">Groupe 3</th><th rowspan="2">Groupe 4</th><th rowspan="2">Groupe 5</th></tr><tr><th>Condition Structurelle</th><th>Condition biologique</th></tr></thead><tbody><tr><td>Forêt feuillue</td><td>Bonne</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Praire mésophile</td><td>Moyenne</td><td>Bonne</td><td>Haute</td><td>Haute</td><td>Moyenne</td><td>Haute</td><td>Haute</td></tr><tr><td>Fourrés</td><td>Moyenne</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr><tr><td>Terre nue chantier</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Route</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Bord de route</td><td>Faible</td><td>Moyenne</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Moyenne</td><td>Basse</td></tr><tr><td>Pelouse restaurée</td><td>Faible</td><td>Faible</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr><tr><td>Plantation feuillus</td><td>Faible</td><td>Faible</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td><td>Basse</td></tr></tbody></table>

bleau 18, ce qui correspond à l'étape 3 présentée en partie 2.9.

## Évaluation des services écosystémiques avec le modèle InVEST

Le principe est d'obtenir une évaluation de la capacité en services à minima à l'état initial et à l'état final du projet. Pour rappel, ces évaluations sont à conduire à chaque itération (i.e. à chaque modification du PPP, chaque variante ou scénario envisagé) et doivent servir à définir la variente de moindre impact.

Si le logiciel InVEST est utilisé, par exemple, il convient de créer des couches géomatiques au format raster de la zone d'emprise directe du projet

(zone d'évaluation 1) et de la zone du projet (zone d'évaluation 2). Ces couches géomatiques doivent correspondre aux modes d'occupation du sol/écosystèmes qui servent de données d'entrée aux modules InVEST. Cependant, le nombre de services écosystémiques pris en compte par InVEST reste limité. Nous illustrons l'évaluation par le modèle InVEST avec le service écosystémique de « régulation du climat global ».

Pour le module « Carbon Model » qui correspond au service écosystémique « régulation du climat global », il convient de disposer d'une couche raster d'occupation du sol à l'état initial - ici « DUP_Avant.tif » - et à l'état

<table><caption>Tableau 18 : matrice de capacité avec les scores des SE prioritaires des différents écosystèmes de l'exemple illustratif en fonction de la condition écosystémique. Échelle de 0 à 5.</caption><thead><tr><th>Services écosystémiques</th><th>Forêt feuillus</th><th>Praire mésophile</th><th>Fourrés</th><th>Terre nue chantier</th><th>Route</th><th>Bord de route</th><th>Pelouse restaurée</th><th>Plantation feuillus</th></tr></thead><tbody><tr><td>Régulation du climat</td><td>5.0</td><td>3.4</td><td>2.8</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.0</td><td>2.9</td></tr><tr><td>Pollinisation et dispersion des graines</td><td>4.8</td><td>4.4</td><td>2.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.1</td><td>1.5</td><td>1.6</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité des eaux</td><td>3.6</td><td>2.9</td><td>1.3</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.9</td><td>2.0</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité du sol</td><td>4.2</td><td>3.2</td><td>2.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>2.1</td></tr><tr><td>Production animale alimentaire élevée</td><td>1.6</td><td>3.5</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.2</td><td>0.0</td></tr><tr><td>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</td><td>5.0</td><td>3.4</td><td>1.2</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.7</td><td>1.1</td></tr><tr><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td><td>5.0</td><td>3.7</td><td>1.8</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.9</td></tr><tr><td>Ressource secondaire pour l'agriculture</td><td>3.0</td><td>3.1</td><td>0.3</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>0.0</td><td>1.1</td><td>0.1</td></tr><tr><td>Emblème ou symbole</td><td>3.9</td><td>2.0</td><td>0.2</td><td>0.0</td><td>0.4</td><td>0.0</td><td>0.1</td><td>0.5</td></tr><tr><td>Héritage (passé et futur) et existence</td><td>4.1</td><td>2.4</td><td>0.3</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>0.0</td><td>0.2</td><td>0.6</td></tr><tr><td>Esthétique</td><td>4.2</td><td>2.7</td><td>0.6</td><td>0.0</td><td>0.3</td><td>0.0</td><td>0.4</td><td>0.9</td></tr><tr><td>Activités récréatives</td><td>4.3</td><td>1.9</td><td>0.6</td><td>0.0</td><td>0.6</td><td>0.0</td><td>0.2</td><td>1.5</td></tr><tr><td>Connaissance et éducation</td><td>4.2</td><td>2.5</td><td>0.8</td><td>0.0</td><td>0.7</td><td>0.0</td><td>0.5</td><td>1.6</td></tr></tbody></table>
<figure><img src="image_67.png" /></figure>

Figure 19 : capture d'écran du module de calcul du stock et de la séquestration du carbone d'INVEST utilisé dans l'exemple illustratif pour évaluer les services de régulation du climat global.

final - ici « DUP_Après.tif » (Figure 19).

Il faut également construire un tableau au format « .txt » qui contient pour chaque catégorie d'occupation du sol, une estimation des stocks de carbone dans les différents compartiments (aérien, racinaire, sol et matière morte).

Ces valeurs peuvent être estimées en utilisant la littérature et ou des measures in situ.

Enfin, nous avons fait l'hypothèse que

le chantier durerait 2 ans (début en 2020 et fin en 2022). Le module calcule le stock de carbone initial et final du projet, ainsi que la variation qui correspond à la séquestration (Figure 20). Un stock de 13433,5 tonnes de carbone est obtenu à l'état initial du projet et un stock de 11692,6 tonnes de carbone à l'état final du projet. La différence correspond à la perte de carbone, soit 1740,9 tonnes.

Aggregate Results

<table><thead><tr><td>Description</td><td>Value</td><td>Units</td><td>Raw File</td></tr></thead><tbody><tr><td>Total cur</td><td>13433.55</td><td>Mg of C</td><td>C:\Users\Utilisateur\Documents\carbon workspace\tot_c_cur.tif</td></tr><tr><td>Total fut</td><td>11692.64</td><td>Mg of C</td><td>C:\Users\Utilisateur\Documents\carbon workspace\tot_c_fut.tif</td></tr><tr><td>Change in C for fut</td><td>-1740.91</td><td>Mg of C</td><td>C:\Users\Utilisateur\Documents\carbon workspace\delta_c_fut.tif</td></tr></tbody></table>

Figure 20 : sortie du module InVEst « Carbon model » pour l'exemple illustratif (niveau zone d'évaluation 2 - DUP)
# ÉTAPE 5 : bilan des gains et pertes en services écosystémiques

## COMMENT FAIRE ?

Le bilan des gains et pertes en services écosystémiques - étape 5 - peut être regroupé en 4 points : faire le bilan des gains et pertes par services, standardiser les valeurs, définir l'importance de la variation en services écosystémiques et représenter les résultats.

### 5.1. Faire le bilan des gains et des pertes par services

La manière de réaliser le bilan des gains et pertes en services dépend en partie de la forme prise par les évaluations réalisées aux étapes précédentes.

Cas 1: la méthode d'évaluation fournit des cartes de valeurs des services, il convient de déterminer le changement des valeurs de service sur la zone à l'état initial et à l'état final (éventuellement intermédiaire si le projet le nécessite) et pour chaque variant ou scénario, en réalisant une analyse spatiale avec un logiciel de SIG pour chacun des services. Il est également possible de déterminer la somme totale de la capacité en SE par extraction spatiale afin de construire des tables de capacité totale pour chaque service aux différents états du projet.

Cas 2: les valeurs des services sont évaluées par types d'écosystèmes et en fonction de leurs surfaces, il convient de soustraire les valeurs à l'état initial des valeurs à l'état final. La variation en services écosystémiques peut également être évaluée

en utilisant un indice.

## Bilan des gains et pertes avec la matrice de capacité de la région Hauts-de-France

Avec la méthode des matrices, tous les services sont évalués avec la même approche et la même échelle d'unité, ainsi il n'y a pas de standardisation nécessaire.

Nous proposons 3 étapes pour avoir une visualisation du bilan des gains et pertes en services écosystémiques si l'on utilise la matrice de capacité de la Région Hauts-de-France :

### 5.1.1. Calculer les scores pondérés pour chaque état du PPP

Il faut tout d'abord multiplier les scores de capacité des différents SE (Résultat 4) avec l'aire respective de chaque écosystème (Résultat 2) à l'état initial et à l'état final du PPP, en suivant la formule suivante :

$$ (1) \qquad X'_{i} = X_{i} * S_{i} $$

$X'_{i}$ = score de SE pondéré de l'écosystème i

$X_i$ = Score de SE de l'écosystème i

$S_i$ = Surface de l'écosystème i

### 5.1.2. Calculer les sommes des scores pondérés de tous les écosystèmes pour un SE donné

Ensuite, il faut additionner les scores pondérés (1) pour tous les écosystèmes présents pour chaque service écosystémique afin d'avoir un score pondéré pour chaque service écosystémique avec la formule (2).
$$ (2) \qquad Y_{se} = \sum X'_{i} $$

$Y_{se}$ = Somme des scores pondérés de tous les écosystèmes pour un SE donné

Les formules (1) et (2) sont réalisées à partir des surfaces des écosystèmes pour quantifier la capacité des SE fournis à l'état initial et à l'état final. Cette capacité de la zone à fournir chaque SE peut être qualifiée de très faible, faible, modérée, forte ou très forte. Une qualification simple consiste à viser la somme des scores pondérés par la surface totale afin d'obtenir le score moyen d'une unité de surface :

$$ (3) \qquad Z = \frac{\sum X_i * S_i}{\sum S_i} $$

Cela conduit à des scores de SE sur une échelle de 0 à 5. Les 5 classes peuvent être définies de façon égale. En faisant le ratio entre les sommes des scores pondérés à l'état initial et à l'état final, on obtient une mesure de l'impact du PPP. Plus la différence est grande, plus l'aménagement impacte les services produits. Il est possible alors de classer les SE impactés négativement et les SE impactés positivement suite à l'aménagement (en %) par rapport à l'état initial.

<table><thead><tr><td>Qualification de la capacité en SE</td><td>Z</td></tr></thead><tbody><tr><td>Très faible</td><td>≤1</td></tr><tr><td>Faible</td><td>1 &lt;Z ≤ 2</td></tr><tr><td>Modérée</td><td>2 &lt;Z ≤ 3</td></tr><tr><td>Forte</td><td>3 &lt;Z ≤ 4</td></tr><tr><td>Très forte</td><td>4 &lt;Z ≤ 5</td></tr></tbody></table>

### 5.1.3. Calculer l'indice d'impact (SEII)

On peut calculer un indice de variation en SE, tel que le SE Impact Index (SEII) selon la formule (4).

$$ (4) \qquad SEII = \frac{Y_{se \text{ après}} - Y_{se \text{ avant}}}{Y_{se \text{ avant}}} \times 100 $$

Le SEII représente le pourcentage de variation en SE suite à l'aménagement par rapport à l'état initial.

Il est négatif quand "Yse après" (sommes des scores pondérés) est inférieur à "Yse avant", ce qui traduit une baisse de capacité en service. Il est positif quand après est supérieur à "Yse avant", ce qui traduit une hausse de capacité en service.

## 5.2. Standardiser les valeurs

Les services écosystémiques reposent sur une grande variété de processus et de grandeurs biophysiques, sociales et économiques. Selon les méthodes d'évaluation utilisées, soit les résultats sont exprimés dans des grandeurs relatives, sans dimension soit ils sont exprimés avec une dimension biophysique définie (ex : kg/ha, mg/m³...).

Pour comparer ou bien simplement présenter plusieurs services écosystémiques ensemble, il est nécessaire, lorsque l'on a des mesures de dimensions différentes, de les standardiser au préalable. Par exemple en les ramenant à une variation entre 0 et 1, ou bien comme dans la matrice de capacité entre 0 et 5. **La valeur maximale peut être déterminée par la plus grande valeur observée à l'échelle régionale.**

## 5.3. Définir l'importance de la variation en services écosystémiques

Il est usuel d'indiquer si l'impact d'un projet est nul, faible, modéré, fort ou
très fort sur une échelle qualitative qui permet de comprendre aisément les conséquences de l'aménagement considéré. Dans le domaine des services écosystémiques, il n'existe pas à l'heure actuelle de définition scientifique de ce qui serait considéré comme un impact faible ou fort sur la capacité en services écosystémiques. Nous proposons d'appuyer l'identification des seuils de variation sur la distribution statistique des estimations de la valeur des services écosystémiques. Il est possible de tester la différence statistique entre les niveaux de SE à l'état initial et à l'état final d'un projet en s'appuyant sur la variabilité statistique des indicateurs de services. Certaines méthodes comme notamment, la matrice de capacité à dire d'expert permettent de fournir une valeur centrale (le score de service) et une valeur de variation (l'écart-type). L'écart-type renseigne sur l'étendue de la variabilité du score de service. Plus l'écart-type est grand, plus les valeurs fournies par les experts divergent.

### Si les services écosystémiques sont évalués par une autre méthode que la matrice de capacité.

Les seuils peuvent être calculés si la variabilité des estimations est connue. Des tests statistiques doivent être faits pour vérifier que les estimations sont conformes à une loi normale<fnref n="10" />. La loi normale peut être utilisée pour évaluer la précision des estimations d'un service écosystémique et également définir des seuils d'écart à cette valeur moyenne de probabilité d'observation de plus en plus faible. Ces seuils vont

nous permettre de définir des niveaux de variation que l'on va appeler : **non significatif, faible, modéré, fort et très fort**. Nous proposons d'associer à ces niveaux les probabilités d'observation (p) suivantes : Non significatif p>5 %, Faible 5% ≥ p > 1%, Modéré 1% ≥ p > 0.1%, Fort 0.1% ≥ p > 0.01% et Très Fort P ≤ 0.01 %.

Prenons l'exemple d'un service de séquestration du carbone qui aurait été évalué au stade initial à 15 t.eqC02/an/ha avec un écart-type de 2 t.eqC02/ha/an.

Si le nombre de mesures (n=20) ayant permis l'estimation est connu, l'erreur standard associée à la valeur moyenne peut être déduite :

$$ \frac{2}{\sqrt{20} - 1} = 0,459 $$

$$ (5) \quad \text{Valeurs seuils}_{\alpha,n} = t_{\alpha/2,n} * \text{erreur standard} * \sqrt{\frac{n+1}{n}} $$

$t_{\alpha/2,n}$ est une variable qui suit la loi de Student pour un nombre n d'observations.

Les valeurs seuils pour les niveaux non significatif, faible, modéré, fort et très fort sont alors, respectivement : 0,81, 0,98, 1,35 et 1,83.

Ainsi, si le taux de séquestration du carbone passe de 15 t.eqC02/an/ha (stade initial) à 13,8 t.eqC02/an/ha (stade final), soit une différence de 1,2 t.eqC02/an/ha, il s'agira d'une **variation modérée** (entre 0,98 et 1,35).

Remarque : si l'écart-type ou l'erreur standard de la valeur en service écosystémique n'est pas connu, il n'est pas possible de définir de seuils de différence standards pour évaluer l'intensité de la variation des niveaux de service.

<footnote n="10">10. La distribution des scores moyens peut être approchée par une loi Normale si l'on a un très grand échantillon ou bien une loi de Student si l'échantillon (le nombre d'expert ou de measures) est limité.</footnote>
Si les services écosystémiques sont
evalués avec la matrice de capacité de
la région Hauts-de-France

Dans le cas de la méthode de la ma-
trice de capacité, nous avons à dispo-
sition une matrice des scores et une
matrice de variation des scores qui est
exprimée en écarts-types (Annexe).
Des tests statistiques nous ont montré
que les scores fournis par les différents
experts sont conformes à une loi nor-
male<fnref n="11" />. La loi normale peut être utilisée
pour évaluer la précision de l'estima-
tion du score d'un service écosysté-
mique et également définir des seuils
d'écart à cette valeur moyenne de pro-
babilité d'observation de plus en plus
faible.

Dans le cas d'une matrice de capacité et de manière générale des mesures issues d'un échantillon, il est préférable d'utiliser la loi de Student qui corrige pour des échantillons de taille réduite et est généralement utilisée pour les tests statistiques.
La formule de l'intervalle de confiance d'un échantillon est alors :

$$
(6) \quad \text{moyenne} \pm t_{\frac{\alpha}{2}, n-1} * \frac{\text{écart} - \text{type}}{\sqrt{n-1}}
$$

Avec $t_{\frac{\alpha}{2}, n-1}$ une variable de Student définie par la probabilité $\alpha$ et le nombre de mesures n.

$\frac{\text{écart} - \text{type}}{\sqrt{n-1}}$ est l'erreur-standard, avec $n$ le nombre de mesures utilisées pour calculer la moyenne.

L'évaluation de l'impact consiste à
comparer la valeur de SE au stade final
avec la valeur de SE de l'état initial en

prenant en compte la variation des
evaluations de scores de SE. Cela re-
vient à un test de comparaison d'une
valeur unique avec la moyenne d'un
échantillon<fnref n="12" />.

La formule générale est :

$$
(7) \quad t_s = \frac{SEfinal - SEinitial}{(\text{écart} - \text{type}_{SEinitial}) * \sqrt{\frac{n+1}{n}}
$$

$t_s$ est une variable qui suit une loi de Student avec n-1 degrés de liberté.

En renversant la formule et en fixant
pour des niveaux prédéfinis de risque
(Non significatif p>5 %, Faible 5% ≥ p
> 1%, Modéré 1% ≥ p > 0.1%, Fort 0.1%
≥ p > 0.01% et Très Fort P ≤ 0.01 %), on
peut déterminer les écarts (SEfinal-SEi-
nitial) correspondants.

Les écarts-types des scores de la ma-
trice de capacité sont différents pour
chaque combinaison SE/Habitat. Mais
il est possible de déterminer une ap-
proche simple, mais qui conserve une
robustesse suffisante.

Une approximation peut être réalisée en utilisant un écart-type unique pour l'ensemble des services écosystémiques.

Les écarts-types médians des diffé-
rents services écosystémiques varient
entre 0,456 et 0,724, avec **une valeur**
**médiane de 0,644**.

Nous proposons d'utiliser cette valeur
médiane pour définir les seuils de va-
riations.

L'erreur-standard de la moyenne des

<footnote n="11">11. La distribution des scores moyens peut être
approchée par une loi Normale si l'on a un très
grand échantillon ou bien une loi de Student si
l'échantillon (le nombre d'experts ou de me-
sures) est limité.</footnote>

<footnote n="12">12. Pour plus de détails, consulter : Sokal, R and Rohlf, FJ, 1998. The biometry: principles and practice of statistics in Biological research. Freeman and Co Editors. 887pages, ou un ouvrage équivalent.</footnote>
SE de la matrice des Hauts-de-France peut être calculée, car 30 matrices individuelles ont été considérées, soit $n=30$.

$$ (8) \quad \text{erreur standard} = \frac{0.644}{\sqrt{30} - 1} = 0,119 $$

À partir des probabilités définies 5 %, 1 %, 0,1 % et 0,01 %, les seuils de variations peuvent facilement être déterminés (tableau 19).

En pratique, le score de service va être leur différence va être comparée aux valeurs seuils (tableau 19).

## 5.4. Représenter les résultats

Les résultats doivent être regroupés et présentés de façon explicite. Nous indiquons différentes représentations dans l'exemple illustratif.

Il faut éviter de regrouper les services entre eux en favorisant les représentations qui montrent tous les services. Il existe plusieurs façons de représenter les résultats. En voici quelques exemples :

Sous forme de tableau (par exemple le tableau 21) ;

* Avec les valeurs de la capacité en

services écosystémiques sur la zone d'évaluation 1 et la zone d'évaluation 2 (tableau 21) avec les résultats avant, pendant et après l'aménagement ;

* Sous forme de figure représentant le SE Impact Index (SEII) en histogramme ou avec, par exemple la moyenne des scores (pondérés ou non) sous forme de bouquet de services tel qu'en Figure 21 et Figure 22.

En cas de besoin impérieux de simplification pour des éléments de communication, il convient de regrouper les services par catégories logiques telles que les 3 catégories de SE : culturel, approvisionnement et régulation. Par exemple, il ne faut pas regrouper la production de fibres avec la régulation de la qualité de l'eau. Nous recommandons aussi de calculer la moyenne par groupe de services et non pas la somme, car le nombre de services peut être différent selon les groupes et donc entraîner un effet de taille.

## Résultat 5 : gains et pertes en services écosystémiques

### ALLER PLUS LOIN

* ✓ Quand le nombre d'experts est inférieur à 30, pour plus de précisions, une loi de distribution de Student peut être utilisée.

* ✓ Par ailleurs, la distribution des scores de la matrice de capacité est limitée entre 0 et 5, ce qui induit que la distribution statistique de référence est plus précisément une loi normale tronquée ou une loi de Student tronquée. Le logiciel gratuit R permet de faire ces calculs en utilisant les packages truncnorm ou crch.

* ✓ Avec les niveaux de précision de la matrice des Hauts-de-France, la différence n'est perceptible qu'au voisinage immédiat des bornes inférieures et supérieures.
## EXEMPLE ILLUSTRATIF

### 1. Bilan des gains et pertes en services avec l'approche de la matrice de capacité

En croisant le tableau 9 qui contient la liste des écosystèmes et des surfaces impactées avec le tableau 18 qui est la matrice de capacité réduite au projet avec la condition des écosystèmes (Cas 2 ; même condition pour l'état initial et l'état final), les capacités en services écosystémiques pondérées par les surfaces, ainsi que les variations aux différents états du projet sont évaluées via les formules (1) et (2) - étapes 5.1.1 et 5.1.2.

Les sommes des scores pondérés sont majoritairement entre 2 et 4 soit une capacité moyenne à forte (tableau 20). Si l'on considère la zone d'évaluation le SEII (étape 5.1.3) varie entre entre -10 % pour le maintien de la qualité des eaux et -18 % pour le service d'esthétique.

### 2. Bilan des gains et des pertes avec le modèle InVEST

Les valeurs pour le service de régulation du climat sont de 13433,55 Mg de C à l'état initial du projet et de 11 692,64 Mg de C à l'état final du projet

pour le périmètre d'étude. Ainsi une baisse de 1740,91 Mg de C, due au projet, est calculable ce qui correspond à un SEII = - 13,3 %.

Nous pouvons noter la valeur est similaire au SEII = - 13.7 % obtenue avec la méthode de la matrice de capacité (tableau 21).

Pour des raisons de comparaison entre service, il peut être utile de standardiser les valeurs. Cependant, il peut également faire plus pertinent dans certains cas d'exprimer les valeurs par unité de surface. Ainsi, nous aurions une capacité de stockage du carbone moyenne de 155,7 t/ha à l'état initial et de 135,5 t/ha à l'état final, ce qui peut être plus facile à interpréter.

### 3. Importance de la variation en services écosystémiques

En utilisant les seuils standards sur la base de la méthode de test simplifiée en tableau 19, nous pouvons déterminer l'importance de la variation des SE (donc l'impact du PPP), ici pour la construction de la route dans l'exemple illustratif (tableau 21).

Pour la zone d'évaluation 2, l'impact varie entre un impact très fort pour les services Pollinisation et dispersion

<table><caption>Tableau 19 : définition des seuils d'impact basée sur l'importance de la différence des scores finaux et initiaux. Ces seuils ne sont valides que pour la matrice de capacité des Hauts-de-France, dont les scores varient de 0 à 5 (Campagne et Roche, 2019).</caption><thead><tr><td>Niveau d'impact</td><td>Signification statistique</td><td>Risque d'erreur</td><td>Valeur Seuil de différence</td></tr></thead><tbody><tr><td>NS</td><td>Non significatif</td><td>α>5%</td><td>Diff ≤ 0.25</td></tr><tr><td>Faible</td><td>Marginalement significatif</td><td>1%<α≤5%</td><td>0.25 &lt; Diff ≤ 0.35</td></tr><tr><td>Modéré</td><td>Significatif</td><td>0,1%<α≤1%</td><td>0.35 &lt; Diff ≤ 0.47</td></tr><tr><td>Fort</td><td>Hautement significatif</td><td>0,01%<α≤0,1%</td><td>0.47 &lt; Diff ≤ 0.60</td></tr><tr><td>Très fort</td><td>Très hautement significatif</td><td>α≤0,01%</td><td>Diff >0.60</td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 20 : sommes des scores pondérés sur la zone d'évaluation 2 (la DUP) et qualification en termes de capacité en SE</caption><thead><tr><th rowspan="2">Services Ecosystémiques</th><th colspan="2">Somme des scores pondérés</th><th colspan="2">Qualification de la capacité en SE</th></tr><tr><th>Initial</th><th>Final</th><th>Initial</th><th>Final</th></tr></thead><tbody><tr><td>Régulation du climat</td><td>4,0</td><td>3,5</td><td>Forte</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Pollinisation et dispersion des graines</td><td>4,4</td><td>3,8</td><td>Très forte</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité des eaux</td><td>3,1</td><td>2,8</td><td>Forte</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité du sol</td><td>3,5</td><td>3,0</td><td>Forte</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Production animale alimentaire élevée</td><td>2,7</td><td>2,3</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage</td><td>4,0</td><td>3,4</td><td>Forte</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td><td>4,1</td><td>3,4</td><td>Très forte</td><td>Forte</td></tr><tr><td>Ressource secondaire pour l'agriculture</td><td>3,1</td><td>2,6</td><td>Forte</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Emblème ou symbole</td><td>2,7</td><td>2,2</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Héritage (passé et futur) et existence</td><td>3,0</td><td>2,4</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Esthétique</td><td>3,2</td><td>2,7</td><td>Forte</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Activités récréatives</td><td>2,8</td><td>2,4</td><td>Moyenne</td><td>Moyenne</td></tr><tr><td>Connaissance et éducation</td><td>3,1</td><td>2,6</td><td>Forte</td><td>Moyenne</td></tr></tbody></table>

des graines, Ressource animale alimentaire sauvage, un impact fort pour Régulation du climat, Maintien de la qualité du sol, Ressource végétale et fongique alimentaire sauvage, Emblème ou symbole, Héritage (passé et futur) et existence et Esthétique, un impact modéré pour Ressource secondaire pour l'agriculture, Production animale alimentaire élevée et Activités récréatives et Connaissance et éducation et un impact faible pour le service

Maintien de la qualité des eaux (tableau 21).

## 4. Représentation des résultats

Les résultats sont présentés afin de mettre en avant le détail de valeurs et d'illustrer les résultats (Figure 21). Nous pouvons ainsi voir l'effet du choix de la zone considérée sur le bilan de l'impact sur les services écosystémiques et sur l'importance de l'impact mesuré. Il serait également possible d'uti-

<table><caption>Tableau 21 : évaluation de la variation de capacité en services écosystémiques sur la zone d'évaluation 2 (la DUP) entre les états initial et final du projet basé sur la matrice de capacité pour l'ensemble des SE prioritaires et le modèle InVEST pour 2 SE.</caption><thead><tr><th rowspan="2">Services Ecosystémiques</th><th colspan="2">Somme des scores pondérés</th><th colspan="3">Bilan de l'impact sur les services écosystémiques</th><th rowspan="2">InVEST<br>SEII</th></tr><tr><th>Initial</th><th>Final</th><th>SEII</th><th>Différence<br>Final-Initial</th><th>Impact</th></tr></thead><tbody><tr><td>Régulation du climat</td><td>4,0</td><td>3,5</td><td>-13,7%</td><td>-0,55</td><td>Très fort</td><td>-13,3%</td></tr><tr><td>Pollinisation et dispersion des graines</td><td>4,4</td><td>3,8</td><td>-14,3%</td><td>-0,62</td><td>Très fort</td><td>-18,2%</td></tr><tr><td>Maintien de la qualité des eaux</td><td>3,1</td><td>2,8</td><td>-10,1%</td><td>-0,32</td><td>Faible</td><td></td></tr><tr><td>Maintien de la qualité du sol</td><td>3,5</td><td>3,0</td><td>-15,3%</td><td>-0,54</td><td>Fort</td><td></td></tr><tr><td>Production animale alimentaire élevée</td><td>2,7</td><td>2,3</td><td>-16,0%</td><td>-0,43</td><td>Modéré</td><td></td></tr><tr><td>Ressource végétale et fongique alimentaire</td><td>4,0</td><td>3,4</td><td>-14,0%</td><td>-0,55</td><td>Très fort</td><td></td></tr><tr><td>Ressource animale alimentaire sauvage</td><td>4,1</td><td>3,4</td><td>-17,8%</td><td>-0,74</td><td>Très fort</td><td></td></tr><tr><td>Ressource secondaire pour l'agriculture</td><td>3,1</td><td>2,6</td><td>-16,5%</td><td>-0,51</td><td>Fort</td><td></td></tr><tr><td>Emblème ou symbole</td><td>2,7</td><td>2,2</td><td>-18,0%</td><td>-0,48</td><td>Fort</td><td></td></tr><tr><td>Héritage (passé et futur) et existence</td><td>3,0</td><td>2,4</td><td>-17,6%</td><td>-0,52</td><td>Fort</td><td></td></tr><tr><td>Esthétique</td><td>3,2</td><td>2,7</td><td>-16,9%</td><td>-0,55</td><td>Fort</td><td></td></tr><tr><td>Activités récréatives</td><td>2,8</td><td>2,4</td><td>-15,6%</td><td>-0,44</td><td>Modéré</td><td></td></tr><tr><td>Connaissance et éducation</td><td>3,1</td><td>2,6</td><td>-14,9%</td><td>-0,46</td><td>Modéré</td><td></td></tr></tbody></table>
liser un graphique en bouquet, pour représenter les SE aux états initial et final, ainsi que la différence entre les deux (figure 22).

<figure><img src="image_68.png" /><figcaption>Figure 21 : bilan de l'impact sur les services écosystémiques en considérant le niveau d'évaluation 1 et le niveau d'évaluation 2</figcaption></figure>

<figure><img src="image_69.png" /><figcaption>Figure 22 : exemple de bilan (c) de services (en noir les capacités perdues, en rouge les capacités gagnées). État initial (a) et état final (b) une action de gestion avec des bouquets de services – Campagne et Roche 2018. SC= services culturels, SA/services d'ap provisionnement et SR/services de régulation.</figcaption></figure>
## ÉTAPE 6 : intégration des résultats dans le rapport d'évaluation des incidences sur l'environnement

L'ensemble des résultats de l'évaluation des services écosystémiques doit figurer dans le dossier d'EIE. Les méthodes choisies pour chaque étape doivent être justifiées et leurs limites indiquées clairement. Les résultats seront bien sûr analysés et mis en perspective par rapport aux autres parties de l'évaluation. Ils contribueront à définir les zones à éviter, à étudier des alternatives et des variantes du projet pour aboutir à une solution de moinde impact et à justifier les choix opérés dans le projet, plan ou programme et pourront faire l'objet de mesures afin de satisfaire au 2° du II. de l'article L110-1 du code de l'environnement.

La connaissance et l'évaluation des services écosystémiques en tant que composantes de l'état initial, font partie de la mise en œuvre de la séquence ERc.

Les services écosystémiques sont donc à intégrer dans la description de l'état initial (résultats 1 à 4 de cette méthode) et des incidences notables (résultat 5 de cette méthode) du projet, plan ou programme (Article L122-3 II. 2° b13). Ce guide ne préconise pas de mesures ERc dédiées aux services écosystémiques, ni n'a vocation à préciser comment dimensionner de telles mesures. À ce sujet, il est possible de se reporter au guide de mise en œuvre Approche standardisée du dimensionnement de la compensation écologique14 publié en 2021.

L'évaluation des services écosystémiques permet d'évaluer les interactions entre la société et la nature et sa biodiversité (5° du III. de l'article L122-115). Ainsi, bien qu'elle nécessite la connaissance des écosystèmes impactés par le projet, plan ou programme, l'évaluation des services écosystémiques n'est pas nécessairement à inclure dans la partie 'biodiversité' du dossier d'autorisation ou de déclaration (souvent appelée 'Contexte naturel', 'Annexe écologique', 'Étude faune flore' ou 'Expertise naturaliste'). Elle peut constituer un chapitre à part entière.

## COMMENT FAIRE ?

Pour intégrer l'évaluation des services écosystémiques dans l'EIE, il faut passer par 3 points.

### 6.1. Analyser les résultats

L'étape 5 a permis d'obtenir pour chaque SE prioritaire des valeurs aux états initiaux et finaux du PPP, et à un taux de variation pour chacun. Il est nécessaire d'analyser ces gains et pertes de SE. Il peut s'agir d'identifier les principaux SE impactés négativement/positivement par le PPP et les évolutions au sein des écosystèmes à l'origine des principales variations.

### 6.2. Alternatives et mesures ERc

Si les impacts sont significatifs, il peut être nécessaire de revoir le PPP en envisageant l'implantation sur une autre parcelle (alternative) en examinant une implantation différente sur la parcelle (scénario). L'ajout de mesures ERc peut aussi modifier l'impact sur les SE. Les

<footnote n="13">13. https://www.legifrance.gouv.fr/codes/article_lc/LEGIARTI000036671147/2018-11-25</footnote>

<footnote n="14">14. https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Approche_standardis%C3%A9e_dimen-</footnote>

<footnote>sionnement_compensation_%C3%A9cologique.pdfen</footnote>

<footnote n="15">15. https://www.legifrance.gouv.fr/codes/article_lc/LEGIARTI000037666688/2018-11-25</footnote>
étapes précédentes sont à réaliser pour chaque alternative et/ou scénario présenté dans l'EIE, que celui-ci ait été envisagé pour améliorer l'impact sur les SE spécifiquement ou sur une autre thématique. Avec les résultats et les analyses des valeurs de services dans les différents états du PPP et pour les différentes variantes ou scénarios, il est maintenant possible de choisir la meilleure option du PPP pour éviter les impacts, réduire les impacts inévitables et compenser les impacts résiduels significatifs.

Si différents scénarios ou options ont été testés, il faut choisir la variante dont les impacts environnementaux sont les plus faibles. De même, avec les meilleures options, les impacts inévitables doivent être analysés pour être réduits. La condition des écosystèmes peut également être importante pour réduire le changement inévitable d'utilisation des terres. La réduction de l'impact peut également être envisagée dans le temps, car certains impacts des PPP évoluent dans le temps.

Les résultats obtenus permettent également de proposer de nouveaux scénarios ou alternatives et de revenir à la première étape afin de trouver la meilleure façon d'éviter les impacts sur les SE. Enfin, une fois la meilleure option choisie, il s'agit d'expliquer les avantages et inconvénients de chaque variante et justifier du choix retenu.

## 6.3. Intégrer et confronter les pertes et gains en services avec les autres parties de l'EIE

Les services écosystémiques ne peuvent être analysés sans tenir compte des autres parties de l'EIE. Par exem-

ple, la partie sur les risques naturels peut mettre en évidence un besoin cru en régulation des inondations qui peut être satisfait par les services rendus par le patrimoine naturel ou a contrario aggravé par la destruction de certains écosystèmes.

**Résultat 6 : interprétation des résultats et justification des choix du PPP**

### EXEMPLE ILLUSTRATIF

#### 1. Analyser les résultats

Les services écosystémiques sont identiquement impactés selon la considération de la zone d'évaluation 1 et la zone d'évaluation 2 (tableau 22). Les deux services les plus impactés sont le service lié à la ressource animale alimentaire sauvage et le service de Pollinisation et dispersion des graines.

Cette perte de SE est principalement due à la destruction d'hectares de fordret de feuillus et de prairies mésophiles en bonne condition qui ne sont pas restaurées, mais remplacées par de la pelouse restaurée et de la plantation de feuillus.

L'importance de l'impact varie entre les niveaux d'évaluation 1 et 2 mais reste très forte et forte pour de nombreux services, ce qui montre que la perte en services n'est pas compensée même à une échelle plus grande. Les choix méthodologiques ont été détaillés à chaque étape.

#### 2. Alternatives et mesures ERc

Nous n'avons pas intégré différents scénarios dans cet exemple illustratif, mais plusieurs scénarios sont présents dans l'exemple illustratif d'un PLU
(Partie 4.2).

Nous pouvons constater que les impacts de la construction de la route ont été qualifiés de très forts pour 4 services et de forts pour 5 services sur les 13 services évalués (au Niveau 2 d'évaluation) ce qui met en avant des choix d'aménagement pris qui engendrent une forte dégradation de la capacité des écosystèmes à fournir les services étudiés.

D'autres scénarios pour le tracé de la route nécessiteraient d'être étudiés. Vu la carte de la zone (Figure 15), il serait possible de décaler la route vers le nord-est pour qu'elle ne touche pas la forêt de feuillus ou les fourrés<fnref n="16" />.

## 3. Intégrer et confronter les pertes et gains en services avec les autres parties de l'EIE

L'analyse des continuités écologiques menée dans l'EIE peut indiquer que cette route constituera un obstacle aux déplacements d'animaux et à la dissémination des graines ce qui viendrait s'ajouter à l'impact sur 3 services qui sont fortement associés aux espèces sauvages.

Les écosystèmes perdent le moins en capacité de maintien de la qualité des eaux. Or la création et surtout l'exploitation d'une route augmentent les risques de pollution des eaux. Le croissement de ces informations peut conduire le maître d'ouvrage à prévoir des mesures supplémentaires pour le traitement des eaux de ruissellement.

<footnote n="16">16. Note des auteurs : ce scénario devrait être étudié en reprenant à l'étape 1 de l'évaluation. Ce n'est pas fait ici pour ne pas alourdir le guide.</footnote>
## L'ESSENTIEL pour prendre en compte les services écosysté-miques dans une évaluation des incidences sur l'environne-ment

Afin de prendre en compte les SE dans les EIE, nous proposons une mé-thodologie en 6 étapes à réaliser pour chaque alternative ou variante du projet, plan ou programme.

Il faut évaluer les services écosystémiques pour chaque état du PPP (a mi-nima à l'état initial avant PPP et à l'état final après PPP) et pour chaque va-riant ou scénario.

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