Towards the Sustainable Development of Peri-urban Areas

This is the flagship project 4 of the 1st phase of LabEx BASC (2013-2016).

Leaders and their laboratories: Christine AUBRY (SADAPT), Bertrand Ney and Erwan PERSONNE (ECOSYS). Moderator: Caroline PETIT (SADAPT)

Context and objectives

Periurban areas are at the centre of strong tensions between growing urbanisation and the will to preserve agricultural and semi-natural open spaces. Teh management of these territoires, under urban influence, is complex and calls for interdisciplinary research to analyse and plan their development. Within periurban areas, strong overlap between constructions and open spaces is a threat to agriculture and ecosystems, but also an opportunity in terms of services and functions these open spaces provide in terms of provision of food, regulation of ecosystem processes, amenities and cultural benefits. Various stakekolders could benefit from these services and functions in these areas: urban managers, environmental organisations, consumers, inhabitants. The priority given to each service and function can vary between different stakholders, and sometimes be in opposition.

Going beyond an assessment of the systems' intrinsic sustainability is a challenge to research, as well as elaborating evolution scenarii of these periurban areas, taking into account the diversity of expectations in terms of services and functions provided by open spaces. Flagship project 4's objective is to design and assess territorial configuration models, including specific organisations of open spaces, arising from services and functions these mosaics of agroecosystems and semi-natural areas could provide. This research is undertaken on the Plateau de Saclay, a periurban territoire in the Paris region, which will allow for a interdisciplinary approach combining social and biotechnical sciences to i) grasp the social dimension of expectations in terms of services and functions provided by open spaces, and ii) mobilise knowledge on ecosystem functioning so as to quantify these services. Spatial modelling methods will be used to elaborate territorial configuration scenarii, which will then be confronted to stakeholders from the territoire studied.

Three positions were filled to advance this research (link to job descriptions):

> Post-doc « Facilitation of the flagship project; modelling of territorial configuration of agroecosystems in periurban territoires » - Caroline Petit – 36 months

> Post-doc « Perception and acknowledgement of open spaces: a geographical approach » - Cécile Falies – 12 months

> Research engineer « Territorial ecology: Organisation and valorisation of a workshop on territorial ecology on teh Plateau de Saclay » - Yoann Verger - 15 monts - Workshop on territorial ecology - May 2016

Results    

Figure 1: Methods and concepts used in the project

To address peri-urban ecosystem functions and services from this perspective, it makes sense to mobilise different methods and concepts (Figure 1). The activities carried out in the flagship project produced three groups of results, one on the evolution of peri-urban agriculture, the second on the dynamics of open spaces, and the last on the metabolism of peri-urban territories.

The development of a theoretical framework integrating the notions of ecosystem services and agricultural multifunctionality made it possible to formalise the analysis of certain agricultural services oriented towards the urban environment (local food supply, recycling of urban waste).

The work on open spaces led, on the one hand, to an initial attempt at modelling the surface hydrological functioning of the Saclay plateau and, on the other hand, to a renewed analysis of the issues of this territory, using the mental map method in particular and bringing to light three central issues: (i) water, (ii) transport and (iii) the social dimension of housing.

In conjunction with FIRE and the association Terre et Cité, the organisation of the Saclay Workshops, dedicated to the territorial ecology of the Saclay plateau, made it possible to characterise the territory's metabolism by monitoring the flows of goods, nitrogen, carbon, phosphorus and water. The identification of potential relocation and looping of these flows as well as the elaboration of territorial fictions presenting contrasting visions of the plateau by 2050 are part of a territorial prospective approach.

====> The researcher presents you the synthesis of the project (territorial ecology workshops...) in VIDEO (BASC scientific days, Dec. 2020)

Concretely, the flagship project 4 has (i) supported and co-organised the territorial ecology workshops on the Saclay plateau, (ii) produced four original interdisciplinary articles, (iii) established scientific links between five laboratories that were not very well connected before, and allowed the submission of five projects to national calls for tender. The project has benefited from numerous collaborations, within the LabEx and also with academic partners outside BASC. Finally, in a context of reflection on the development of sustainable cities, the knowledge produced aims to inform public decision-making in terms of spatial planning and possible synergies for integrating agricultural and ecological systems within urban systems.

Publications 

International journals

> Caroline Petit, Florent Levavasseur et Yoann Verger (2018), Reconnecter villes et campagnes : vers des symbioses agricoles et agri-urbaines ? Une exploration sur le plateau de Saclay, Vertigo, https://doi.org/10.4000/vertigo.21809. Resume: "Since the 1970s, new concepts have been beginning to emerge to recreate synergies between town and agriculture, the latest of them promoting the development of a circular economy. This article centres on the transit flows within agri-food systems, considering food items, the upstream flows of farming production associated with agricultural supplies, and downstream flows corresponding to waste management. A joint approach in territorial ecology and territorial agronomy was implemented in an urban agricultural territory of the Île-de-France region, the Saclay plateau, to study agricultural and agri urban symbioses, to clarify the logics underlying flows of materials and to explore the room for manœuvre which might enable the agri-food metabolism to become increasingly internalised. The results show that internal flows and recycling loops come mainly from farms with a diversified typology : mixed-livestock farms, farms using agricultural composts, and organic farming. They also show that the system as a whole is still marked by a linear, externalised operation. Different ways are envisaged to set up more agricultural and agri-urban symbioses, all of them requiring technological, organisational and cultural changes at different levels. The assessment of the sustainability of these local flows must necessarily integrate quantitative aspects, for which we propose here a methodological approach. But it must also include qualitative aspects in order to consider the nature of the materials in circulation and the possible contamination of the recycling loops."

(A figure from the above article)

> Verger Y., Petit C., Barles S., Billen G., Garnier J., Houot S., Esculier F., Maugis P. (2018). A N, P, C, and water flows metabolism study in a peri-urban territory in France: The case-study of the Saclay plateau. Resources, Conservation and Recycling, 137: 200-213. doi:10.1016/j.resconrec.2018.06.007

> Tedesco, C., Petit, C., Billen, G., Garnier, J., & Personne, E. (2017). Potential for recouping production and consumption in peri-urban territories: The case-study of the Saclay plateau near Paris, France. Food Policy, 69, 35-45. doi:10.1016/j.foodpol.2017.03.006 ===>

> Stella, P., Bedos, C., Genermont, S., Loubet, B., Personne, E., Petit, C., & Saint-Jean, S. (2016). Les espaces périurbains: entre pollution des villes et pollution des champs aux échelles régionale et locale. Pollution atmosphérique, n° 229-230. doit: 10.4267/pollution-atmospherique.5613

> Huang, J., Tichit, M., Poulot, M., Darly, S., Li, S., Petit, C., & Aubry, C. (2015). Comparative review of multifunctionality and ecosystem services in sustainable agriculture. Journal of environmental management, 149, 138-147. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.10.020

Communications at scientific events

> Faliès, C., Petit, C. Communication pour le séminaire Ville et agriculture, Innovations architecturales, urbaines et territoriales, 20 juin 2017, Montpellier.

> Petit, C., Levavasseur, F. Verger, Y. Synergies ville-campagne et symbioses agricoles dans les territoires agri-urbains, cas du plateau de Saclay. Colloque Agricultures urbaines durables : vecteur pour la transition écologique, 6-9 juin 2017, Toulouse. Résumé: " Les territoires agri-urbains présentent une diversité de systèmes de production, plus ou moins connectés entre eux et diversement insérés dans les réseaux locaux. En réponse à des enjeux majeurs comme la sécurité alimentaire, le bouclage des cycles biogéochimiques et le changement climatique, émergent des incitations institutionnelles à l’économie circulaire, autrement dit à une gestion plus autonome et internalisée des ressources. Se pose alors la question de la façon dont s’inventent des synergies entre villes et agriculture après plus d’un siècle de déconnexion croissante (Oosterveer et Sonnenfeld, 2012). L’agri-urbain s’impose comme notion fédératrice de dynamiques urbaines et agricoles (Galli et al., 2010, Poulot, 2014). Le sujet reste néanmoins peu abordé du point de vue de la matérialité de cette relation ville-agriculture, autrement dit du point de vue des flux de matières et d’énergie qui caractérisent le métabolisme territorial (Barles, 2014). La quantification de ces flux reste en effet un enjeu scientifique, qu’il s’agisse de flux alimentaires ou de valorisation de matières fertilisantes d’origine résiduaire (MAFOR: effluents d’élevage, boues de STEP, compost de déchets verts, de déchets ménagers, de biodéchets, digestats de méthanisation, biochars, etc.). Si la disponibilité des MAFOR est potentiellement importante dans les aires urbaines, les agriculteurs ne sont pas toujours enclins à les utiliser. Au-delà de la question de l’acceptabilité sociale, il s’agit aussi de comprendre les déterminants de l’usage de ces matières et ainsi pourquoi certains flux se mettent en place dans les territoires et pas d’autres. Par ailleurs, des synergies existent entre différents types d’agriculture et prennent la forme de symbioses agricoles mais restent encore peu visibles et quantifiées alors qu’elles contribuent à ré-internaliser le métabolisme territorial. Une démarche en écologie territoriale a été initiée en 2015 sur le plateau de Saclay, territoire agri-urbain francilien soumis à une forte pression d’aménagement. La démarche a été principalement axée sur la compréhension de l’agro-écosystème de ce territoire. Une analyse des flux d’azote transitant au sein du système agri-alimentaire a permis d’évaluer le degré de connexion entre production et consommation locale (Tedesco et al., accepted). Les résultats montrent que le système agri-alimentaire sur le plateau de Saclay est largement ouvert, externalisé et linéarisé, avec cependant des boucles internes de flux de matières (correspondant à des initiatives de relocalisation alimentaire et de recyclage de matières organiques). Une typologie d’exploitations agricoles a été élaborée pour évaluer l’efficience des différents types au regard des flux d’azote qu’ils mettent en jeu. Nous approfondissons ici la compréhension des flux de matières entre types d’exploitations (ressources alimentaires et déchets) pour (i) expliciter les logiques des agriculteurs qui sous- tendent ces flux, (ii) identifier les matières disponibles sur le territoire et (iii) dresser des perspectives pour envisager des marges de manoeuvre qui permettraient de ré-internaliser davantage le métabolisme. Trois types d’exploitations ont été définis. Le type A correspond à des exploitations céréalières conventionnelles, orientées vers des filières de commercialisation longues. Leurs productions exportées représentent un important flux d’azote sortant du territoire. Le maintien de la fertilité sur ces exploitations est assuré par un recours aux engrais minéraux importés, représentant un important flux d’azote entrant sur le territoire. Les flux d’azote sont donc majoritairement linéaires. Une faible connexion au territoire s’opère tout de même pour quelques exploitations qui s’approvisionnent en composts et/ou fumiers en provenance des exploitations du type B. Le type B correspond à des exploitations plus ou moins engagées dans une diversification, que ce soit sur le type de production ou la filière de valorisation. On y retrouve par exemple une exploitation de polyculture-élevage dont la majorité de la production laitière est commercialisée localement, ainsi qu’une exploitation biologique qui produit du blé bio transformé localement en pain, mais aussi de la luzerne trouvant un débouché pour l’alimentation des bêtes de l’exploitation de polyculture élevage. Dans ce type B se retrouve également un agri-composteur qui produit du compost à partir des déchets verts des collectivités voisines, compost valorisé sur les exploitations de type B ou A. Ces diversifications permettent ainsi un début de bouclage du cycle de l’azote sur le territoire. Néanmoins, le mode de production dominant dans ces exploitations reste similaire au type A, avec des flux d’azote associés principalement linéaires. Enfin, le type C correspond à des petites exploitations spécialisées : maraîchage biologique, élevage de volaille, ou centres équestres. Elles participent au bouclage des cycles de l’azote via leurs productions orientées vers des filières alimentaires ou de loisirs locales, mais également via l’utilisation d’effluents d’élevage locaux (fumier bovin de type B, fumiers équins utilisés en maraîchage). Cependant, du fait de leur petite taille, l’impact de ces exploitations sur les flux globaux du territoire est faible. Parallèlement aux flux associés aux exploitations agricoles, des flux importants d’azote sont associés aux ménages. Ces flux sont majoritairement linéaires, du fait de l’approvisionnement alimentaire principalement externe au territoire, mais également de l’absence de recyclage local des déchets produits par ces ménages (eaux usées, biodéchets). La quantification des flux d’azote du territoire a permis d’identifier la déconnexion entre agriculture et ville sur le territoire du plateau de Saclay. Afin de renforcer les synergies ville-campagne et les symbioses agricoles existantes, la poursuite de la diversification des exploitations pour subvenir aux besoins des ménages et des élevages du territoire paraît nécessaire. La mise en place de filières de recyclage locale pour subvenir aux besoins en azote des exploitations l’est également. Une quantification des flux associés à de tels scénarios reste à réaliser afin de mieux évaluer leur durabilité."

> Journées scientifiques 2017 du LabEx, résultats du projet phare 4, "Perception et reconnaissance des espaces ouverts: une approche géographique" par Cécile FALIES (SADAPT) et "Les Ateliers d'écologie territoriale du Plateau de Saclay".

> Faliès, C. (2017). Deux trajectoires de projet : la Silicon Valley et le Plateau de Saclay. ENS Cachan, 27 Mars 2017.

> Faliès, C. (2016). Les pieds au sud, la tête au nord : théorie et pratique d’une géographie indifférenciée. Participation au séminaire « Les Grands débats de la géographie », ENS, 1er décembre 2016.

> Petit, C., De Noblet, N., Aubry, C., Personne, E. (2015). Construction et évaluation multidisciplinaire de scénarios d’optimisation du métabolisme territorial. Présentation lors de la réunion conjointe INRA/AgroParisTech sur l’Université Paris-Saclay, IHES, 17 septembre 2015.

Outreach

> Presentation at the opening of the consultation cycle of the action programme of the Agricultural and Forestry Natural Protection Zone (ZPNAF) of the Saclay plateau on 30 November 2016 at EPA-Saclay.

> Presentation at the Open Day of the INRA research centre in Jouy-en-Josas on 08/10/2016.

> Presentation at the Summer Workshops on Urban Agriculture and Biodiversity organised by NatureParif and the Ile de France region from 28 to 30/06/2016.

> Presentation and support for participants in the Climathon organised by the University of Paris-Saclay, the Paris-Saclay Community, the Établissement Public d'Aménagement Paris-Saclay and Climate-Kic from 28 to 29/10/2016. 

+ Below: Synthesis and video of the Territorial Ecology Workshops!