Les écosystèmes du monde entier évoluent rapidement sous la pression des changements globaux tels que le réchauffement du climat, les changements d’usage des terres ou les invasions biologiques, mais ce qui se passe sous terre reste encore mal compris. On sait, par exemple, que les plantes jouent un rôle central dans les « réseaux trophiques », ces ensembles d’interactions d’ordre alimentaire entre les êtres vivants d’un écosystème. Cependant, nous connaissons encore mal la manière dont les communautés végétales, les essences d’arbres d’une forêt par exemple, influencent la circulation de la matière et de l’énergie par les interactions trophiques entre organismes du sol, tels que les microbes (champignons et bactéries) et la faune détritivore, herbivore et carnivore.

Dans notre étude récente, publiée le 6 avril dans Nature, nous nous sommes penchés sur 64 forêts européennes, sur les espèces d’arbres qui s’y trouvent et sur le problème de savoir comment celles-ci influencent l’activité du réseau trophique du sol en matière de flux d’énergie au sein de celui-ci.

Nous avons découvert que les forêts dominées par des espèces d’arbres priorisant l’acquisition des ressources (eau, nutriments et lumière) et étant ainsi capables d’une croissance rapide, comme le charme commun (Carpinus betulus) ou le bouleau verruqueux (Betula pendula), présentent une activité du réseau trophique du sol plus élevée. Ces arbres fournissent, en effet, davantage de matière organique fraîche de bonne qualité nutritive et créent des microclimats plus chauds, stimulant le métabolisme des organismes du sol et accélérant des processus comme la décomposition des matières organiques et le recyclage des nutriments du sol.

À l’inverse, les forêts dominées par des espèces d’arbres priorisant la conservation des ressources, comme le pin sylvestre (Pinus sylvestris) ou l’épicéa commun (Picea abies), et dont la capacité de croissance est ainsi plus lente, présentaient une activité du réseau trophique du sol plus faible.

En d’autres termes, l’identité des espèces et leurs « traits fonctionnels » liés à leur stratégie d’allocation des ressources au sein d’une communauté d’arbres sont plus importants qu’on ne le pensait auparavant.

Étonnamment, le simple mélange de différentes espèces d’arbres n’a pas amélioré le fonctionnement du sol – et l’a même souvent légèrement réduit – malgré l’augmentation de la croissance aérienne des arbres induit par cette diversification. Ce décalage met en lumière un point essentiel : ce qui profite aux arbres en surface ne profite pas toujours au réseau trophique souterrain.

Pourquoi c’est important ?

Ces résultats ont des implications importantes pour la gestion forestière. Promouvoir la diversité des arbres à elle seule pourrait ne pas suffire à maintenir des sols sains, c’est-à-dire capables de fonctionner afin d’assurer la fourniture de multiples services bénéficiant à l’humanité. En revanche, sélectionner les espèces d’arbres en fonction de leurs traits fonctionnels, tels que leur activité métabolique ou leur capacité de croissance, pourrait s’avérer plus efficace pour préserver la vitalité des écosystèmes forestiers.

À l’avenir, le changement climatique devrait accroître la fréquence et l’intensité des sécheresses et ainsi favoriser des espèces d’arbres priorisant la conservation des ressources, car ils sont plus résistants à la mortalité par cavitation induite par le stress hydrique. Nos découvertes suggèrent que ce changement dans la composition en espèces des communautés d’arbres pourrait ralentir le fonctionnement du sol, avec des répercussions importantes pour le recyclage de la matière organique du sol, la disponibilité des nutriments et la régénération forestière. Globalement, l’étude souligne la nécessité de prendre en compte les dynamiques aériennes et souterraines dans la gestion des forêts face aux changements climatiques.

Quelles sont les suites ?

Cette recherche ouvre la voie à de multiples perspectives de recherche.

Il serait ainsi intéressant d’étudier de nouveau ces communautés d’arbres et le fonctionnement du réseau trophique du sol de ces forêts de manière répétée dans le temps, afin de suivre la dynamique temporelle conjointe des comportements aérien et souterrain en lien avec les changements globaux en cours. Ceci permettrait de mieux comprendre les liens de causalité en jeu.

Ce travail de recherche pose également des questions concernant l’importance relative pour la nutrition des organismes du sol de différentes sources d’aliments fournis à la base du réseau trophique par les plantes. Parmi celles-ci, on compte les litières, qui constituent l’apport dominant de matière végétale sous forme de feuilles, racines et tiges mortes nécessitant une décomposition pour s’en nourrir. On compte aussi les racines vivantes, qui peuvent être consommées directement par les herbivores ou les pathogènes mais apportent aussi au sol des matières organiques fraîches sous forme soluble directement accessible pour les organismes du sol par un phénomène appelé « rhizodéposition ».

Le projet SoilForEUROPE (ANR-16-EBI3-0009) est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Ludovic Henneron a reçu des financements de l'ANR (Appel à projets générique 2024, projet Jeunes Chercheuses et Jeunes Chercheurs) pour le projet PLASTRAIT (Plasticité de la qualité des litières foliaires d'arbres : conséquences pour le recyclage de l'azote du sol et les interactions plantes-plantes).

Paul Kardol a reçu des financements de BiodivERsA COFUND call for research proposals, with the national funders Agence Nationale de la Recherche (ANR, France), the Belgian Science Policy Office (BELSPO, Belgium), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Germany), the Research Foundation Flanders (FWO, Belgium), the Swedish Research Council (FORMAS, Sweden).

Stephan Hattenschwiler a reçu des financements de BiodivERsA COFUND call for research proposals, with the national funders Agence Nationale de la Recherche (ANR, France), the Belgian Science Policy Office (BELSPO, Belgium), Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Germany), the Research Foundation Flanders (FWO, Belgium), the Swedish Research Council (FORMAS, Sweden) et du programme exploratoire français (France 2030) FairCarboN (ANR-22-PEXF-0001).

David Wardle ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

C’est un des paradoxes de notre époque. Satellites, avions, drones et intelligences artificielles nous permettent de cartographier le monde avec une précision inédite. Pourtant, de nombreuses cartes d’un même endroit montrent des réalités différentes. Comment l’expliquer, et comment faire pour ne pas tomber dans du « map-washing » où chacun prendrait la carte qui l’arrange ?

Jamais nous n’avons autant cartographié la planète. Portés par l’essor des capteurs, des plateformes de calcul et de l’intelligence artificielle, nous disposons aujourd’hui d’une abondance de données qui modifie en profondeur notre manière d’observer la Terre.

Cette révolution s’appuie sur un outil central : la télédétection, qui consiste à observer la surface terrestre à distance grâce à des images acquises par des satellites, des avions ou des drones. Là où la cartographie était autrefois lente et localisée, il est désormais possible de suivre des territoires à l’échelle régionale voire mondiale à un rythme inédit.

Une révolution au service des grands enjeux environnementaux

Cette capacité à observer la Terre répond notamment à des enjeux environnementaux majeurs, largement inscrits dans les Objectifs de développement durable (ODD) des Nations unies, tels que la lutte contre le changement climatique, la préservation de la biodiversité ou la gestion durable des terres.

Disposer de cartes précises est essentiel pour suivre les changements, orienter les politiques publiques et renforcer la transparence des chaînes d’approvisionnement agricoles. Cette dynamique est aujourd’hui portée par une multiplication d’acteurs produisant et mobilisant des cartes : institutions publiques, organisations internationales, chercheurs, organisations non gouvernementales, mais aussi entreprises privées développant leurs propres services de suivi satellitaire.

Cette diversité s’inscrit notamment dans des dispositifs de régulation comme le règlement européen contre la déforestation et la dégradation des forêts, qui impose aux entreprises de démontrer que certaines matières premières ne contribuent pas à la déforestation. Sa mise en œuvre repose largement sur l’usage de cartes mobilisées à différentes étapes des chaînes d’approvisionnement.

Le cas des palmiers à huile : trop de cartes, pas assez de clarté

Dans ce contexte, le cas des plantations de palmier à huile en Indonésie est au centre des préoccupations liées à la conversion des forêts tropicales en monocultures agricoles. Premier producteur mondial depuis 2007, le pays fait face à des défis tels que la fragmentation des habitats, la diminution de la biodiversité et la dégradation des stocks de carbone forestier. L’expansion des plantations s’accompagne également de tensions socioéconomiques, notamment autour des droits fonciers des populations autochtones.

De nombreux produits cartographiques ont ainsi été développés afin de localiser les plantations et d’en suivre l’évolution, en mobilisant des données et des méthodes variées. Cette diversité offre une pluralité de regards sur un même objet d’étude, constituant une richesse scientifique.

Cependant, elle s’accompagne de résultats parfois difficilement comparables. Ainsi quatre cartes de plantations de palmiers à huile sur l’île de Sumatra ont donné quatre mesures différentes de l’étendue de ces plantations, avec une différence de parfois presque 2 millions d’hectares, soit plus que la superficie de la Bretagne.

Tableau comparatif des quatre cartes de plantations de palmiers à huile sur l’île de Sumatra

Par exemple, la précision des images utilisées ou la période d’observation peuvent varier, influençant les surfaces estimées. Des divergences dans la définition de ce que l’on cartographie peuvent également générer des résultats différents. Dans le cas des plantations de palmier à huile, une question apparemment simple se révèle en réalité complexe : qu’inclut-on exactement ?

Selon les approches, il peut s’agir uniquement de plantations industrielles ou bien comprendre également de petites exploitations paysannes. À cela s’ajoute la question de la temporalité : une plantation mature, immature ou une parcelle en transition ne seront pas toujours représentées de la même manière.

Pour les utilisateurs finaux (décideurs publics, ONG ou acteurs privés) cette diversité de méthodes et de définitions peut alors devenir difficile à interpréter. Face à cette profusion, on peut s’interroger : quelle information utiliser ? Et comment comparer des résultats fondés sur des hypothèses différentes ? En multipliant les représentations d’un même phénomène, l’information se complexifie, en particulier lorsque les incertitudes sont peu visibles.

Trop de cartes : comment y voir plus clair ?

Face à cette multiplication de cartes, plusieurs pistes émergent pour améliorer leur usage et leur comparabilité. L’enjeu n’est plus seulement de produire davantage d’informations, mais d’en renforcer la robustesse et la lisibilité.

La fusion d’information apparaît comme une approche clé. Plutôt que de considérer chaque carte comme une vérité indépendante, il est possible de les combiner, à la manière de plusieurs points de vue sur un même phénomène, afin d’obtenir une vision plus stable. C’est l’approche que nous proposons dans le cadre du projet ANR PALMEXPAND (ANR-20-CE03-0004), mené par une équipe interdisciplinaire (CNRS, Cirad, Inrae). Cette approche s’appuie sur la théorie de Dempster-Shafer, qui permet de croiser plusieurs sources en tenant compte de leurs accords, de leurs désaccords et de leurs incertitudes.

Appliquée à Sumatra, cette méthode améliore la précision des résultats tout en rendant visibles les zones de divergence entre les données. Elle met par exemple en évidence des zones agricoles où des cocotiers sont confondus avec des palmiers à huile, tandis que les grandes plantations industrielles sont mieux identifiées et font davantage consensus entre les différentes sources.

Par ailleurs, notre méthode fournit une information plus nuancée. Cette approche représente mieux l’incertitude, souvent invisible mais essentielle pour comprendre les limites des données et éviter une lecture trop déterministe. Plutôt que des cartes binaires (présence ou absence de plantations de palmiers à huile), il devient possible de proposer des représentations graduelles indiquant différents niveaux de confiance. Un seuil de confiance élevé se traduira par des surfaces détectées moins importantes mais avec une forte certitude, tandis qu’un seuil plus faible inclura davantage de zones, au prix d’une incertitude plus importante.

Les utilisateurs peuvent alors adapter ce seuil selon leurs besoins et produire des cartes cohérentes avec leurs objectifs, tout en restant conscients des marges d’incertitude. Par exemple, dans le cadre du suivi des plantations de palmiers à huile, une ONG pourra se concentrer sur les zones où le niveau de confiance est le plus élevé pour documenter des plantations de palmiers à huile effectivement présentes, tandis qu’une administration pourra intégrer des zones plus incertaines pour identifier des zones susceptibles d’être prochainement converties et orienter les contrôles sur le terrain.

De la révolution cartographique au « map-washing »

Réunir ainsi différents acteurs et la société civile pour produire des cartes plus lisibles est une façon de lutter contre ce que certains chercheurs ont appelé le « map-washing », soit un processus de diffusion d’informations spatiales ayant peu de valeur pour les utilisateurs, mais contribuant à construire ou orienter un récit particulier.

Si le chercheur en sciences sociales Rory Padfield et ses collègues ont conceptualisé cette dérive pour analyser des outils cartographiques servant à promouvoir une image de transparence environnementale dans l’industrie de l’huile de palme, cette notion peut être élargie à des situations où la multiplication de cartes et de données finit par complexifier leur interprétation et leur usage.

Le problème n’est pas seulement que les cartes puissent tromper : c’est aussi qu’elles deviennent difficiles à utiliser. Cette situation ouvre la voie à une forme d’instrumentalisation plus diffuse, non par manipulation directe des données, mais par sélection opportuniste de la carte la plus adaptée à un objectif donné.

Ainsi, le map-washing ne relève pas uniquement d’une stratégie délibérée de communication : il peut aussi émerger d’un excès d’information mal articulée.

Produire toujours plus de cartes ne garantit pas une meilleure connaissance. L’enjeu central devient alors de passer d’une logique de production à une logique d’usage : mieux définir les objets cartographiés, rendre visibles les incertitudes et développer des outils capables d’articuler différentes sources d’information.

Carl Bethuel a reçu des financements de la Région Bretagne et de l'Agence Nationale de la recherche à travers le projet ANR Palmexpand (ANR-20-CE03-0004)

Les grands groupes pétroliers tels que Shell peuvent-ils réellement accomplir leur transition énergétique ? Derrière les difficultés, on retrouve la notion centrale de « verrouillage carbone ». Celui-ci est d’abord lié à la durée de vie des infrastructures pétrolières, mais un second type de verrou s’y superpose, lié aux attentes des marchés et des actionnaires.

Pourquoi la transition énergétique progresse-t-elle si lentement, alors même que les technologies bas carbone existent, sont de moins en moins onéreuses et gagnent peu à peu des parts de marché ? Cette question d’actualité trouve une réponse dans les travaux fondateurs de Gregory C. Unruh, qui a introduit dès les années 2000 le concept de carbon lock-in, ou verrouillage carbone en français.

Selon lui, nos économies sont enfermées dans une trajectoire fossile, non pas du fait de l’absence d’alternatives, mais parce que les technologies, institutions et comportements permettant les conditions de cette trajectoire se renforcent mutuellement, créant une inertie systémique. Autrement dit, le carbon lock-in, c’est quand un système continue à fonctionner, non pas parce qu’il est optimal, mais parce qu’il est déjà en place.

Ce cadre théorique a depuis été enrichi par de nombreux travaux, notamment ceux de Steven J. Davis, qui montre comment les infrastructures existantes conditionnent les émissions futures et rendent toute bifurcation coûteuse et incertaine. Dans cette perspective, transformer le système énergétique ne consiste pas simplement à innover, mais à défaire un ensemble de dépendances accumulées dans le temps. Cette perspective prend une résonance particulière dans le cas de Shell, que nous avons analysée dans notre étude récente.

Au début des années 2020, l’entreprise fait face à une pression croissante. Régulations climatiques renforcées, attentes sociétales accrues, et décisions judiciaires inédites, notamment aux Pays-Bas. Ces éléments correspondent à ce que la littérature identifie comme des chocs exogènes, des situations externes capables de déstabiliser un système.

La transition de Shell se présente alors a priori comme conforme à la théorie, mais il apparaît rapidement qu’il existe un verrouillage carbone de second ordre, lié aux marchés et aux orientations stratégiques, en particulier les attentes des actionnaires. Explications.

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Shell : une transition qui se heurte à deux verrous

De 2015 à 2024, Shell engage des investissements significatifs dans des technologies bas carbone comme l’hydrogène, les biocarburants et le captage du carbone. C’est en particulier le cas pour sa raffinerie de Rotterdam (Pays-Bas), connue sous le nom de raffinerie Shell Pernis. À première vue, l’entreprise semble amorcer une sortie du carbon lock-in.

Shell semble commencer à franchir un cap. Les activités bas carbone gagnent en importance, la stratégie de l’entreprise évolue, et une réduction de la dépendance aux hydrocarbures paraît envisageable. Notre article montre que cette phase correspond à un désenclavement de premier ordre. Les contraintes technologiques et infrastructurelles, qui définissent le carbon lock-in, commencent alors à s’atténuer. C’est ici que, pour la première fois, les conditions matérielles d’une transition deviennent réellement plausibles.

Mais cette dynamique ne se stabilise pas. Très rapidement, une autre forme de contrainte émerge : celle des marchés financiers. Les attentes de rentabilité des investisseurs, les logiques de valorisation boursière et les modèles de gouvernance exercent une pression forte sur les choix stratégiques.

Du point de vue des investisseurs, les activités fossiles restent souvent les plus rentables à court terme. Les investissements bas carbone, plus incertains et plus longs à rentabiliser, peinent à rivaliser. Progressivement, la stratégie de Shell se rééquilibre. Les ambitions climatiques sont ajustées, et les activités traditionnelles retrouvent un rôle central.

Ce constat rappelle que le succès de la transition dépend pour beaucoup des organisations, des institutions et des pratiques existantes. Or, les nouvelles activités reposent ici sur les infrastructures, les compétences et les chaînes de valeur héritées du pétrole. Dans le cas présent, la transformation ne remplace pas le système existant, elle s’y superpose.

Cette observation confirme un point clé de notre recherche : les transitions industrielles sont rarement des ruptures, mais plutôt des reconfigurations progressives.

La véritable difficulté ? Sortir du second verrouillage carbone

C’est dans cette tension que réside la contribution principale de notre recherche. Nous montrons en effet que sortir du verrouillage carbone ne suffit pas. Même lorsque les contraintes technologiques s’affaiblissent, un nouveau verrouillage peut émerger, d’ordre financier et stratégique. Nous l’avons appelé « verrouillage carbone de second ordre » (second-order carbon lock-in).

Ce deuxième verrouillage ne repose plus sur seulement sur les infrastructures en place, mais également sur des logiques économiques telles que les attentes des actionnaires, les exigences de rentabilité et les structures de gouvernance. Autrement dit, même lorsque la transition devient techniquement possible, elle peut rester économiquement difficile.

Cette distinction entre les deux formes de verrouillage carbone suggère que les politiques climatiques ne peuvent pas se limiter à soutenir l’innovation ou à adapter les régulations qui s’appliquent aux infrastructures. Elles doivent aussi transformer les incitations économiques et financières qui orientent les décisions des entreprises. Sans cela, les efforts de transition risquent de rester partiels, instables, voire réversibles.

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Comment sortir du piège carbone… sans y retomber ?

L’histoire de Shell n’est pas une exception. Elle révèle une dynamique plus générale, celle d’une transition énergétique qui progresse, mais qui reste contrainte par les logiques profondes du système juridique et économique. Sortir du piège carbone ne consiste donc pas seulement à changer de technologie. Il faut aussi changer les règles du jeu.

Le cas de la raffinerie Shell Pernis met en évidence à la fois l’efficacité et les limites des interventions classiques de décarbonation. Les interventions de premier ordre visent d’abord à réduire les inerties internes aux complexes techno-institutionnels (c’est-à-dire les systèmes regroupant aussi bien des acteurs publics que privés qui participent à la diffusion des nouvelles normes technologiques). Elles sont essentielles pour amorcer la transition, mais demeurent insuffisantes lorsque les entreprises sont insérées dans des systèmes transnationaux, notamment les marchés financiers globaux et la concurrence internationale, qui peuvent réintroduire de nouvelles contraintes.

Ceci a deux conséquences très concrètes :

• Pour les décideurs publics, cela implique de dépasser les cadres nationaux et d’articuler les politiques climatiques à l’évolution de la gouvernance financière. Une meilleure coordination avec des institutions, telles que la Banque centrale européenne (BCE), l’Autorité européenne des marchés financiers (AEMF) ou l’Organisation internationale des commissions de valeurs (IOSCO), apparaît nécessaire afin de limiter les désalignements entre objectifs climatiques et logiques de marché. Des instruments complémentaires, comme des cadres contractuels de long terme ou des protections contre certaines pressions financières, pourraient également soutenir les entreprises en transition.

• Pour les entreprises, la transition ne saurait être réduite à un enjeu technologique ou réglementaire local. Et cela d’autant plus pour les firmes multinationales, qui opèrent dans plusieurs cadres nationaux à la fois et doivent gérer des attentes multiples et souvent divergentes, notamment de la part de leurs investisseurs. Les investissements de transition nécessitent des stratégies spécifiques, capables de valoriser leur rentabilité à long terme tout en limitant les pressions à court terme.

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.