Plan d’occupation des sols municipal
Les deux gouvernements municipaux ont employé le code du bâtiment local, le plan d’occupation des sols et le plan de développement pour créer des conditions favorables à la mise en œuvre d’un bâtiment économe en énergie et à l’intégration des SER. L’utilisation et la production d’énergie sont contrôlées par la rénovation des anciens bâtiments, la construction de nouvelles structures, l’attribution de sites municipaux pour les infrastructures SER, et la préparation des espaces et des surfaces pour l’application/installation ultérieure des SER. Par exemple, des dispositions de planification sont établies pour : les futures installations solaires sur les toits, les façades ou les espaces publics ouverts ; les canaux souterrains supplémentaires pour le chauffage et l’extension du réseau électrique sous les rues ; les installations souterraines réservées au stockage de l’énergie sous les parkings et les installations de loisirs ; et les futures centrales de chauffage locales ou les petites cogénérations à proximité des lieux de transit ou de commerce. D’une manière générale, la planification spatiale conventionnelle a été remplacée par une planification transformative du développement énergétique. En d’autres termes, la planification et la construction des bâtiments, des rues, des espaces ouverts et des infrastructures de services publics ont été envisagées à la lumière de leur capacité à faciliter également la production, la distribution et le stockage des SER.
Dans les villes de Francfort et de Munich, les stratégies de développement urbain ont combiné la planification spatiale avec des approches de planification énergétique. Celles-ci se sont manifestées sous forme de concepts énergétiques, ou de plans pour les quartiers existants et nouveaux, d’évaluations énergétiques des plans de zonage, d’ordonnances sur le chauffage urbain, d’accords de droit privé (bail foncier/vente, accords de développement urbain, contrats de développement), et de concours de développement urbain intégrés à l’énergie (Unger, 2012). Le concept énergétique d’un développement planifié prévoyait au minimum la construction de « maisons passives » pour tous les bâtiments, la production locale d’énergie renouvelable pour répondre à une partie de la demande d’électricité et de chauffage de la zone, et la création et l’extension de réseaux de chauffage locaux, souvent parallèlement à la construction de petites centrales de chauffage ou de cogénération localisées. Ces aspects constituent la base du développement urbain de la zone cible. Le concept énergétique nécessiterait en outre des évaluations de la consommation d’énergie sur la base des plans de zonage existants. Un plan d’utilisation de l’énergie serait ainsi élaboré grâce à la superposition de cartes supplémentaires décrivant les besoins en chauffage et en électricité de la future zone de planification, ainsi que de cartes des potentiels énergétiques pour l’énergie solaire, géothermique et éolienne. Les directives de mise en œuvre sont détaillées dans le concept énergétique. Les ordonnances sur le chauffage à distance permettent entre-temps de rendre obligatoire le raccordement des bâtiments nouveaux/existants aux réseaux locaux de chauffage à distance nouveaux/existants. Au niveau des bâtiments, les contrats d’urbanisme conclus avec les investisseurs contribuent à spécifier légalement les normes énergétiques et les directives d’installation pour les SER et la cogénération (Desthieux et Camponovo, 2008). Les concours de développement urbain organisés par la ville encouragent également les solutions de construction et d’infrastructure plus innovantes et suscitent l’intérêt du public. D’autres programmes municipaux liés à l’amélioration des espaces publics ou à la rénovation des bâtiments historiques offrent davantage de possibilités d’interventions énergétiques telles que l’éclairage solaire dans les parcs et les lampadaires, l’intégration de façades BIPV et la rénovation énergétique des structures historiques. L’intégration des SER permettrait donc non seulement d’augmenter l’agrément mais aussi de protéger l’image culturelle de la ville.
À Francfort, un exemple de concept énergétique pour une nouvelle zone de développement est le projet Frankfurter Bogen, développé depuis 2004 à la périphérie nord de la ville. Basé sur le concept de protection du climat de la ville de Francfort, les objectifs étaient ici d’économiser l’énergie primaire, de minimiser les émissions de CO2 grâce à la cogénération, et de sécuriser l’approvisionnement en énergie. Aujourd’hui, le site de 72 ha fournit 2500 unités de logement pour environ 5000 habitants. Outre la construction de « maisons passives », le projet a nécessité la conversion d’un ancien système de cogénération fonctionnant avec des combustibles fossiles au bio-méthane. Les systèmes de cogénération alimentent désormais la nouvelle banlieue ainsi que les zones résidentielles voisines de Preungesheim via un réseau de chauffage local. Le réseau a maintenant atteint > 10 km et est devenu la 100e station de transfert d’énergie de la ville pour fournir un chauffage urbain respectueux de l’environnement. L’électricité produite est injectée dans le réseau, ce qui réduit les importations d’électricité et les charges du réseau (Stadt Frankfurt am Main, 2013b). En effet, le développement des systèmes exigeait une grande efficacité dans le tracé du plan directeur initial. La zone était composée de > 1000 parcelles avec > 300 propriétaires au départ, ce qui faisait obstacle à une mise en œuvre immédiate. Par conséquent, une procédure de conversion des terrains à bâtir a été promulguée conformément au code fédéral de la construction afin de permettre la restructuration des terrains en sites selon les regroupements résidentiels (Stadt Frankfurt am Main, 2017). Le développement progressif de la zone a pu se faire en plusieurs étapes, et avec les économies d’énergie croissantes, il a facilité les ajouts d’infrastructures sous la forme d’une liaison ferroviaire et d’un réseau routier amélioré. Il a également favorisé un développement à usage mixte et l’introduction d’institutions privées et publiques. Le quartier illustre le concept global de développement urbain intégré de la ville de Francfort, qui vise à renforcer les centres métropolitains et à les relier par des liaisons infrastructurelles, une coopération sectorielle et une participation municipale. Grâce au chauffage urbain local et à la cogénération, l’élan infrastructurel a signifié une concentration progressive.
De même, à Munich, Freiham-Nord, à la périphérie ouest, est un exemple de plan directeur intégré à l’énergie qui a non seulement conduit au renouvellement des quartiers existants, mais a également influencé le développement de nouveaux quartiers qui maintiennent les technologies SER comme composantes fondamentales de la planification. Basées sur l’idée d’un développement urbain durable et économe en énergie (en allemand : Energiegerechte Stadtentwicklung), les mesures énergétiques sont utilisées à Freiham comme un moyen d’assurer la construction de bâtiments à faible émission de carbone dans une morphologie urbaine compacte qui atteint également une autonomie énergétique raisonnable pour le chauffage à partir de l’énergie géothermique et pour l’électricité à partir de l’énergie solaire photovoltaïque. Les mesures avaient été définies en tissant trois aspects clés : un concept énergétique municipal, un programme de rénovation et un concours de développement urbain, tous guidés par la municipalité. Le concept énergétique municipal exigeait que les conceptions intègrent un développement à faible émission de carbone/énergie minimale, ce qui, par conséquent, signifiait que les candidatures au concours devaient présenter des formes urbaines compactes. Ces morphologies compactes permettraient de créer de meilleures densités critiques de clients et de réduire les distances à parcourir pour la mise en œuvre efficace d’un réseau de chauffage urbain à basse température basé sur la chaleur géothermique locale. Une telle compacité signifierait également un voisinage urbain plus orienté vers les piétons et une capacité plus facile à mettre en œuvre des liaisons de transport multimodales locales (Landeshauptstadt Muenchen, 2013).
Pour les plus petites villes au sein de la région plus large de Francfort et de Munich, les municipalités engagent des plans spatiaux locaux et prennent des repères à partir des plans régionaux basés sur l’État pour développer le RES local. À l’instar de leurs homologues des centres-villes, les plans d’occupation des sols locaux définissent des normes énergétiques minimales pour les bâtiments neufs et existants, et désignent des zones pour les installations SER à petite échelle telles que les centrales de chauffage à la biomasse, les panneaux solaires photovoltaïques et les petites éoliennes, souvent accompagnées d’un cadastre solaire et géothermique pour spécifier les sites et les installations appropriés. La sélection et la combinaison des SER à petite échelle varieront en fonction de la charge énergétique, du climat et des exigences géographiques de chaque lieu. Au fur et à mesure de la mise en œuvre de ces projets de SER à petite échelle, des améliorations notables ont été apportées aux qualités urbaines régionales et à l’identité des lieux qui sont devenus distinctement basés sur les énergies renouvelables. Selon Bridge et al. (2013), les villes sont désormais en mesure de réaffirmer leurs propres identités caractéristiques (et pas seulement de répondre aux attentes extérieures) en fonction des nouveaux systèmes énergétiques qui s’engagent activement dans leurs conditions environnementales, sociales et économiques locales. Ces identités sont en outre définies par les avantages qu’apportent les SER, notamment l’amélioration des infrastructures municipales (par exemple, l’élargissement des routes, l’amélioration des télécommunications), la modernisation des équipements publics (par exemple, les mairies, les installations sportives, les parcs, les jardins), le développement des services communautaires (par exemple, les services postaux, le tourisme, l’éducation), le renouvellement de l’infrastructure et l’amélioration de la qualité de vie, postaux, touristiques, éducatifs), des sites renouvelés (par exemple, des friches industrielles, des terrains abandonnés), une biodiversité régénérée (pour compenser les impacts spatiaux des SER), et de nouvelles possibilités de loisirs (par exemple, de nouvelles pistes cyclables, des sentiers naturels, un centre d’information).