Parce qu’elles pénaliseraient injustement les ménages les plus modestes, les zones à faibles émissions, ou ZFE, sont aujourd’hui au cœur du débat politique en France, et pourraient être supprimées. Des travaux de simulation du comportement de millions d’usagers et du trafic en Île-de-France livrent un éclairage sur les effets réels de la mesure, tant en matière de pollution de l’air que de répartition des coûts entre les territoires.

Alors que la pollution atmosphérique continue de s’affirmer comme l’un des défis sanitaires majeurs des métropoles européennes, les zones à faibles émissions (ZFE) s’imposent comme un sujet de discorde politique et sociale.

En Île-de-France, où une ZFE couvre Paris et 76 communes voisines, l’interdiction progressive des véhicules les plus polluants (classés selon le système Crit’Air) vise à réduire les émissions de dioxyde d’azote (NO₂) et de particules fines de dimensions inférieurs à 2,5 micromètres (PM_2,5). Ces deux polluants sont en effet responsables d’une large part des maladies respiratoires et cardiovasculaires.

Pourtant, ce dispositif, présenté comme une solution indispensable à la qualité de l’air, se trouve aujourd’hui au centre d’un débat parlementaire houleux. Sa suppression est ainsi envisagée, au nom d’un caractère présenté comme « injuste » et « inefficace ».

À lire aussi : Les zones à faibles émissions sont-elles inéquitables ?

Un contexte parlementaire explosif

Un projet de loi visant à supprimer les ZFE en France a relancé les tensions.

Les opposants aux ZFE dénoncent une mesure pénalisante pour les ménages modestes, souvent dépendants de véhicules anciens et confrontés à un manque d’alternatives de transport en commun accessibles. À l’opposé, les défenseurs des ZFE rappellent leur rôle crucial dans la lutte contre la pollution : les particules fines sont responsables de 40 000 décès prématurés par an en France, selon Santé publique France.

Face à cette polarisation, nous proposons une approche fondée sur la modélisation pour dépasser les postures idéologiques. Elle permet de s’intéresser conjointement aux comportements de mobilité, à la dynamique du trafic et aux impacts environnementaux de cette mesure. Il s’agit d’évaluer finement l’efficacité réelle des ZFE et les inégalités sociospatiales qu’elles engendrent potentiellement.

Un simulateur de trafic pour modéliser les effets des politiques de transport

Nous avons eu recours à l’outil METROPOLIS, un simulateur de trafic multi-agents à grande échelle que nous avons développé.

Il permet de modéliser le comportement de millions de voyageurs, chacun prenant des décisions quant à l’opportunité de se déplacer, au mode de transport à utiliser (voiture, transports en commun, marche, etc.), à l’itinéraire à emprunter et enfin à l’heure de départ. Chaque voyageur va alors minimiser un coût de déplacement généralisé incluant les coûts monétaires, les coûts de « deshorage » (c’est-à-dire l’ajustement de l’heure de départ pour limiter l’inconfort) et les temps de trajets dépendant de la congestion routière. Cette dernière est endogène : elle est le fruit des décisions individuelles prises par l’ensemble des usagers.

METROPOLIS est régulièrement utilisé dans le cadre académique pour évaluer diverses politiques urbaines. Il est également utilisé pour des applications plus opérationnelles. La Société des grands projets l’emploie ainsi pour anticiper les flux de trafic sur les futures lignes du Grand Paris Express ainsi que sur les services express régionaux métropolitains en développement. Des applications ont également été mises en œuvre à Québec (Canada) par l’Université Laval.

Les résultats que nous présentons ici s’appuient sur des simulations réalisées avec METROPOLIS pour évaluer la ZFE en Île-de-France, dans le cadre d’un scénario d’interdiction des véhicules classés Crit’Air 3 ou pire, théoriquement en vigueur depuis janvier 2025. Il est à noter que le scénario de référence que nous avons adopté s’entend en l’absence totale de ZFE.

Des effets positifs sur la congestion routière et la pollution de l’air

De fait, la mise en place d’une zone à faibles émissions modifie à la fois le volume du trafic et les comportements de déplacement. Certains conducteurs optent alors pour les transports en commun ou des mobilités douces, tandis que d’autres modifient leurs itinéraires.

Simuler ces ajustements comportementaux est indispensable, car ils forment le mécanisme central par lequel une zone à faibles émissions agit sur la qualité de l’air. En effet, moins de trajets en voiture (en particulier polluantes) impliquent moins d’émissions et donc une exposition réduite à la pollution.

Les modélisations prévoient que l’utilisation de la voiture diminue, tandis que les transports en commun gagnent des usagers. Le volume total du trafic et la congestion diminuent. À noter que le terme véhicule-kilomètre, dans le tableau ci-dessus, désigne le déplacement d’un véhicule routier sur une distance d’un kilomètre.

L’objectif principal de la ZFE reste de réduire la pollution atmosphérique. Les simulations de trafic montrent, à ce titre, des réductions substantielles des émissions de CO₂, NO₂ et PM_2,5, ce qui se traduit par des avantages significatifs pour la santé publique.

Au-delà de leurs effets moyens sur la pollution et la congestion, les zones à faibles émissions ont également des conséquences spatiales spécifiques. La plupart des réductions d’émissions ont lieu dans la zone elle-même, mais des diminutions significatives sont également observées le long des principales voies d’accès à la zone.

Identifier les gagnants et les perdants de la ZFE

Les simulations de trafic à grande échelle permettent aussi d’identifier les ménages qui sont pénalisés et de quantifier ce qu’ils y perdent. Cet outil est donc décisif pour le débat public, car l’acceptabilité dépend non seulement des gains nets totaux, mais également de la répartition des bénéfices et des coûts.

Entre municipalités, les ZFE ne créent pas de gagnants ni de perdants clairement définis en fonction des revenus, tant les municipalités à faibles revenus que celles à revenus élevés comptent de ménages qui tirent profit de cette politique et d’autres qui sont pénalisés.

Si les municipalités plus riches ont tendance, en moyenne, à compter un peu plus de gagnants et moins de perdants, cette corrélation est très faible. L’analyse statistique montre que le revenu n’explique qu’une infime partie de la variation des résultats entre les municipalités. Ces résultats suggèrent que cette politique n’accroît pas de manière significative les inégalités économiques entre les municipalités.

Les citadins sont ceux qui bénéficient le plus d’une exposition réduite à la pollution de l’air. En revanche, les ménages qui dépendent de véhicules plus anciens, souvent situés en zone périurbaine, supportent des coûts plus élevés.

Dans l’ensemble, nos résultats plaident en faveur des zones à faibles émissions comme instrument central de la politique de qualité de l’air, à condition que leurs effets distributifs (c’est-à-dire leurs effets positifs ou négatifs sur les revenus des différents groupes sociaux) soient correctement pris en compte et corrigés.

À lire aussi : Les zones à faibles émissions sont-elles inéquitables ?

Comment corriger les effets distributifs ?

Les avantages agrégés de la ZFE étant importants, des politiques de compensation pourraient être envisagées. Par exemple, un soutien ciblé en faveur de véhicules plus propres – notamment les voitures électriques – ou l’amélioration des services de transport en commun peuvent compenser les pertes de répartition sans compromettre les gains environnementaux.

Inspirés par le « leasing social » proposé par le gouvernement français, nous avons simulé un programme permettant aux ménages de louer un véhicule électrique (VE) pour environ 200 euros par mois. Cette location offrirait une solution de mobilité abordable et écologique aux ménages isolés qui dépendent de leur vieille voiture.

Associer la ZFE à un tel programme de location longue durée permettrait de réduire considérablement le nombre de ménages pénalisés. Le programme de location contribue à décarboner le parc automobile, avec un triplement du nombre de kilomètres parcourus en véhicule électrique. Nos résultats montent que les décès prématurés dus à la pollution atmosphérique diminueraient davantage, par rapport à la seule mise en place de la zone à faibles émissions.

À lire aussi : Zones à faibles émissions : au-delà de verdir l’automobile, un levier vers les mobilités durables

Lucas Javaudin a reçu des financements du centre interdisciplinaire Energy4Climate de l'Institut Polytechnique de Paris.

de Palma Andre a reçu des financements de France 2030 (décarbonation) projet Harmonic sur la compatibilité des politiques publiques

Le département du Var, en France, est touché par l’arrivée de cet insecte venu d’Amérique du Nord qui s’attaque au pin maritime et au pin parasol. Si la cochenille-tortue du pin se propage, elle pourrait transformer durablement les paysages et l’écologie du pourtour méditerranéen.

Des terrasses qui collent, des voitures poisseuses… On croirait d’abord à une histoire de pollution, puis on lève la tête vers les pins parasols caractéristiques du littoral méditerranéen. On voit alors leurs aiguilles noircir, leurs silhouettes familières se dégarnir, leurs grosses branches dépérir puis se rompre.

Derrière ces symptômes constatés dans le Var se cache un minuscule insecte, qui prend une place gigantesque dans les préoccupations locales : la cochenille-tortue du pin (Toumeyella parvicornis). Venue d’Amérique du Nord, on l’a détectée pour la première fois en France en 2021 dans le golfe de Saint-Tropez, dans le Var – un département en première ligne pour les espèces exotiques.

Discrètes, célèbres ou redoutées

Mais qu’est-ce donc qu’une cochenille ? Insectes de l’ordre des hémiptères, apparentés aux pucerons, aux cigales ou encore aux punaises, elles se caractérisent par une biologie souvent discrète. Les femelles adultes sont peu mobiles et restent fixées sur la plante hôte pour se nourrir de sève, tandis que les rares mâles sont souvent de petite taille, ailés, et d’une courte durée de vie.

Beaucoup d’espèces portent une cuticule épaissie ou cireuse, parfois en forme de petit bouclier – d’où l’impression de petite écaille collée au rameau. Certaines cochenilles sont célèbres pour un usage ancien comme colorant – la cochenille du carmin, par exemple. D’autres sont redoutées en agriculture, en horticulture et en foresterie, car elles peuvent pulluler, affaiblir les plantes et favoriser des champignons par l’intermédiaire du miellat qu’elles produisent.

Il y a plus de soixante ans, le massif des Maures dans le Var avait déjà vu arriver une cochenille, Matsucoccus feytaudi. Alors qu’on ne lui connaît pas de dégâts notoires en région atlantique dont elle est endémique (Landes en France, Espagne, Portugal, etc.), elle a détruit dans ce massif 120 000 hectares de pins maritimes en vingt ans de présence.

Biologie et mécanismes de dégâts de la cochenille-tortue du pin

Mais venons-en à celle qui nous intéresse, la cochenille-tortue du pin. Originaire d’Amérique du Nord, Toumeyella parvicornis appartient à la famille des Coccidae.

Elle se fixe volontiers sur les jeunes rameaux de pins, perce les tissus végétaux et se nourrit directement de la sève. Ce vol de ressources affaiblit l’arbre, mais le mécanisme le plus visible est ailleurs : l’insecte rejette en quantité un miellat sucré qui rend tout collant, attire souvent les fourmis… et, surtout, nourrit la fumagine, un champignon noirâtre qui recouvre aiguilles et rameaux, y compris les strates inférieures.

Résultat : la photosynthèse est freinée et empêchée, l’arbre s’épuise, il perd des aiguilles et voit sa croissance stoppée. Des infestations fortes et répétées peuvent mener jusqu’au dépérissement et à la mort de l’arbre, souvent précédés de chutes de branches qui rendent les abords dangereux.

La France prudente après l’expérience italienne

Comme beaucoup d’espèces exotiques, les raisons de la diffusion de la cochenille tient à un « alignement des planètes » défavorable : augmentation des échanges commerciaux de végétaux et de matériels, densité d’hôtes (plantations notamment) et hivers plus doux.

En France, les foyers actuellement identifiés se concentrent encore dans le Var, mais un premier cas a été relevé à Martigues, dans les Bouches-du-Rhône. Les impacts visibles ont été identifiés sur le pin parasol (Pinus pinea) et le pin maritime (Pinus pinaster).

Face à ce constat, les autorités sanitaires ont mis en place une surveillance et des recommandations de gestion : un repérage précoce, des précautions lors des travaux d’élagage, une limitation des déplacements de végétaux potentiellement infestés, et le signalement des symptômes.

Les dégâts restent encore relativement localisés à l’échelle nationale, mais l’expérience antérieure de l’Italie nous invite à la prudence. La cochenille-tortue du pin a été signalée dès 2014 en Campanie, dans la région de Naples, avant de gagner d’autres régions jusqu’à atteindre Rome, où le pin parasol constitue une icône paysagère et culturelle.

Les infestations ont entraîné des dépérissements massifs, et les gestionnaires ont dû intervenir sur des arbres adultes, parfois patrimoniaux. Plusieurs études récentes utilisant des indicateurs de croissance, des mesures physiologiques et de la télédétection ont pu mettre en évidence les liens entre l’intensité de l’attaque à la baisse de vitalité des pins et au risque de mortalité en Italie.

Après l’Italie et la France, l’espèce a aussi été signalée dans d’autres pays du bassin (par exemple, dans les Balkans), ce qui alimente la crainte d’une diffusion à l’échelle méditerranéenne, d’autant que le pin parasol est présent sur une large partie du pourtour méditerranéen.

Une menace écologique majeure

Le point crucial, souvent sous-estimé dans le débat public, tient au rôle du pin parasol et du pin maritime. Loin d’être de simples arbres d’ornement urbain, ils structurent les milieux naturels, parfois au cœur d’aires protégées.

Dans la réserve naturelle nationale de la plaine des Maures (Var), les pins parasols participent à des paysages uniques et à la structuration écologique locale. Ils façonnent une ambiance de plaine ouverte arborée très caractéristique.

La disparition ou le dépérissement de ces arbres n’aurait pas seulement un effet esthétique : elle affecterait la structure du milieu, les microclimats locaux et toute une biodiversité associée aux pins – faune, champignons, cortèges d’invertébrés, etc. Une grande partie du littoral du Var fait partie de l’aire du parc national de Port-Cros, directement menacée par cet insecte.

À lire aussi : Derrière les invasions biologiques, un remodelage silencieux des écosystèmes

Le pin maritime, comme le pin parasol, dépasse en outre largement le cadre méditerranéen. Il est présent également sur la façade atlantique, où il constitue l’essence dominante du massif landais et l’un des plus vastes ensembles forestiers d’Europe occidentale. Une extension de la cochenille-tortue vers ces régions – si elle s’y acclimatait et y trouvait les conditions propices – poserait donc des questions écologiques, paysagères et économiques à une tout autre échelle : santé des forêts, gestion sylvicole, risque d’affaiblissement face aux sécheresses et coûts de surveillance.

Plus largement, ce cas illustre comment un insecte de quelques millimètres peut, en interaction avec la mondialisation des échanges et le changement climatique, devenir un facteur de transformation durable des paysages et des écosystèmes, en s’associant aux modifications en cours, en modifiant l’identité visuelle et écologique de régions entières. L’enjeu dépasse donc la seule nuisance : il interroge notre capacité à anticiper et gérer les invasions biologiques avant qu’elles ne redessinent, silencieusement, nos horizons.

Des pistes de solutions au cas par cas

Face à cette invasion, les solutions restent jusqu’ici limitées, surtout sur de grands arbres. Il n’existe pas de « recette miracle » universelle. La gestion implique une approche intégrée, qui combine détection précoce, réduction des sources de dispersion, tailles ciblées quand c’est possible et maintien de la vitalité des arbres : arrosage raisonné en période sèche, protection des racines en contexte urbain, limitation des blessures.

Des pistes existent aussi du côté des ennemis naturels de ces insectes. Comme pour d’autres cochenilles, certains prédateurs, notamment des coccinelles, peuvent consommer des cochenilles jeunes, et des communes testent parfois des lâchers d’auxiliaires. Mais l’efficacité à grande échelle dépend du bon choix d’espèces, du calendrier d’intervention et de la capacité des auxiliaires à suivre le rythme des pullulations.

Collectivités et particuliers, les bons réflexes à adopter

En tant que collectivités et en qualité de citoyens, comment contribuer à cette lutte ? Il s’agit d’abord d’apprendre à reconnaître les symptômes : miellat collant, fumagine noire, rameaux couverts de « petites carapaces » brunâtres, puis jaunissement.

Il faut ensuite éviter de déplacer des branches, rameaux ou végétaux de pins depuis une zone infestée vers une zone saine, et signaler les cas aux services compétents lorsqu’un nouveau foyer est suspecté.

Enfin, dans les espaces gérés, il s’agit de prioriser les arbres les plus sensibles (pins parasols, sujets en bord de route ou en ville) et intervenir le plus tôt possible : une fois l’arbre très affaibli, les chances d’inverser la trajectoire sont minces.

Une autre difficulté tient au manque de connaissances scientifiques produites en France sur Toumeyella parvicornis. Les données sur sa dynamique locale (nombre de générations par an selon les microclimats et les espèces d’arbres), ses ennemis naturels réellement efficaces, ses voies de dissémination et ses interactions avec le stress hydrique et les effets post-incendies restent encore à établir. Cette lacune contraste avec la situation italienne, où plusieurs travaux récents décrivent déjà la progression, les impacts sur la croissance des pins et des outils de suivi (dont la télédétection) qui peuvent aider les gestionnaires.

L’urgence en France, pour la recherche, est donc de cartographier finement l’extension du phénomène, en utilisant la télédétection et des drones par exemple, de mesurer l’impact sur la croissance des pins et, surtout, d’identifier les régulations naturelles efficaces, qui passent par l’identification génétique des arbres.

Par exemple, quelles coccinelles et autres prédateurs ou parasitoïdes attaquent réellement la cochenille dans le Var ? À quelle période de l’année ? Avec quel niveau de contrôle ? Sans ces données, il est difficile d’évaluer ce qui marche, ce qui coûte cher pour peu d’effets, et ce qui pourrait être déployé à grande échelle sans risques écologiques secondaires.

Romain Garrouste a reçu des financements de MNHN, CNRS, Sorbonne Université, Labex BCDIV (ANR), MRAE, MTE, National Geographic,

Sans une surveillance efficace et des mesures de lutte appropriées, le scarabée japonais (Popillia japonica), détecté en France pour la première fois dans la région Grand-Est en juillet 2025, pourrait coloniser une grande partie de l’Europe continentale dans les prochaines années.

C’est un coléoptère au régime varié. Le scarabée japonais peut s’alimenter sur plus de 400 espèces de plantes hôtes. Ses larves se nourrissent principalement des racines de graminées, en particulier celles des gazons, des prairies et surfaces enherbées, tandis que les adultes attaquent de nombreuses cultures agricoles (vignes, fruits à noyau, etc.), mais également des espèces ornementales telles que les rosiers.

Les dégâts potentiels sont considérables : aux États-Unis, les dégâts sont estimés à plusieurs centaines de millions de dollars par an, en incluant à la fois les pertes de production et les coûts de lutte.

Le scarabée japonais est de ce fait sous haute surveillance en France, où il a été détecté pour la première fois dans le Grand-Est en juillet 2025. Cette détection a de quoi inquiéter, mais elle était hélas prévisible : dès mai 2022, un rapport d’expertise collective de l’Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses) anticipait son introduction comme inéluctable en France hexagonale.

Une espèce exotique envahissante bien documentée

Originaire du Japon, le scarabée japonais est une espèce exotique envahissante dont les routes d’invasion sont bien connues (Figure 1). Accidentellement introduit aux États-Unis en 1916, il s’y est progressivement installé et s’est disséminé jusqu’au Canada.

À partir des années 1970, il a colonisé l’archipel des Açores, puis fut signalé pour la première fois en Europe continentale près de Milan (Italie) en 2014. Il s’est propagé en Suisse, dès 2017, et a été intercepté dans d’autres pays européens : Pays-Bas (2019), Allemagne (2022), Slovénie (2024) et, en 2025, en France, en Espagne, en Belgique et en Autriche.

Cette invasion a suivi trois étapes classiques : l’entrée, l’établissement et la dissémination de l’espèce. Dans le cadre du projet européen IPM-Popillia, nous avons développé des cartes de risque pour chacune de ces étapes à l’échelle de l’Europe, afin d’aider les services phytosanitaires et les décideurs à mettre en place des stratégies de surveillance efficaces. Voici ce que nous avons appris.

Le scarabée japonais : une invasion à nos portes

Le scarabée japonais se déplace principalement grâce aux activités humaines : il s’introduit dans de nouvelles régions par le transport de personnes et de marchandises, ce qui est caractéristique d’un insecte « auto-stoppeur ».

Nous avons évalué le risque d’introduction dans chaque région européenne (Figure 2) en analysant les flux de voyageurs et de marchandises par avion, par train et en camion, à partir du foyer principal d’invasion (localisé en Italie du Nord et au sud de la Suisse). Les zones étudiées correspondent aux unités NUTS3, définies par l’Union européenne, qui correspondent à des zones de la taille d’un département ou d’une petite province.

Où le scarabée japonais pourrait-il s’établir ?

Une fois introduite, une population de scarabées peut-elle survivre et se reproduire ? C’est ce que l’on appelle l’étape d’établissement. Les conditions climatiques, l’usage des sols et l’environnement local déterminent si ces populations peuvent se maintenir durablement.

Grâce à des modèles de distribution d’espèces, nous avons relié les données de présence du scarabée dans les zones colonisées, issues notamment des plateformes de sciences citoyennes, avec des informations environnementales géoréférencées.

La carte de risque d’établissement (Figure 3) montre que les contreforts des Alpes, le nord des Balkans et les rives orientales de la mer Noire sont très favorables à l’insecte. Le sud-ouest de la France, la Bretagne, l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique et les Pays-Bas présentent un risque plus modéré.

Comment l’espèce continue-t-elle de se propager ?

Les scarabées japonais émergent une fois par an sous les latitudes tempérées et sont responsables de la progression du front d’invasion en été via leur vol actif. Ils se déplacent pour se nourrir, s’accoupler et pondre leurs œufs, qui poursuivent ensuite leur développement dans le sol tout l’hiver.

L’interaction entre le cycle de vie de l’insecte et les conditions locales gouverne la vitesse à laquelle il se propage dans différentes régions d’Europe (Figure 4).

Des cartes de risque pour mieux prévenir

Nos cartes de risque permettent de visualiser trois aspects essentiels :

1. Risque d’introduction : où l’espèce peut arriver via les transports humains.

2. Risque d’établissement : où les conditions environnementales sont favorables à sa survie et sa reproduction.

3. Risque de dispersion active : où l’insecte peut se déplacer naturellement grâce à son vol.

Considérées séparément, mais plus encore combinées, ces cartes constituent un outil précieux pour anticiper et limiter la progression du scarabée japonais. Elles aident à définir des zones prioritaires pour la surveillance, à coordonner les actions transfrontalières et à adapter les mesures de confinement selon la vitesse de propagation locale.

La surveillance des espèces exotiques envahissantes : un enjeu crucial

Les invasions biologiques sont en forte croissance depuis deux siècles, et la tendance devrait se poursuivre avec l’intensification du commerce, des transports et du changement climatique. Entre 1980 et 2019, les dommages liés aux invasions se sont élevés à 1 208 milliards de dollars (plus de 1 049 milliards d’euros) à l’échelle mondiale, avec une augmentation de 702 % des pertes déclarées entre 1980-1999 et 2000-2019.

Dans ce contexte, il est donc crucial d’améliorer la prévention, la surveillance et la réponse rapide afin de stabiliser, voire de réduire à terme, le nombre de nouvelles invasions. Nos cartes de risque viennent compléter les outils existants pour optimiser les stratégies de surveillance permettant d’activer les mesures appropriées pour lutter contre les espèces exotiques envahissantes.

En pratique, toute observation d’un scarabée japonais doit être signalée à votre Direction régionale de l’alimentation, de l’agriculture et de la forêt (Draaf), en précisant le lieu de l’observation.

Sylvain Poggi a reçu des financements de I'Union Européenne dans le cadre du projet IPM-Popillia (European Union Horizon 2020 Research and Innovation Programme, Grant No. 861852).

Davide Martinetti a reçu des financements de IPM-Popillia project, (European Union Horizon 2020 Research and Innovation Programme, Grant No. 861852).

Leyli Borner a reçu des financements de l'Union Européenne dans le cadre du projet IPM-Popillia (European Union Horizon 2020 Research and Innovation Programme, Grant No. 861852).