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Objectifs

Le projet ESPEER entend :

  1. développer une méthode de cartographie globale du cycle des ressources (matières) dans l’économie, incluant les émissions dans l’environnement et les déchets, et,
    Poster présentant le projet ESPEER (Fichier PDF - 491 Ko)
  2. développer un outil qui permette :
    • de déterminer la productivité des ressources et les impacts environnementaux qui y sont associés, ainsi que les facteurs de découplage entre la croissance économique et l’utilisation des ressources ces dix dernières années,
    • d’analyser des scénarios prospectifs susceptibles d’améliorer cette productivité comme des évolutions au niveau micro-économique (modes de consommation des ménages ou des entreprises), les effets d’innovations technologiques au niveau méso-économique (branche, industrie), ou de politiques macro-économiques (prévention et recyclage des déchets, taxes environnementales).

L’ambition est de fournir aux décideurs politiques, aux industriels et aux bureaux d’études un moyen d’évaluation environnementale intégré au contexte économique et aux contraintes ou opportunités technologiques, prenant en compte les tensions sur la disponibilité des ressources naturelles, dans un cadre multirégional dont le cœur se situe en France ou en Europe.

Développement de la méthode

Le développement de la méthode vise à améliorer trois limites majeures à l’utilisation des TES (tableaux d’entrée / sortie) : le niveau de désagrégation, la validation des données par réconciliation de bilan matière et la linéarité des coefficients.

Le niveau de désagrégation des tables disponibles sur Eurostat est de 59 activités pour représenter l’économie. Nous avons expérimenté dans le projet Forwast que pour prendre en compte la gestion des déchets (afin d’analyser une politique macro-économique), il fallait introduire environ 60 activités supplémentaires capables de mettre au jour les produits concernés par cette politique. Pour ce faire, on désagrège les activités initiales en utilisant en premier lieu des données économiques sur la production des produits désagrégés, puis en répercutant les ratios obtenus pour la production sur les consommations. Cette procédure n’est pas satisfaisante car elle conduit, par exemple à désagréger la consommation d’énergie entre « fer primaire » et « fer à partir du recyclage » au prorata de la production de ces deux produits sans tenir compte des technologies (Carbothermie + aciérie pour le Fer primaire, aciérie électrique pour le Fer secondaire). Il entre donc dans les objectifs d’ESPEER de trouver une méthode pour introduire des « modèles de technologies » dans les tables en fonction du niveau de désagrégation souhaité pour résoudre un problème donné.

La validation des données constitue une étape essentielle dans la réalisation d’un TES. Les flux physiques sont déterminés essentiellement de deux manières : soit par recherche directe de production et d’importations physiques dans des bases de données (FAOSTAT pour l’agriculture, USGS et BGS pour les ressources minérales, bases nationales,…), soit par conversion des valeurs monétaires avec les prix. Au final, l’ensemble du système physique présente des incohérences (résultant par exemple en une génération de déchets négative). Par ailleurs, tous les produits sont caractérisés par une composition (humidité, substances comme le Carbone ou les métaux, autres constituants). Nous disposons ainsi de « redondance » entre les flux totaux et les flux de constituants. Il est prévu d’exploiter cette redondance et l’incertitude associée des données pour réconcilier l’ensemble du système et produire ainsi les bilans matière de tous les constituants.

Une fois obtenues les tables désagrégées (le MFA de l’économie), on calcule la « matrice de coefficients techniques » qui donne les ratios des consommations par unité de production d’un produit. Il y a dans cet exercice un premier problème lié à l’existence de co-produits : comment allouer aux co-produits une part des consommations nécessaires ? Ce problème bien connu en ACV sous le terme d’allocation est traité essentiellement de deux manières : l’expansion du système, qui consiste à trouver sur le marché un produit équivalent à l’un des co-produits (c’est-à-dire remplissant la même fonction) et à retrancher aux autres les consommations nécessaires à sa production, et d’autre part l’attribution aux co-produits d’une part des « charges » en fonction de critères physico-chimiques ou à défaut économiques. Dans notre cas, la première solution revient à « déplacer » les co-produits vers l’activité qui fournit des produits équivalents (avec les problèmes liés à l’aggrégation), dans l’autre cas, cela revient à désagréger l’activité pour individualiser chacun des co-produits, avec la recherche de données que cela suppose. Dans les modèles courants de détermination des coefficients techniques (industry-technology – partage des consommations entre chaque produit selon sa valeur - ou commodity-technology – chaque produit est fait selon une recette qui lui est propre), les mêmes principes sont appliqués à l’ensemble de la table (resp. allocation économique ou expansion du système). Notre projet, à l’aide de ses modèles de technologies, pourra traiter ce problème d’allocation de la manière la mieux adaptée à chaque activité. Malgré tout, la matrice de coefficients obtenue est « linéaire » : les prévisions dans le temps s’appuient sur des coefficients fixes, établis pour une « année de référence », qui ne représentent pas l’évolution des technologies et des circonstances économiques. Dans les approches actuelles I/O LCA, ce problème se pose surtout d’un point de vue économique : si la demande finale augmente, la consommation nécessaire pour assurer la production correspondante augmente proportionnellement. Dans la réalité, les prix varient en fonction de la demande et on constate une « élasticité » entre la production et la consommation intermédiaire. Cela pose des problèmes en particulier dans les interprétations des impacts environnementaux : par exemple, le facteur d’émissions de CO2 dues à la production d’automobiles l’année 2003 s’exprime en gCO2/euro. Pour utiliser ce facteur en 2009, il faudrait déconvoluer les progrès techniques (variation des gCO2/kg d’automobile produite) et la variabilité des prix (kg d’automobile/euro). La conception du modèle autorise l’évolution parallèle des données physiques et monétaires et permet d’étudier ces processus. Il est ainsi possible d’apprécier l’importance des principaux moteurs de la productivité des ressources (dématérialisation de l’économie) : l’innovation technologique et les prix (taxes, subventions,…). L’objectif est donc le passage à un modèle I/O environnemental dynamique qui permet de saisir les effet à plus long terme des politiques publiques et d’intégrer des problématiques de ressources limitées et le passage à un modèle I/O environnemental plus flexible (coefficients sensibles au prix) qui permet de prendre en compte les politiques environnementale incitative (taxe pigouvienne et marché de droits à polluer).

Sur ce volet, l’ambition du projet est de lever ces principaux verrous à l’utilisation des tableaux d’entrées/sorties aux fins d’analyse des politiques de gestion des ressources et des déchets et aux fins de prospective sur la définition de ces politiques.

Développement de l’outil

A ce stade, le modèle consiste en une série temporelle de matrices physiques et monétaires assez difficile à exploiter dans la pratique. L’objet de la deuxième partie du projet consiste à analyser quels sont les moyens/outils à développer afin d’une part de synthétiser les informations des tables sous forme d’indicateurs utiles aux décisions (inversion de Leontief, décomposition structurelle) et d’autre part de réaliser des simulations de scénarios prospectifs.

Deux cas seront pris comme exemples :

  • l’analyse des risques d’approvisionnement à l’échelle d’une entreprise automobile (niveau méso-économique) et,
  • l’analyse des effets environnementaux des politiques de gestion des déchets dans le cadre des objectifs de prévention et de recyclage du Grenelle II (niveaux micro-économique et macro-économiques).

Les scénarios seront développés dans l’objectif de fournir d’une part la configuration du niveau minimal de désagrégation des TES nécessaire à l’obtention des indicateurs utiles aux études de cas et d’autre part la manière de prendre en compte les aspects prospectifs (horizon temporel, évolution du PIB, évolution des technologies, de l’efficacité énergétique, des effets des politiques économiques, des contraintes sur les ressources).

L’outil de simulation sera développé pour mettre en œuvre ces scénarios dans une série temporelle de tables, en déduire par des opérations mathématiques des indicateurs utiles aux études de cas, et produire au final un moyen d’évaluation environnementale des biens et services applicable à au moins à une situation présente et à une situation future, moyennant un retour méthodologique sur les hypothèses. Cet outil sera matérialisé sous la forme d’une application web pour chaque étude de cas.
L’interprétation des résultats aura vocation à tester et améliorer cet outil de manière itérative jusqu’à la satisfaction des attentes des études de cas.

Sur ce volet, l’ambition du projet est de rendre opérationnelle cette approche dans le cadre des études de cas et de proposer aux décideurs, industriels et bureaux d’études un moyen d’évaluation environnementale intégré au contexte économique et aux contraintes ou opportunités technologiques, prenant en compte les tensions sur la disponibilité des ressources naturelles, dans un cadre multirégional dont le cœur se situe en France ou en Europe.

Ainsi, ESPEER est une approche intégratrice de nombreux concepts utilisés pour la gestion des ressources et les évaluations environnementales (MFA pour Material Flow Analysis, ACV, NAMEA en particulier). Elle ajoute au MFA et à l’ACV une prise en compte systémique de l’ensemble de l’économie, et au NAMEA un lien direct (conservation de la matière) entre les ressources, les produits, les émissions, les stocks et les déchets.

Les modèles actuels basés sur les TES physiques incluant des extensions environnementales sont délicats à mettre en œuvre d’un point de vue pratique (volume de données nécessaires, fiabilité des bilans) et restent aujourd’hui limités dans leurs possibilités prospectives (linéarité des coefficients entre production et consommation).

Notre projet représente une contribution à la maîtrise de ces problèmes pratiques et à l’amélioration des possibilités des TES physiques. A terme, ESPEER offre un potentiel d’amélioration des ACV (en supprimant le critère de coupure arbitraire) et des NAMEA (en intégrant les extensions environnementales dans un bilan matière global). Les formations et l’application web prévues permettront aussi de démontrer les intérêts de l’approche auprès des bureaux d’études spécialisés en ACV, des consultants environnements, des entreprises et des collectivités locales, futurs bénéficiaires ou utilisateurs des outils du projet ESPEER.

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Dernière mise à jour : 13-01-2015