L'écologie industrielle

Depuis les débuts de l'écologie, les spécialistes de l'environnement (biologistes, naturalistes, écologues, etc.) ont toujours considéré la nature (écosystèmes) comme séparés des villes ou plus généralement de notre société industrielle. Ils ont toujours été les premiers à dénoncer les impacts négatifs de l'industrie sur la nature (pollution de l'air, de l'eau, du sol, déclin des populations d'une espèce, etc.). Il a souvent fallu attendre une grosse catastrophe écologique pour que ces gens soient enfin entendus et que des mesures soient prises.

Les mesures légales imposent alors la prévention des émissions de polluants à la source, dans la mesure que permettent l'état de la technique et les conditions d'exploitation et pour autant que cela soit économiquement supportable (LPE art.11, RS 814.01). Ces mesures sont presque toujours des mesures end of pipe, c'est-à-dire des mesures prises en bout de chaîne. Les principaux inconvénients de cette façon de faire sont l'absence de vision globale et des coûts de plus en plus élevés.

Prenons un exemple fictif :

Une usine et une forêt

Un forestier constate la dégénérescence des arbres situés à proximité de l'usine. Il alerte les autorités. Des analyses montrent que ce sont les suies (particules fines) des fumées de l'usine qui posent problème. Le pouvoir politique exécutif local introduit une ordonnance qui limite les émissions de suies à 50 microgrammes par m3 de fumées pour forcer l'usine à installer un filtre.

Le directeur de l'usine n'a pas l'envie de payer des milliers de francs pour installer le filtre. Il trouve une astuce : en installant une ventilation plus puissante, il dilue les fumées avec de l'air pur et les fumées respectent donc la norme, même si il rejette toujours autant de particules fines.

Trois ans plus tard, un ex-employé de l'usine dénonce le bricolage : un an après l'exécutif local rend le filtre obligatoire. Le directeur de l'usine menace de délocaliser et de supprimer 120 emplois. La collectivité finit par subventionner l'installation du filtre. Les filtres sont régulièrement lavés à l'eau. L'eau usée est rejetée dans la rivière sans passer par une station d'épuration. Quelques années plus tard les pêcheurs constatent une diminution de la population de truites...

Cet exemple fictif (mais fortement inspiré de la réalité) montre que l'approche *end of pipe" (qui vise à minimiser les pollutions en bout de chaîne) est très lente, inefficace, coûteuse, conflictuelle, qu'elle n'offre aucune vision globale.

La naissance de l'écologie industrielle

L'écologie industrielle émerge vers 1990. Elle propose une aproche plus globale et propose de renverser le problème : l'industie n'est pas séparée des écosystèmes, c'est un cas particulier d'écosystème. Elle vise donc à rendre l'industrie compatible avec les autres écosystèmes. C'est le premier pas vers la responsabilisation des industriels.

L'écologie industrielle se base sur l'analyse des flux de matière et d'énergie : on regarde ce qui rentre et ce qui sort :

L'usine en soi n'a donc plus d'importance, ce n'est plus qu'une boîte noire avec des entrées et des sorties :

A ce stade on constate que la notion de déchet est très subjective. Tout produit deviendra tôt ou tard un déchet, et tout déchet peut potentiellement être une ressource (mine artificielle). Par exemple, la vapeur d'eau rejetée par une entreprise (déchet) peut servir à en chauffer une autre (ressource). Il ne faut donc pas considérer les outputs séparément :

Même si on continue de faire la distinction entre les outputs désirés et non désirés, ceux-ci sont analysés ensemble comme des ressources potentielles pour une entreprise tierce. Nous avons ainsi réinventé le jeu des dominos :

Au lieu de minimiser les déchets, il faut désormais trouver une entreprise qui peut valoriser les déchets produits :

On obtient ainsi des symbioses industrielles. Tout le monde est gagnant puisque il n'y a plus de déchets, que leur élimination ne coûte plus rien et que l'environnement n'est plus pollué (vision idéaliste).

Cette approche globale à travers cette modélisation simple (input/output) peut être appliquée aussi bien à l'échelle du processus industriel (machine ou réaction chimique) qu'à celui d'une usine ou d'une ville entière. En combinant les éléments comme des poupées russes ou comme des briques Lego on peut modéliser un système très complexe en partant d'éléments très simples. Cette appproche permet directement d'identifier les processus qui posent problème et de simuler des changements opérationnels. C'est donc l'outil de management de l'environnement par excellence.

Le but du jeu est d'obtenir un écosystème dont le seul input est l'énergie solaire et dont les outputs sont nuls (écosystème durable). Des outils comme l'analyse du cycle de vie peuvent aider à l'optimisation des flux.

Ce système est bien plus puissant qu'un système basé sur des flux monétaires qui peuvent contenir des hypothèses faussées (l'air est gratuit, l'eau est une ressource illimitée, les écosystèmes ont une faculté d'auto-épuration illimitée, les émissions inférieures aux valeurs limites sont sans danger).

Stratégies de l'écologie industrielle

L'écologie industrielle propose une stratégie en 4 axes :

• valoriser les déchets comme ressources ;
• boucler les cycles de matière et minimiser les émissions dissipatives ;
• décarboniser l'énergie (sevrage du pétrole) ;
• dématérialiser les produits et les activités économiques ;

La dématérialisation des activités économiques offre de vastes perspectives. Prenons l'exemple célèbre de Xerox. Au lieu de vendre des photocopieuses de mauvaise qualité au prix le plus bas possible, Xerox a commencé à vendre des photocopies. L'entreprise met un appareil à disposition et vous vend un service : une photocopie d'un document. L'entreprise pour être rentable ne doit plus vendre des tas de machines, mais faire des machines solides, dont la maintenance est la plus réduite possible. Elle a tout intérêt à faire des machines réparables, démontables, recyclables, alors qu'avant elle avait tout intérêt à faire des machines en plastique à faible durée de vie.

On peut appliquer ce principe à de nombreux domaines : les transports (au lieu de vendre une voiture on vend un service de transport), les appareils électriques (service d'entretien de jardins au lieu d'une vente d'un taille haie), location d'ordinateurs au lieu de vente, location de skis, service de réparation express au lieu de vente d'outils.

On pourrait ainsi découpler la croissance économique de la consommation de ressources. On réconcilie ainsi la décroissance et la croissance économique dans une perspective de développement durable.

Un exemple complet

Voici un exemple ppour illustrer un écosystème industriel. Le premier écosystème ne comporte qu'un restaurant. Il utilise des légumes, de l'eau et du gaz naturel pour faire des soupes. Il rejette de l'eau grise et des épluchures de légumes.

Dans une appproche end of pipe on dirait que ce restaurant pollue. On va donc installer une station d'épuration. Celle-ci épure l'eau et concentre les déchets sous formes de boues d'épuration (matière organique).

L'approche de l'écologie industrielle va plus loin et analyse tous les flux de matière et d'énergie. Cet écosystème n'est pas durable parce que le gaz naturel et l'eau propre sont des ressources limitées. On va donc tenter de fermer les cycles (eau, gaz) et valoriser les déchets comme ressources :

Nous avons donc rajouté un digesteur de boues qui produit du gaz par fermentation (processus anaérobie) et une ferme (maraîcher). Cet écosystème est durable : il n'y a plus que de l'énergie solaire qui rentre dans le système pour la croissance des plantes.

Il serait difficile de modéliser les flux de matières et d'énergie pour plus de quelques éléments : le nombre de flèches devient vite ingérable. On peut donc imaginer une bourse locale de matière et d'énergie dans laquelle les entités viennent puiser des ressources et déposer leurs produits :

Ce système est équivalent au précédent, mais bien plus extensible. On peut ainsi procéder en deux étapes pour modéliser un écosystème donné :

• faire l'inventaire des entrées et sorties pour chaque élément composant l'écosystème ;
• établir un bilan de l'écosystème en additionnant les ressources et les déchets des éléments du système.

Le bilan met en évidence les problèmes de surproduction ou de surconsommation. On peut simuler des changements sur le papier et utiliser les résultats pour mener des politiques publiques (mobilité, énergie, urbanisme...).

Perspectives

Il faudrait commencer par modéliser les éléments de base qu'on retrouve partout : ménage Suisse (moyen, gaspilleur, écolo), maison indivduelle ou immeuble (mal isolé, norme SIA, norme minergie), centrale électrique (charbon, gaz, éolienne, hydraulique, nucléaire), véhicules (train, bateau, camion, voiture individuelle, vélo), artisanat (menuiserie, peinture), services, magasins, stations d'épurations, usines d'incinération, industires de recyclage, administrations, hotels, décharges, processus industriels courants (turbine, processus chimique, cuisson), etc.

Chaque élément peut être modélisé de manière simple ou complexe en fonction du niveau de détail dont on a besoin :

Il suffit ensuite pour modéliser une entreprise ou une ville de combiner les éléments existants comme des Lego. Un logiciel permettant de stocker des modèles, de les combiner et de calculer le bilan de matière (kg) et d'énergie (J) est en cours de développement ici

Pour en savoir plus

Vers une écologie industrielle Suren Erkman Ed. Charles Léopold Mayer, 250 pages, 15 ? Acheter ce livre sur Amazon.fr La société post-industrielle ? Quelle illusion ! Nous vivons en réalité dans un système " hyper-industriel " où les flux de matière et d'énergie continuent à augmenter de plus belle. Les traditionnelles remises en cause du système industriel, dominées par les questions de pollution et d'épuisement des ressources, ne suffisent plus. Une approche nouvelle, plus large, est en train d'émerger depuis quelques années : l'écologie industrielle. Au lieu de voir le système industriel comme séparé de la Biosphère, il est possible de le considérer comme un cas particulier d'écosystème. L'écologie industrielle s'intéresse à l'évolution à long terme du système industriel dans son ensemble, et pas seulement aux problèmes d'environnement. Cet ouvrage offre la première synthèse en français sur ce domaine en plein essor, au carrefour des sciences de l'ingénieur, de la biologie, de la géographie, de l'économie et de nombreuses autres disciplines.