Au cours des dernières décennies, des approches analytiques ont été développées par différentes communautés scientifiques pour examiner les impacts socio-économiques de plans d’action politique. Principalement issues des sphères économique et environnementale, ces communautés isolées proposent des modèles disciplinaires ayant chacun leurs forces et leurs faiblesses. Jusqu’à récemment, ils étaient davantage utilisés indépendamment que conjointement. Pourtant l’union des meilleurs aspects de ceux-ci dans un modèle interdisciplinaire dit « intégré » permet de produire des études plus cohérentes du futur métabolisme socio-économique.

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Jean-Martin Lessard, candidat au doctorat au LIRIDE (Université de Sherbrooke)

Dans la sphère économique, les chercheurs développent depuis les années 40 des modèles pour mieux saisir le fonctionnement de l’économie, prévoir autant que possible son comportement futur et en déterminer les mécanismes clés. Grâce à ces versions réduites et artificielles de la société, ils étudient la dynamique de l’offre et la demande de biens et services, les revenus, le niveau d'emploi et la productivité des ressources à la suite de changements politiques. L’accent est mis sur les flux financiers. Les modèles d’équilibre général, par exemple, utilisent des principes de maximisation du bien-être des ménages et des profits des entreprises tout en respectant des contraintes d'équilibre du marché. En revanche, ces modèles ne tiennent pas compte des liens biophysiques de la société ni de la dynamique complexe des stocks de ressources, de matières recyclées, d’émissions, des matériaux et de produits.

Dans la sphère environnementale, les chercheurs développent depuis les années 80 une variété d’outils analytiques afin d’améliorer la précision et la complétude des évaluations environnementales. L’analyse de flux de substance et de matière, l’analyse de cycle de vie attributionnelle et conséquentielle, l’analyse Input-Output et l’évaluation des risques en sont quelques exemples. Ceux-ci se concentrent sur la façon dont la matière, les produits et les émissions circulent dans l'économie et leurs impacts sur l’environnement. L’accent est mis sur les flux biophysiques. Toutefois, ils ne tiennent pas compte des ajustements de marché suivant le déploiement d’un plan politique, d’une nouvelle technologie ou de la substitution de matériaux, ni de leurs effets rebonds probables.

Ainsi, ces outils disciplinaires ont leurs forces et leurs faiblesses et, jusqu’à récemment, ils étaient davantage utilisés indépendamment que conjointement. Dans la plupart des cas, les perspectives économiques et environnementales de plans d’action politique sont étudiées en alternant d’un modèle à un autre. Or, depuis le début des années 2000, plusieurs chercheurs se sont concentrés sur l’intégration des meilleurs aspects de chaque type de modèle dans des modèles dits « intégrés » (Bouman et al., 2000; Ekvall, 2000; Weidema et al., 1999). Comme le présente la Fig. 1, il s’agit d’un système à plusieurs modèles, dans lequel ils évoluent et interagissent les uns avec les autres. Un tel cadre permet de simuler le nouvel état d’équilibre économique[1] induit par des scénarios « what if » et de dresser un portrait conséquentiel de leurs effets sur les flux d’énergie, d’émissions, de ressources, et de résidus.

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Fig. 1 - Structure générale des modèles d'évaluation intégrée. Ces modèles combinent les systèmes écologiques et socio-économiques. Ils couvrent les mécanismes de marché; les métabolismes socio-économiques de régions ou de pays, les mécanismes environnementaux, et les principaux mécanismes de couplage entre ces éléments. Adaptée de Pauliuk et al. (2017).

 

Exemple d’application pour une transition durable vers une économie circulaire

Une variété de modèles d’évaluation intégrés est développée au LIRIDE. Par exemple, Lessard et al. (2020) ont conçu un modèle d’économie circulaire à haute résolution spatiotemporelle intégrant les concepts d’équilibre de masse, d’équilibre partiel et d’analyse de cycle. Grâce à ce développement, ils ont évalué les conséquences de la mise à niveau du système de récupération du verre post-consommation au Québec favorisant le recyclage en boucle fermée du calcin. Une des particularités de cette transition est qu’elle implique une réorganisation profonde des échanges de ressources naturelles, de matière recyclée et de résidus au sein d'une symbiose industrielle se ramifiant sur plusieurs régions. Les questions suivantes se posent : quels sont les ajustements de marché en réponse à cette transition et quels sont les effets de mitigations des changements climatiques dans l’espace et le temps?

La Fig. 2 présente les perspectives intégrées obtenues de cette modélisation. Les résultats montrent que bien que les changements technologiques ne s’appliquent qu’à la province du Québec, les nouveaux volumes de calcin récupéré entrainent une restructuration des importations et exportations le long de la frontière orientale canado-américaine. Ces ajustements permettent à des producteurs de verre plus distants d’accroitre la teneur en matière recyclée dans leur production et, par conséquent, d’atténuer leurs émissions de gaz à effet de serre. Ces perspectives tiennent compte du métabolisme socio-économique propre à chaque région et des nouveaux besoins en transport.

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Fig. 2 - Perspectives intégrées de la mise à niveau du système de récupération du verre post-consommation au Québec favorisant le recyclage en boucle fermée du calcin. Ces portraits conséquentiels novateurs sont obtenus grâce aux modèles d’évaluation intégrés développés au LIRIDE. Acronymes : C: Calcin, PCGR : résidus de verre post-consommation, V : matière première vierge. 

En conclusion, ces informations apportent de nouvelles lumières sur les conséquences géopolitiques, économiques et environnementales pour assister les décideurs dans la planification durable (Lessard et al., 2019). Quels sont les effets indirects d’une demande accrue de biocarburants? Quelles sont les conséquences du système de plafonnement et d'échanges de droits d'émission de gaz à effet sur la compétitivité industrielle québécoise? Quels sont les effets d’une utilisation accrue du bois au lieu du ciment et de l’acier sur les émissions de gaz à effet de serre? Certes, l’étude de ce type de questions est complexe. Heureusement, l’union des forces des outils d’évaluation économique et environnementale offre aux analystes une boite à outils plus adaptée pour étayer leurs études.


[1] L’équilibre économique est une condition ou un état dans lequel les forces économiques (Ex. l’offre et la demande) dans un marché sont équilibrées.