Ecologie Industrielle 2023 PDF
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Université d'Oran des Sciences et de la Technologie Mohamed Boudiaf USTO-MB
2023
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This document provides an overview of Industrial Ecology, a course for a Master's degree in agro-ecology. It details the subject matter, including definitions, historical background, characteristics, and applications, with a focus on the principles and objectives of Industrial Ecology and its use in developing countries.
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CONTENU DE LA MATÈRE: 1. Définition 2. Historique de l’écologie industrielle 3. Principales caractéristiques de l’écologie industrielle 4. Aspects économiques, politiques, législatifs, sociaux et culturels de l’écologie industrielle 5. Critiques, contraintes et développem...
CONTENU DE LA MATÈRE: 1. Définition 2. Historique de l’écologie industrielle 3. Principales caractéristiques de l’écologie industrielle 4. Aspects économiques, politiques, législatifs, sociaux et culturels de l’écologie industrielle 5. Critiques, contraintes et développements requis pour promouvoir et appliquer l’écologie industrielle 6. Application des idées de l’écologie industrielle dans les pays en développement 1. Définition de l’écologie industrielle Ecologie : Science qui étudie les relations des êtres vivants avec leur environnement. Ecologie = étude scientifique des écosystèmes Industrie : Ensemble des activités économiques qui produisent des biens matériels par la transformation des matières premières. Industriel = ensemble des activités humaines dans la société technologique moderne L’écologie industrielle vise un usage optimal de l’ensemble des ressources, pas seulement la valorisation des déchets! Mettre en œuvre un nouveau modèle de développement du système industriel plus durable et compatible avec la planète. Ecologie Industrielle QU’EST-CE QUE L’ÉCOLOGIE INDUSTRIELLE L’écologie industrielle est une stratégie opérationnelle du développement durable, permettant la mise en œuvre de l’économie circulaire. Il s’agit en effet de s’inspirer des écosystèmes naturels, pour aboutir à une gestion optimale des ressources ainsi qu’à un fort taux de recyclage de la matière et de l’énergie ceci permet de non seulement de limiter l’impact environnemental des activités humaines mais également de satisfaire aux objectifs économiques des entreprises et des territoires. il s’agit de réaliser des synergies entre les acteurs économiques d’un même territoire ou filière, notamment pour mutualiser des biens, des ressources ou des services, et valoriser les déchets, afin que « les déchets des uns deviennent des ressources pour les autres ». 2. Historique de l’écologie industrielle La notion d’écologie industrielle apparaît dès les années 60/70 dans la littérature scientifique. Elle ressurgit chez certains ingénieurs américains au début des années 90 pour devenir un véritable champ scientifique et technique, mêlant sciences de l’ingénierie, écologie et économie. En 1997: lancement de la première revue scientifique consacrée à cette discipline « Journal of Industrial Ecology ». Temps fort : la parution en 1989 dans le Scientific American d’un article de Robert Frosch et Nicholas Gallopoulos (chercheurs chez General Motors), développant l’idée d’un modèle productif plus intégré, de « stratégies industrielles viables », ayant un impact réduit sur l’environnement parlant «d’écosystème industriel ». Exemple historique l’écoparc de Kalundborg le port de Kalundborg, au Danemark, est un exemple cité pour la mise en oeuvre des principes E.I du fait de la densité des échanges organisés entre les acteurs économiques locaux. 3. Principales caractéristiques de l’écologie industrielle -L’hypothèse fondatrice de l’EI est qu’il est opérationnel d’envisager le système industriel comme un cas particulier d’écosystème -Le système industriel peut être décrit comme une configuration particulière de flux et de stocks de matière, d’énergie et d’information. -Le système industriel tout entier repose sur les ressources et services fournis par la biosphère, dont il constitue un sous- système. LE SYSTEME DE LA TERRE A quatre parties majeures: Biosphère Hydrosphère Geosphère Atmosphère Le concept d’EI repose sur trois idées principales 1. Une vision d’ensemble, systémique et intégrée, de toutes les composantes du système économique industriel et de leurs relations avec la biosphère est nécessaire. 2. Le substrat biophysique du système industriel, c’est-à- dire, la totalité des flux et stocks de matières et d’énergie liés aux activités humaines, constitue le champ d’étude de l’EI. 3. Une dynamique technologique intégrative constitue un facteur crucial pour favoriser l’évolution du système industriel actuel vers un système viable, un écosystème industriel inspiré par le fonctionnement de la biosphère. - L’EI cherche donc, en prenant les écosystèmes naturels comme modèles, à déterminer les transformations susceptibles - rendre le système industriel compatible avec le fonctionnement des écosystèmes planétaires - Pour cela, l’étude du métabolisme industriel, c’est-à-dire de l’ensemble des composantes biophysiques du système industriel, est un préalable indispensable. - Cette démarche essentiellement analytique et descriptive (application des principes de bilan de matière et d’énergie) vise à comprendre la dynamique des flux et des stocks de matière et d’énergie liés aux activités humaines - depuis l’extraction et la production des ressources jusqu’à leur retour dans les processus bio-géochimiques. On comprend mieux l’originalité de l’EI en la comparant à l’approche conventionnelle qui sépare le monde de l’industrie de la biosphère et qui traite les impacts des activités humaines selon l’approche en bout de chaîne « end of pipe ». Dans l’approche conventionnelle (qui est insuffisante pour pallier les problèmes environnementaux et coûteuse à long terme), les pollutions sont traitées de façon cloisonnée et linéaire, en bout de chaîne, par des dispositifs techniques appropriés. Les idées de cycle et d’interdépendance sont négligées. l’EI ne se réduit pas à une meilleure gestion des déchets, elle vise aussi à modifier les modes de production et de consommation: en diminuant la quantité de matière et d’énergie utilisée dans les processus industriels (dématérialisation et décarbonisation de la production) en intégrant, dès la conception des produits, l’objectif de maîtrise des déchets et la réutilisation de leurs composants (principe de l’écoconception). l’EI nécessite une modification radicale de la pensée économique : à la valeur d’échange, il faudrait substituer la valeur d’utilisation. Cette stratégie se fonde sur la fiabilité, l’entretien, la maintenance et l’adaptation technologique des produits: on ne remplacerait plus un produit, on l’adapterait. Une autre stratégie est de cesser de concevoir les produits comme des objets (biens matériels) pour les considérer comme des services (immatériels) La mise en œuvre de l’EI - ou éco-restructuration - comprend quatre étapes principales : 1) Optimiser l’usage des ressources 2) fermer les cycles de matière et minimiser les émissions vers l’extérieur (émissions toxiques, en particulier) 3) dématérialiser les activités, i.e., minimiser la quantité totale de ressources 4) réduire la dépendance par rapport aux sources d’énergie non renouvelables. Les méthodes et outils associés à l’EI incluent: l’analyse de cycle de vie (ACV) l’éco-conception (Design for Environment ou DFE) l’analyse des flux de matière (AFM) et l’Input-Output. DFE, ACV et P2 (prévention de la pollution) correspondent à une application de l’EI à l’échelle « micro » Les symbioses industrielles et les Input-Output correspondent à l’échelle «méso » (régionale) de l’EI, aussi utilisés à l’échelle « macro » (nationale et globale). Principes et objectifs de l’écologie industrielle L’enjeu consiste à faire évoluer le système industriel vers un mode de fonctionnement viable à long terme, compatible avec la Biosphère. Pour tendre vers cet objectif, on peut, dans la perspective de l’écologie industrielle, définir une stratégie opérationnelle qui comporte quatre axes principaux : 1. Valoriser systématiquement les déchets : A l’image des chaînes alimentaires dans les écosystèmes naturels, il faut créer des réseaux d’utilisation des ressources et des déchets dans les écosystèmes industriels, de sorte que tout résidu devienne une ressource pour une autre entreprise ou un autre agent économique. On peut ainsi chercher à déterminer les meilleures associations industrielles possibles, pour permettre d’utiliser de manière optimale tous les aux de matière et d’énergie liés à ces activités. On peut ainsi envisager des complexes « pulpe- papier », « engrais-ciments », etc. Des exemples partiels et spontanés de tels complexes existent depuis longtemps, mais il s’agit désormais de les développer de manière explicite et systématique. 2. Minimiser les pertes par dissipation : Aujourd’hui, dans les pays industrialisés, la consommation et l’utilisation pollue souvent plus que la fabrication. Les engrais, les pesticides, les pneus, les vernis, les peintures, les solvants, etc., sont autant de produits totalement ou partiellement dissipés dans l’environnement lors de leur usage normal. Il s’agit de concevoir de nouveaux produits et de nouveaux services minimisant ou rendant inoffensive cette dissipation pour l’Homme et son environnement. 3. Dématérialiser l’économie : Il s’agit de minimiser les flux totaux de matière (et d’énergie) tout en assurant des services au moins équivalents. Le progrès technique permet d’obtenir plus de services avec une quantité moindre de matière, notamment en fabricant des objets plus légers. Plus généralement, l’une des meilleures manières de dématérialiser l’économie consiste à optimiser l’utilisation (par exemple, un fabricant de photocopieurs qui vend le service «photocopies » au lieu de la machine, a ainsi tout intérêt à ce que son photocopieur, dont il reste propriétaire, nécessite le moins de matière possible, ait une durée de vie fonctionnelle la plus longue possible, soit aisément recyclable, etc.). 4. Décarboniser l’énergie : Depuis les débuts de la révolution industrielle, le carbone sous forme d’hydrocarbures d’origine fossile (charbon, pétrole, gaz) représente l’élément principal, la substance vitale irriguant toutes les économies qui se développent sur le mode occidental. Le carbone fossile est à la source de nombreux problèmes identifiés aujourd’hui : augmentation de l’effet de serre smog marées noires pluies acides Il faut donc rendre la consommation d’hydrocarbures moins dommageable (par exemple en récupérant le gaz carbonique issu de la combustion) et favoriser la transition vers une énergie moins riche en carbone fossile (énergies renouvelables, économies d’énergie). 4. Aspects économiques, politiques, législatifs, sociaux et culturels de l’écologie industrielle L’EI ne touche pas seulement la question du type technique et environnemental, elle exige de tenir compte des dimensions économiques, politiques, sociales et culturelles. La dimension économique de l’EI est essentielle parce que la plupart des choix liés à la restructuration du dispositif industriel comportent des coûts élevés, qui doivent être pris en compte dans une politique économique générale afin d’inciter les entreprises, les régions et les individus à prendre la voie de l’éco-industrialisation. Pour qu’une telle politique soit en phase avec les principes de viabilité l’EI doit interagir avec l’économie écologique et la comptabilité environnementale et faire une évaluation plus complète de la durabilité de la croissance qui inclut : -les actifs naturels non marchands -les pertes de revenu qui résultent de l’épuisement et de la dégradation du capital naturel les avancées récentes en économie environnementale ont permis non seulement d’améliorer les outils et les indicateurs classiques, mais aussi d’amorcer une transformation importante du cadre conceptuel et méthodologique de l’économie du bienêtre. le système intégré de comptabilité environnementale économique (SICEE) fournit les informations requises pour améliorer les politiques économiques selon les grandes lignes suivantes : 1) évaluation des performances économiques, 2) réforme des politiques économiques 3) évaluation des effets de l’action des pouvoirs publics. Le SICEE influence aussi l’élaboration des politiques environnementales (via les comptes environnementaux), en permettant l’identification des priorités environnementales et des points soumis à des pressions. Il permet aussi d’évaluer les effets de l’action des pouvoirs publics et de développer des initiatives facilitant la gestion environnementale au niveau international. Au plan légal et politique, l’EI a le mérite de contribuer à la mise au point d’outils d’analyse et de planification précis (via l’économie écologique) qui aident les gouvernements à prendre des décisions fondées non plus sur des options idéologiques ou politiques, mais sur des données scientifiques et des objectifs en lien direct avec le cadre de la stratégie mondiale de développement durable. Ceci permet une plus grande rigueur dans la pratique législative et une meilleure cohérence des politiques gouvernementales à l’échelle mondiale. les outils de l’EI permettent de concevoir des normes et des règlements spécifiques, fondés sur une connaissance des flux réels de matière, d’énergie et d’émission, une connaissance précise des risques, enjeux et défis de la gestion durable des ressources. On peut procéder d’une manière systématique et prospective pour : 1) catalyser le développement durable en développant des systèmes d’information et des réseaux d’échanges 2) promouvoir des synergies en finançant la création de réseaux d’entreprises, la recherche et le développement 3) sensibiliser et former les acteurs économiques et sociaux et promouvoir les programmes d’éco- restructuration aux niveaux municipal et gouvernemental 4) supprimer les barrières légales, institutionnelles, financières et fiscales 5) définir de nouvelles politiques de conservation, de gestion des ressources naturelles, de réduction des émissions, de transport, d’utilisation de l’énergie et de substitution des matières rares ou en voie d’épuisement. La dimension sociale et culturelle, est essentielle également puisque l’activité industrielle prend naissance dans un contexte socioculturel qui l’informe. La mise en oeuvre de l’EI suppose donc l’élaboration de promotion fondées sur l’éducation, la formation et la sensibilisation du public pour donner naissance à des valeurs, normes et règles culturelles, sociales et politiques menant au développement d’une conscience citoyenne capable de transformer les habitudes de production et de consommation. Au problème de production des valeurs culturelles via une éducation appropriée, il faut ajouter en compte les exigences d’équité sociale; Cette exigence d’équité (inter-génération), essentielle au développement durable, est prise en compte par l’EI et l’économie écologique. 5. Critiques, contraintes et développements requis pour promouvoir et appliquer l’EI Les critiques de l’Ecologie Industrielle concernent son statut et sa valeur épistémologique, et sa capacité à mener au développement durable. Certains considèrent que l’idée d’utiliser la nature comme modèle pour réorganiser le système industriel n’est pas assez précise et structurée et devrait être clarifiée afin de renforcer le profile scientifique de l’EI et la valeur heuristique et épistémologique de ce paradigme. Plusieurs critiques soulignent que l’EI ne réduit pas nécessairement les flux de matière, e.g., à cause de l’effet rebond : ce concept exprime que l’amélioration des procédés industriels en termes d’efficacité écologique se traduit, par une augmentation de la consommation matérielle. Ces critiques font une autre interprétation de l’EI :dénaturation de l’écologie d’une part, et instrument d’une nouvelle mutation du capitalisme d’autre part. L’EI pourrait aussi engendrer une dépendance envers les déchets ou sous-produits. Elle pourrait aussi rigidifier les infrastructures et le fonctionnement industriels, et encourager la dépendance envers les combustibles fossiles (à moins que les émissions gazeuses puissent être comptabilisées). Les développements requis pour promouvoir et appliquer les idées de l’EI concernent 1) les mécanismes de mise en oeuvre de l’EI (notamment via les quatre étapes de l’éco- restructuration) 2) la recherche 3) l’éducation – aux niveaux universitaire et pré- universitaire 4) la communication (information et formation) 5) le cadre politique et réglementaire 6) l’économie et les finances Le besoin d’une meilleure intégration entre l’EI et l’éducation environnementale a été souligné par Filho (2002). Cette analyse abonde dans le sens de la nécessité d’une plus grande interdisciplinarité (alliance des disciplines génie industriel, biologie, écologie, géographie, économie, administration et politique, entres autres). Un concept intéressant, celui de BioSoMa (Biologie, Societé et Machines), a été développé par Bugliarello (2001) pour inciter les jeunes à penser en termes d’interactions et d’intégration des dimensions biologiques, socioéconomiques et techniques. 6. Application des idées de l’écologie industrielle dans les pays en développement La pertinence des idées et surtout des outils de l’EI pour les pays en développement est un sujet de débat, notamment en ce qui concerne leur perception et leur potentiel d’adoption par les acteurs locaux. La mise en oeuvre d’une approche systémique intégrée, telle que celle de l’EI, est indispensable pour créer des conditions de production et de consommation viables dans les pays en développement qui doivent aussi tirer le meilleur parti de ressources naturelles limitées et vulnérables. Plusieurs auteurs ont recommandé que l’analyse de cycle de vie ACV, constituant majeur de la gestion du cycle de vie (GCV) des produits et services, soit intégrée aux programmes de développement national des pays du Sud et qu’elle soit utilisée pour élaborer les réglementations environnementales de ces pays. Les impacts ont toutes les chances d’être bénéfiques si cette approche s’intègre dans des programmes de développement qui ciblent des domaines clés de l’économie tels que l’énergie, l’agriculture, la production alimentaire, la gestion des déchets solides et les mines. Le manque de sensibilisation, de personnel qualifié (industries et gouvernements en particulier) de données de base et de collaboration entre les rares experts locaux dans le domaine sont des obstacles importants. La formation des principaux intervenants, la recherche pour générer les données nécessaires et développer des outils adaptés, la création de réseaux de collaborations et d’échange d’informations et de données, et le commerce avec des pays qui utilisent les principes de l’EI, sont appelés à jouer un rôle majeur pour promouvoir l’adoption de l’EI en Afrique. Thank you QUESTIONS SVP