Ecologie Industrielle

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Préface sur l'Ecologie Industrielle

L’objectif ici est de vous fournir un plan des activités que composent l’écologie industrielle et de la manière dont ces activités sont liées les unes aux autres. Aucun domaine ne fait l’unanimité en ce qui concerne les objectifs et les limites. Un domaine aussi nouveau et ambitieux que l’écologie industrielle a certainement encore beaucoup de chemin à parcourir pour parvenir à un consensus sur ces questions, mais il y a beaucoup de choses qui se rejoignent dans la recherche, l’analyse et la pratique.

Qu'est-ce que l'Ecologie Industrielle ?

Le nom même d’écologie industrielle véhicule une partie du contenu de ce domaine. L’écologie industrielle est industrielle en ce sens qu’elle se concentre sur la conception des produits et les processus de fabrication. Elle considère les entreprises comme des agents d’amélioration de l’environnement car elles évaluent l’expertise technologique qui est essentielle à la bonne exécution d’une conception de produits et de processus respectueuse de l’environnement (ce qui n’est pas le cas pour un bon nombre d’entreprises aujourd’hui). L’industrie, ayant une grande place professionnelle dans la société et qui produit la plupart des biens et des services, est une cible prioritaire concernant les prochaines transformations écologiques obligatoires car elle est une source importante et non exclusive de dommages environnementaux.

L’écologie industrielle est écologique dans au moins deux sens. Comme le soutient la publication de Frosch et Gallopoulos (1989) qui a beaucoup contribué à la fusion de ce domaine, l’écologie industrielle s’intéresse aux écosystèmes « naturels » non humains comme modèles pour l’activité industrielle. C’est ce que certains chercheurs ont appelé « l’analogie biologique » (Wernick et Ausubel 1997 ; Allenby et Cooper 1994). De nombreux écosystèmes biologiques sont particulièrement efficaces pour le recyclage des ressources et sont donc considérés comme des exemples de cyclage efficace des matériaux et de l’énergie dans l’industrie.

L’exemple le plus frappant de réutilisation et de recyclage industriels est une zone industrielle de plus en plus célèbre à Kalundborg, au Danemark (Eherenfeld et Gertler 1997 ; chapitre 27). Cette zone contient un ensemble d’installations industrielles comprenant une raffinerie de pétrole, une centrale électrique, une usine de fermentation pharmaceutique et une usine de panneaux muraux. Ces installations échangent des sous-produits et ce qui serait autrement appelé des déchets. Ce réseau d’échanges a été baptisé « symbiose industrielle », par analogie explicite avec les relations mutuellement bénéfiques que l’on trouve dans la nature et que les biologistes qualifient de symbiotiques.

L’écologie industrielle place l’activité technologique humaine, l’industrie au sens le plus large, dans le contexte des grands écosystèmes qui la soutiennent. L’examen des sources de ressources utilisées de l' »écologie » relie l’écologie industrielle aux questions de capacité de charge et de résilience écologique, en se demandant si, comment et dans quelle mesure la société technologique perturbe ou sape les écosystèmes qui fournissent des services essentiels à l’humanité. Plus simplement, les systèmes économiques sont considérés non pas en isolation de leurs systèmes environnants, mais de concert avec eux.

Cette description générale du contenu de l’écologie industrielle peut être rendue plus concrète par l’examen des éléments fondamentaux ou des points focaux sur le terrain :

L’analogie biologique
L’utilisation des perspectives de systèmes
Le rôle du changement technologique
Le rôle des entreprises
Dématérialisation et éco-efficacité
Recherche et pratique de pointe

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L'analogie biologique

L’analogie biologique a été appliquée principalement au niveau des installations, des villes et des régions, en utilisant des notions empruntées à l’écologie des écosystèmes concernant le flux et surtout le cycle des matériaux, des nutriments et de l’énergie dans les écosystèmes comme modèle potentiel pour les relations entre les installations et les entreprises. L’exemple archétypal est la symbiose industrielle à Kalundborg, mais la recherche d’autres arrangements de ce type et, de façon encore plus évidente, l’effort pour établir de tels réseaux symbiotiques est emblématique de l’écologie industrielle, si musclée que beaucoup de personnes n’ayant qu’une vague familiarité avec ce domaine ont pensé à tort que l’écologie industrielle se concentrait uniquement sur les efforts pour établir des parcs éco-industriels.

Cette analogie a également été posée de manière plus générique, et pas seulement en ce qui concerne les installations géographiquement adjacentes. Graedel et Allenby (1995) ont proposé une typologie des écosystèmes variant selon leur degré de dépendance à l’égard des apports extérieurs (énergie et matériaux) et du rejet de déchets dans un environnement extérieur. Autrement dit, les écosystèmes varient en fonction de la linéarité de leurs flux de ressources.

Le cycle efficace des ressources dans un système biologique est considéré comme un idéal pour les systèmes industriels à de nombreuses échelles. Ce cadre relie donc l’analogie biologique à l’accent mis par l’écologie industrielle sur l’importance de la fermeture des cycles des matériaux ou de la « fermeture de la boucle ».

L’analogie biologique a été explorée d’autres manières. L’analogie écologique a, par exemple, été appliquée aux produits comme source d’inspiration pour la conception (Benyus 1997), comme cadre pour la caractérisation des relations entre les produits (Levine 1999) et comme modèle pour les interactions organisationnelles dans les « réseaux alimentaires » et technologiques au niveau sectoriel ou régional.

L’analogie avec l’écologie est suggestive à d’autres égards. Elle met en évidence les concepts de communauté et de diversité et leur contribution à la résilience et à la stabilité des systèmes en tant que propriétés fondamentales des écosystèmes. Et en tant que modèles possibles d’un type différent pour l’activité industrielle, ces dimensions de l’analogie peuvent indiquer des moyens d’intégrer plus profondément les aspects organisationnels de la gestion de l’environnement au cœur de l’écologie industrielle. Cependant, elles n’ont pas été explorées de manière aussi approfondie que l’utilisation de l’écologie des écosystèmes qui met l’accent sur les flux et le cycle des ressources.

Il existe des organismes de recherche de longue date qui appliquent les notions écologiques directement aux dimensions sociales, par opposition aux dimensions technologiques, de l’activité humaine, y compris l’écologie organisationnelle, humaine et politique. L’analogie biologique ne se limite pas aux simulations écologiques. L’incarnation plus quantitative de l’analogie biologique est la métaphore métabolique qui informe l’analyse des flux de matières en faisant une analogie entre les entreprises, les régions, les industries ou les économies et le métabolisme d’un organisme. La question de savoir s’il existe ou non une différence significative entre les métaphores écologique et métabolique fait l’objet d’un différent amical.

Perspective des systèmes

L’écologie industrielle souligne le besoin critique d’une perspective systémique dans l’analyse environnementale et la prise de décision. L’objectif est d’éviter les analyses étroites et partielles qui peuvent négliger des variables importantes et, surtout, entraîner des conséquences non voulues. Les orientations systémiques se manifestent sous plusieurs formes différentes :

Utilisation d’une perspective de cycle de vie
Utilisation de l’analyse des flux de matériaux et d’énergie
Utilisation de la modélisation des systèmes
Sympathie pour la recherche et l’analyse multidisciplinaires et interdisciplinaires

L’effort d’utiliser une perspective de vie, c’est-à-dire d’examiner les impacts environnementaux des produits, des processus, des installations ou des services depuis l’extraction des ressources jusqu’à la consommation et enfin la gestion des déchets, se reflète à la fois dans l’utilisation de méthodes formelles telles que l’analyse du cycle de vie et dans l’attention portée aux approches qui impliquent cette perspective du berceau à la tombe et l’appliquent dans les cadres de gestion et de politique ainsi que dans les contextes de recherche. Ce dernier groupe comprend l’analyse de la chaîne de production, la politique intégrée des produits (PIP, également appelée politique environnementale axée sur les produits), l’écologisation de la chaîne d’approvisionnement et la responsabilité élargie des producteurs.

L’analyse du métabolisme industriel ou sociétal, c’est-à-dire le suivi des flux de matières et d’énergie à diverses échelles, est également motivée par une orientation système. Le fait que la recherche en écologie industrielle s’appuie sur les bilans de masse, en veillant à ce que les entrées et les sorties des processus s’additionnent conformément à la première loi de la thermodynamique, reflète ici un effort d’exhaustivité.

L'évolution technologique

Le changement technologique est un autre thème clé de l’écologie industrielle. Il s’agit d’une voie évidente pour atteindre les objectifs environnementaux en tant qu’objet d’étude. En termes simples, beaucoup de personnes dans ce domaine considèrent l’innovation technologique comme un moyen essentiel de résoudre les problèmes environnementaux. Il convient toutefois de noter que si cette impulsion est largement partagée au sein du domaine, l’accord sur la mesure dans laquelle ce type d’innovation sera suffisant pour résoudre les problèmes technologiques reste un sujet de débat animé.

L’écoconception est un élément manifeste de l’écologie industrielle. En intégrant les considérations environnementales dans la conception des produits et des procédés, les écologistes industriels cherchent à éviter les impacts environnementaux et/ou à en minimiser le coût. Il s’agit d’une innovation technologique au niveau micro, reflétant l’optimisme technologique et la forte implication des ingénieurs universitaires et professionnels.

L’écoconception a souvent une orientation produit, axée sur la réduction de l’utilisation de substances dangereuses, la minimisation de la consommation d’énergie ou la facilitation de la gestion de la fin de vie par le recyclage et la réutilisation. Implicitement, l’écoconception s’appuie sur la perspective du cycle de vie décrite précédemment en adoptant une approche « du berceau à la tombe ». De plus en plus, elle s’efforce également d’adopter une approche systémique, non seulement en tenant compte des impacts tout au long du cycle de vie du produit, mais aussi en employant des mesures globales de l’impact environnemental.

L’écoconception est complétée par des recherches qui examinent quand et comment l’innovation technologique à des fins environnementales a le plus de succès sur le marché. L’accent mis sur l’évolution technologique dans ce domaine a également une version macro, en examinant si l’évolution technologique est bonne pour l’environnement ou quelle quantité de changement (d’un type bénéfique) doit être réalisée pour maintenir la qualité de l’environnement. L’équation IPAT (Impact = Population X Affluence X Technologie) a fourni une base analytique pour analyser les contributions relatives de la population, de la croissance économique (ou, vu d’une autre manière, de la consommation) et de la technologie sur la qualité de l’environnement. L’équation fournit une base substantielle pour la discussion des questions de capacité de charge implicites dans la définition de l’écologie industrielle proposée précédemment.

Rôle des entreprises

Les entreprises jouent un rôle particulier dans l’écologie industrielle à deux égards. En raison du potentiel d’amélioration de l’environnement qui est considéré comme reposant en grande partie sur l’innovation technologique, les entreprises, en tant que lieu d’expertise technologique, sont un agent important pour la réalisation des objectifs environnementaux. En outre, certains membres de la communauté de l’écologie industrielle considèrent que la réglementation par injonction et contrôle est largement inefficace et parfois contre-productive. De manière peut-être plus significative, et conformément à l’orientation systémique du domaine, l’écologie industrielle est considérée par beaucoup comme un moyen d’échapper à la base réductionniste des systèmes historiques de contrôle et de commande. Indépendamment de la prémisse, un rôle accru pour les entreprises est un sujet de recherche actif en écologie industrielle et une composante nécessaire d’un changement vers une approche moins antagoniste, plus coopérative et, ce que l’on espère, plus efficace de la politique environnementale.

Dématérialisation et éco-efficacité

La réduction de la consommation des ressources et des rejets dans l’environnement se traduit donc par un ensemble de concepts connexes : dématérialisation, intensité d’utilisation des matériaux, décarbonisation et éco-efficacité. La dématérialisation fait référence à la réduction de la quantité de matériaux utilisés pour accomplir une tâche. Elle offre la possibilité de découpler l’utilisation des ressources et l’impact environnemental de la croissance économique. La dématérialisation est généralement mesurée en termes de masse de matériaux par unité d’activité économique ou par habitant et est généralement évaluée au niveau des secteurs industriels, des économies régionales, nationales ou mondiales.

La décarbonisation pose la question analogue de la teneur en carbone des combustibles (Nakicenovic 1997). Dans ce domaine, l’enquête consiste à déterminer si de telles réductions ont lieu, si la dématérialisation en soi (c’est-à-dire la réduction de la masse) est suffisante pour atteindre les objectifs environnementaux (Reijnders 1997) et quelles stratégies seraient les plus efficaces pour obtenir ces résultats. L’intersection entre l’étude de la dématérialisation, d’une part, et d’autres éléments de l’écologie industrielle tels que le métabolisme industriel et sa dépendance à l’égard de l’analyse des flux de matériaux, d’autre part, est claire.

Analyse prospective

Un dernier élément de ce domaine mérite d’être souligné. Une grande partie de la recherche et de la pratique en Écologie Elle s’interroge sur la manière dont les choses pourraient être faites différemment pour éviter la création de problèmes environnementaux en premier lieu, en évitant les préjudices irréversibles et les dommages coûteux à réparer. L’écoconception joue donc un rôle clé dans l’accent qu’elle met sur l’anticipation et la conception des dommages environnementaux. Plus subtilement, le domaine se montre peu optimiste quant au potentiel d’une telle analyse d’anticipation en accordant une attention accrue aux effets au niveau du système, aux possibilités découlant de l’innovation technologique et à la prise de conscience de la nécessité de la planifier et de l’analyser, ainsi que de la sienne.

Cela ne signifie pas que l’histoire est ignorée. Le métabolisme industriel, par exemple, s’intéresse aux stocks historiques de matériaux et de polluants et au rôle qu’ils peuvent jouer dans la création de flux dans l’environnement. Cependant, l’écologie industrielle ne met pas l’accent sur l’assainissement en tant que sujet central comme le fait une grande partie de l’ingénierie environnementale conventionnelle.

Assemblage des éléments

Il existe (au moins) deux façons d’intégrer ces thèmes et ces cadres dans un ensemble plus vaste. La première consiste à considérer l’écologie industrielle comme opérant à différents niveaux : au niveau de l’entreprise ou du processus unitaire, au niveau interentreprises, du district ou du secteur et enfin au niveau régional, national ou mondial. Bien que le processus de l’entreprise et de l’unité soit important, une grande partie de l’écologie industrielle se concentre sur le niveau interentreprises et inter installations, en partie, comme décrit ci-dessus, parce qu’une perspective systémique met l’accent sur les résultats inattendus et les gains environnementaux possibles, qui doivent être révélés lorsqu’un champ d’application plus large est utilisé et parce que la prévention de la pollution, une entreprise connexe, a déjà traité efficacement de nombreuses questions importantes au niveau de l’entreprise, de l’installation ou du processus de l’unité.

Les éléments de l'écologie industrielle considérés comme opérant à différents niveaux

Une autre façon de relier les éléments entre eux est de les considérer comme reflétant les aspects conceptuels ou théoriques de l’écologie industrielle, d’une part, et les outils et activités plus concrets et orientés vers les applications, d’autre part. Dans ce cadre, de nombreux aspects conceptuels et interdisciplinaires du dossier se trouvent dans la partie gauche de la figure, tandis que les aspects plus pratiques et appliqués apparaissent dans la partie droite.

Les objectifs de l'Ecologie Industrielle

Grâce à cet aperçu des éléments de l’écologie industrielle, il est possible de se poser des questions plus complexes sur ce domaine. Une série de questions particulièrement notables et épineuses tournent autour des objectifs de l’écologie industrielle. Il est clair que ce domaine est motivé par les préoccupations relatives à l’impact de l’homme sur l’environnement biophysique. En termes simples, l’objectif est d’améliorer et de maintenir la qualité de l’environnement. Tout aussi clairement, une telle déclaration d’objectifs ne commence pas à parler des multiples dimensions de la recherche ou de la pratique dans ce domaine.

L'écologie industrielle conceptualisée en termes d'éléments orientés vers les systèmes et les applications

Réduire ou optimiser l'utilisation des ressources

L’écologie industrielle met l’accent sur l’optimisation des flux de ressources là où d’autres approches de la science, de la gestion et de la politique environnementales soulignent parfois le rôle du risque. Par exemple, la prévention de la pollution (également connue sous le nom de production plus propre) met l’accent sur la réduction des risques, principalement, mais pas exclusivement, des substances toxiques au niveau des installations ou des entreprises. Cette approche repose sur l’argument selon lequel ce n’est que lorsque l’utilisation de ces substances est éliminée ou considérablement réduite que les risques pour les êtres humains et les écosystèmes peuvent être réduits de manière fiable.

En revanche, l’écologie industrielle adopte un point de vue systémique qui délimite généralement l’analyse de manière plus large (autour d’un groupe d’entreprises, de régions, de secteurs, etc.) et s’interroge sur la manière dont l’utilisation des ressources pourrait être optimisée, où l’utilisation des ressources comprend à la fois les matériaux et l’énergie, ainsi que les écosystèmes et les cycles biogéochimiques qui fournissent des services cruciaux à l’humanité.

Concrètement, la différence dans les pratiques réelles des entités opérationnelles peut ne pas être grande, bien qu’aucun travail empirique minutieux n’ait été mené pour documenter la manière dont ces deux cadres ont différé dans la prise de décision. Toutefois, une analyse intéressante a été menée sur les risques posés par le recyclage des matières dangereuses, en se demandant s’il est effectivement possible de recycler ces substances d’une manière acceptable pour l’environnement.

Analyse positive et normative

Une tension apparente liée aux objectifs de l’écologie industrielle concerne la question de savoir si le domaine est positif (descriptif) ou normatif (prescriptif). S’il est positif, alors l’écologie industrielle cherche à décrire et à caractériser les interactions homme/environnement, mais pas nécessairement à les modifier. D’autre part, si l’écologie industrielle est normative, alors un certain degré d’amélioration humaine ou environnementale est intrinsèque aux objectifs du domaine. Cette tension se reflète dans les multiples accords accordés aux termes clés du domaine. Par exemple, l’expression « écosystème industriel » fait référence aux installations ou aux industries qui interagissent au sens biophysique du terme. Elle est souvent utilisée pour désigner des districts industriels comme Kalundborg, où des résidus sont échangés entre des entreprises situées à proximité.

Si on laisse de côté un usage particulièrement vague qui désigne tout groupe d’installations, d’entreprises ou d’industries, la question se pose de savoir si un écosystème industriel se réfère nécessairement à un arrangement souhaitable (lorsque par exemple, les entreprises participantes échangent largement des résidus et minimisent ainsi les rejets de polluants dans l’environnement) ou à une description neutre d’un réseau d’entreprises qui pourrait constituer une complication de cette tension, on peut se demander si ces différentes sortes d’enquêtes peuvent être interprétées comme modulaires.

En d’autres termes, peuvent-elles être menées indépendamment et fusionnées par la suite pour produire des informations fiables ? Ou bien leur séparation intellectuelle et organisationnelle signifie-t-elle inévitablement que les enquêtes modulaires seront appauvries, incapables d’intégration, voire fondamentalement trompeuses ? Plus simplement, les questions auxquelles l’écologie industrielle cherche à répondre doivent-elles être poursuivies sur une base interdisciplinaire pour produire des réponses fiables ? En fin de compte, c’est la productivité des différentes approches qui déterminera leur adoption, en générant des idées conceptuelles et des connaissances pratiques.

En tant que nouveau domaine, l’écologie industrielle est un ensemble de concepts, d’outils, de métaphores et d’applications et d’objectifs exemplaires. Certains aspects du domaine ont des relations bien définies, tandis que d’autres éléments ne sont que vaguement regroupés, reliés comme une muscade par l’enthousiasme des promoteurs et par une architecture intellectuelle bien articulée. Nous ne considérons pas ce relâchement comme une faille fatale dans un domaine émergent, mais plutôt comme une opportunité de créativité et de discours constructif, et comme un défi.