Déchets solides : du modèle de Meadows à un projet de loi ? - Christophe Mangeant

www.theshiftproject.org

Christophe MANGEANT

christophe.mangeant@theshiftproject.org

11 déc. 2014

Déchets solides :

du modèle Meadows à

un projet de loi ?

Christophe Mangeant

Ingénieur-chercheur et Shifter

Déchets solides :

du modèle Meadows à un projet de loi ?

3

1- La dynamique des systèmes : un outil puissant

2- Le modèle de génération des déchets de Meadows-Randers: et si durabilité rimait avec profits financiers ?

3- Une taxe type TVA flottante sur la non durabilité : un projet de loi possible ?

PLAN

4

PLAN

1- La dynamique des systèmes : un outil puissant

2- Le modèle de génération des déchets de Meadows-Randers: et si durabilité rimait avec profits financiers ?

3- Une taxe type TVA flottante sur la non durabilité : un projet de loi possible ?

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Déchets et production industrielle : Un papier du Shift* !

* Référence : Sustainability 2014, «Peak Waste? The Other Side of the Industrial Cycle »Ugo Bardi, Virginia Pierini, Alessandro Lavacchi and Christophe Mangeant

Extraction = k1 * Mineral Resources * Economy

Waste Production = k2 * Economy

MineralResources

TheEconomy

Waste

Extraction

Waste Production

k1

k2

initial resources

6

Déchets et production industrielle : résultats

Référence : Sustainability 2014, 6, 4119-4132, «Peak Waste? The Other Side of the Industrial Cycle »

7

Modèle trop simple pour être vrai ? Quid de la réalité ?

1960 1970 1980 1990 2000 20100

20

40

60

80

100

Year

Indu

stria

l Pro

duct

ion

Inde

x

Industrial Production Index and total MSW compared, USA

0

100000

200000

300000

400000

500000

Tot

al M

SW

(to

ns)

8

Et la croissance dans tout ça ?

Conclusion : fausse évidemment … Ouf !

D’après ce modèle (simpliste donc

faux), nous sommes-là i.e. juste après

le pic économique !

10

Modèle trop simple ? Pas assez représentatif ? Quid du recyclage ?

MineralResources

TheEconomy

Waste stock

ResourcesProduction

Waste Production

k1

k2

initial resources

recyclingrate

RCLT RecyclingTime

DIT DisintegrationTime POLLUTION

Disintegration rate

N

11

Modèle trop simple ? Quid du recyclage ? Résultats

� Dans tous les cas, les réserves sont consommées en totalité (ici: pas de limites à l’extraction). Le recyclage n’empêchera pas l’extraction (si pas de loi pour ça) !

� Cependant, plus nous recyclons, plus nous pouvons être « durables » (au sens de la préservation des ressources).

� Mais pour que ce soit sensible sur la durabilité de nos sociétés, nous devons recycler au moins 10x plus vite que le taux de destruction des déchets (dans ce modèle).Ex : si du métal met 20 ans à se « perdre » dans la

nature (oxydation, dilution, enterrement...), alors il

faut le recycler en moins de 2 ans

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1ère conclusion: de la dynamique des systèmes… Où comment se priver d’un outil d’aide à la décision important

• Un outil simple (pas les modèles créés) et très puissant

• Un outil utilisé dans tous les domaines:� Économie, finance, assurances, ….� Biologie, botanique, évolution du vivant…� Démographie� Modélisation énergétique et ressources� Tous secteurs industriels (électronique, transport…)� Bâtiment, urbanisme…� Management: (ex: productivité des entreprises vs stress…)� Conflits, défense, stratégie � Estimation des futurs possibles : WORLD3

Exemple 1 : économie et politique monétaire

Exemple 2 : Nouvelles technologies & matériaux (batterie vs Cobalt)

Exemple 3 : Energie secteur résidentiel

Exemple 4 : Véhicules thermiques vs hybrides vs électriques

Fuel Cell Electric Vehicle

Internal Combustion Engine

17

1ère conclusion: de la dynamique des systèmes… Où comment se priver d’un outil d’aide à la décision important

CONCLUSION 1 :

Dans vos métiers respectifs,

utilisez la dynamique des systèmes

(system dynamics) !

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PLAN

1- La dynamique des systèmes : un outil puissant

2- Le modèle de génération des déchets de Meadows-Randers: et si durabilité rimait avec profits financiers ?

3- Une taxe type TVA flottante sur la non durabilité : un projet de loi possible ?

Référence

“Toward Global Equilibrium : Collected Papers” - 1974

Chap. 7 : The Dynamics of Solid Waste Generation

D. Meadows and J. Randers - Ed. by Dennis & Donella Meadows.

Traduit-synthétisé en français par Ch. Mangeant :

Meadows et la question des déchets: traduction en Français du texte

"The Dynamics of Solid Waste Generation" - Disponible sur le site du

Shift.

Modèle re-codé à l’identique avec le logiciel de dynamique des systèmes VENSIM®

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Les hypothèses d’entrée du Modèle de Meadows (1/7)

NR(t)/NRinitECNRM : coef multiplicateur du coût d’extraction (EC)

Pas de « surcoût »

d’extraction tant que moins

de 30% des réserves ont été

ponctionnées. Surcoût

exponentiel au-delà.

21

Lorsque le coût d’extraction EC est inférieur au prix des matières premières

brutes MPRM ⇒ Le taux d’extraction (ER) augmente;

Si le coût d’extraction > prix des matières ⇒ Le taux d’extraction (ER) diminue

MPRM/EC

1

1

Coef multiplicateur du taux d’extraction ER

Les hypothèses d’entrée du Modèle de Meadows (2/7)

ER=ERN x ERtable

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S-shape curve: lorsque pas assez de matière dans un produit, pas grave au début (ex: si

on réduit le superflu, les emballages, …) puis effondrement de la durée de vie sous un

certain seuil.

Qté matière / matière strictement suffisante

Coef multiplicateur de durée de vie

Les hypothèses d’entrée du Modèle de Meadows (4/7)

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Loi du marché « offre vs demande »: quand il y a trop de matière / flux de production d’objets, les prix

de la matière chutent sur les marchés. Inversement, quand il en manque, les prix de gros augmentent.

Coef multiplicateur du prix du marché

CT/ 1an avec CT = Stock matière / conso annuelle

Les hypothèses d’entrée du Modèle de Meadows (6/7)

MPRM = EC * MPRMCM

CT = PRM/APR

1

1

24

Les hypothèses d’entrée du Modèle de Meadows (7/7)

Il faut que le coût des matières soit 2x plus

cher que le coût du recyclage pour que la

« fraction maximale de recyclage » (du stock

des déchets) soit atteinte

1,5% (run#2)

ou 3% (run#8)

RCR = SW *MRCF *RCF

MPRM /Recycling Cost

0.3

1

RCF

25

Les scénarios modélisés

Run n°1 : no recycling

Run n°2 : run « standard » (1,5% recyclage max)

Run n°3 : 50% de taxe sur l’extraction à T0+25 ans (sur Run n°2)

Run n°4 : 50% de subvention sur recyclage à T0+25ans (ou doublement fraction

max recyclable: résultat similaire)

Run n°5 : 50% de subvention sur recyclage et 50% de taxe sur

l’extraction à T0+25 ans

Run n°6 : durée de vie augmentée de 50% à T0+25 ans

Run n°7 : réduction de 40% de la qté de matériau par produit à T0+25ans (sans

réduction de la durée de vie)

Run n°8 : un mix de tout ça … (cf. 3ème partie)

PO

LIT

IQU

ETe

chn

iqu

eN

ou

s ?

Ressources vs scénarios

Déchets vs scénarios

Et puis, l’air de rien, Meadows

mentionne…

Au milieu du chapitre, page 196 :

«In Run#4, the producer’s profits PP is very large.»

Profits financiers

Que représentent ces profits ?

Profit annuel ($/an) = bénéfice par unité vendue ($/unité) * nb annuel d’unités (unité/an)

Avec :

Nb annuel d’unités = qté matière transformée annuellement / qté matière par objet produit

Bénéfice par unité vendue ($/unité) = prix du marché par unité ($/unité) * % de bénéfice

On parle donc ici des profits des « transformateurs » : ceux qui

transforment la matière brute extraite en « produits* » (i.e. les

plaques, tubes, fils et autres poudres de cuivre utilisés in fine par

l’industrie manufacturière).

* The « Product » is defined as the usual mixture of objects made from one ton of raw material (eg for

Copper: 36% wire, 48% tubes and sheets, 15% castings and 1% powder) 31

Profits annuels = �,������

RMPP

Profits annuels vs scénarios

Profits totaux vs scénarios

Pourquoi ces profits ?

L’efficacité technique » (qté de matière par produit: RMPP ) n’est pas seule cause des

bénéfices : -10% de matière ⇒ + 20% de profits.

Le prix du marché non plus n’explique pas les profits: ceux-ci sont moindres dans le run#2

malgré un prix de vente (MPP) des produits sur le marché plus élevé !

Dans le run#2 (run standard), le consommateur paye plus cher et le producteur gagne

moins !

Profits annuels = �,������

RMPP

C’est la production moyenne annuelle (APR) qui pilote les bénéfices.

En effet, la déplétion des ressources naturelles fait s’écrouler la production annuelle de

matière et de produits dans le run#2 (run standard).

CONCLUSION 2

• Dans le run#8*, le + durable, les profits annuels

générés finissent par être presque le double de ceux

du run#2 « business as usual » (à cause de la déplétion

des matières premières).

• Les profits cumulés sur 150 ans dans le run#8 sont

38% supérieurs à ceux du run#2.

La DURABILITE est donc

financièrement profitable (à certains)

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PLAN

1- La dynamique des systèmes : un outil puissant

2- Le modèle de génération des déchets de Meadows-Randers: et si durabilité rimait avec profits financiers ?

3- Une taxe type TVA flottante sur la non durabilité : un projet de loi possible ?

Une piste de durabilité

Run n°1 : no recycling

Run n°2 : run « standard » (1,5% recyclage max)

Run n°3 : 50% de taxe sur l’extraction à T0+25 ans

Run n°4 : 50% de subvention sur recyclage à T0+25ans

Run n°5 : 50% de subvention sur recyclage et 50% de taxe sur

l’extraction à T0+25 ans

Run n°6 : durée de vie augmentée de 50% à T0+25 ans

Run n°7 : réduction de 40% de la qté de matériau w par produit à T0+25ans

Run n°8*: une « solution »

Run #8*• Une taxe de 50% sur l’extraction

• Une subvention de 50% sur le recyclage

• Une augmentation de 25% de la durée de vie des produits

• Un doublement de la fraction maximale recyclable

• Une optimisation de la qté de matériau w par produit (diminué de 10%)

de sorte que la durée de vie L ne soit pas affectée par cela.

Optimiser w/L

Optimiser donc quantifier w/L

w= qté de matériau dans l’objet

L = durée de vie

w et L grands

w et L moyens

w et L faibles

Taxons w/L !

CONCLUSION 3

• La « solution » (préservation des ressources et la limitation

des déchets+pollution) passe par des ressources plus

chères…

• Mais aussi par un recyclage et une efficacité optimale

d ’emploi des matières premières …

• Et enfin par une augmentation de la durée de vie

• Inventons l’indicateur w/L et taxons le de façon « non

punitive » par exemple, en remplaçant la TVA par cette

nouvelle taxe variable !

CONCLUSION GENERALE

1- Dans vos métiers respectifs, étudiez la possibilité d’utiliser dynamique des systèmes (system dynamics).

2- Dans un monde en récession transition (déplétion des

ressources), certains auront plus à gagner à la durabilité qu’au « business as usual » dont certains industriels… et nous ?

3- Il faut redonner une valeur au temps (à la durée de vie,

recyclabilité et réparabilité des objets): et si on remplaçait la TVA fixe par autre chose ?

Merci pour votre attention et bonnes

fêtes de fin d’année à tous !

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