Une erreur fréquente est de ne se concentrer que sur les performances du produit fini. 65Ces risques logistiques peuvent se présenter à court, moyen et long termes, et peuvent avoir des conséquences temporaires ou définitives. 47L’AFME est ainsi un outil qui permet d’aborder la question de la dispersion de la matière en évaluant les quantités mises en jeu et les conséquences environnementales. Indeed, it allows for describing material dynamics and interactions with the environment at different scales : from micro level for an industrial process or an organisation (company, administration ...) to macro level for a territory (city, region, country ...). 61-75, Springer Netherlands. En pratique, cette approche se limite à la réalisation du bilan des entrées et sorties de matière et d’énergie d’un territoire. Potentiel de réchauffement planétaire (Ademe, 2010), Substances affectant les voies respiratoires*, Acidification*/Eutrophisation – terrestre*, Modèle d'accumulation d'excédents (Seppälä et al, 2006). Pour évaluer cette part, la pesée des déchets sur 15 jours en cuisine, et la caractérisation du contenu d’une benne des déchets de cellules ont permis de donner des ordres de grandeur des quantités annuelles : 60 tonnes en sortie de cuisine, 100 tonnes en sortie des cellules. Au total, la commission européenne a ainsi recensé 14 types d’impacts environnementaux19. 311–328, DOI: 10.1080/13549830050134257, Hoekstra, A.Y. En l’occurrence : 29 t de bois, 32 t de cartons, 37 t de déchets industriels banals. Descendre à des niveaux inférieurs (villes, zones d’activités, etc.) Il s’agit de la matière mobilisée pendant les différentes phases (extraction des ressources, fabrication, usage, élimination des déchets), mais qui ne constitue pas le produit fini. Par la suite, l’outil s’est révélé également pertinent pour aborder différents enjeux du développement durable. Stage M2 : Analyses de Flux de Matières de filières agricoles à l’échelle des régions françaises Thu 15 October 2020; Stage M1 : Ajout d’un module de visualisation de données satellites à la plateforme urban-sprawl Fri 17 January 2020; Stage : Détection et résolution de conflits de contraintes linéaires Tue 10 December 2019; Stage : … 32 Par exemple, les données de la base SitraM sont payantes pour un niveau détaillé à l’échelle départementale. Ces approches peuvent pour la plupart se décliner selon les trois types de systèmes mentionnés précédemment. Les compétences ne pouvant être mobilisées en interne, les administrations sollicitent souvent d’autres organismes à travers des marchés publics pour la réalisation de leur bilan de matière, comme en Bourgogne (Alterre Bourgogne, 2013), en Alsace ou en Lorraine (Région Alsace et Ademe, 2015). Cahiers Agricultures, 25, 1, DOI : 10.1051/cagri/2016002, Loiseau, E., G. Junqua, P. Roux et V. Bellon-Maurel, 2012, Environmental assessment of a territory : An overview of existing tools and methods, Journal of Environmental Management, 112, pp. Cette vision nous permet de prendre un peu de recul et de l’examiner du point de vue des applications qui peuvent en découler. L’entretien étant compris, le fabricant (devenu de fait prestataire de service) a alors tout intérêt à rendre ses produits durables et à en réduire l’obsolescence. Le flux de précipitations est donc un élément de forçage majeur du bassin versant. Ainsi, la configuration des lieux fait que les poubelles sont entreposées et remplies à l’arrière du bâtiment, mais elles sont ramassées par les services municipaux à l’avant. Dans certains cas, l’information est payante32, restreinte ou soumise au secret statistique33. Cette idée se traduit concrètement par trois types de synergies entre les acteurs économiques d’un territoire (Adoue, 2004 ; Georgeault, 2015) : (1) La mutualisation dans la fourniture d’un service, l’approvisionnement d’une ressource ou le traitement d’un déchet ; (2) La valorisation, les déchets des uns devenant les matières premières des autres ; (3) La substitution d’une ressource par une autre plus locale et/ou renouvelable. Springer Netherlands, pp. La réalisation de l’analyse de flux de matière a ainsi pu permettre d’identifier l’infraction. Rouvreau, L., P. Michel, D. Monfort, E. Jayr et J. Morice, 2013, L’analyse systémique du métabolisme territorial, un outil pour favoriser le recours aux ressources secondaires dans le domaine du BTP. -le métabolisme autotrophe (production de matière à partir de matière minérale), c'est le cas de la photosynthèse. Il n’existe pas non plus de norme pour rendre l’agrégation des bilans de matière aisée au niveau macro. Elles constituent ainsi un véritable outil pour la gouvernance des organisations et des territoires. Dans les trois terminologies, les fondements sont les mêmes : réduire l’usage des ressources et réutiliser ou recycler au maximum la matière auparavant considérée comme un déchet à éliminer. 52Dans un cadre plus formel, les résultats d’une AFME peuvent aussi prendre la forme d’un affichage environnemental26. 439-455, Routledge, DOI : 10.1080/09640561003703772. Tout d'abord, les herbivores consomment en moyenne seulement 20 % de la matière produite par les plantes. Ainsi, en plus des synergies industrielles, il est nécessaire de trouver également des solutions pour réduire les impacts et la perte de matière résultant des processus dispersifs. 39 Au niveau régional, la démarche d’économie circulaire était pilotée à l’origine par l’ADEME et le Conseil Régional en Alsace, et par la DREAL et le Conseil Régional en Lorraine (Région Alsace et Ademe, 2015). Dans les parties suivantes, nous allons voir les fondements méthodologiques des AFME et comment elles peuvent être mobilisées pour aborder ces questions de durabilité. Ils sont constitués par la faune du sol et par les bactéries du sol 13Cette approche par le métabolisme fut aussi féconde que discutée. fossiles et fissiles) ou de flux (ressources renouvelables). Les outils numériques sont ainsi de nouvelles possibilités pour mieux comprendre nos sociétés et faciliter la transition écologique (Audard et al., 2014). D’autres processus posent également de sérieuses questions en termes de durabilité : l’extraction de ressources naturelles qui les épuise, y compris celles qui sont renouvelables comme les ressources halieutiques (Idda, 2014) ; la pollution régulière de l’eau, l’air et les sols par les rejets industriels et le transport ; l’appauvrissement des sols agricoles par la perturbation des cycles biogéochimiques du carbone, de l’azote et du phosphore (Peyraud et al., 2015), etc. Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe), 2014, Opération foyers témoins pour estimer les impacts du gaspillage alimentaire des ménages. Vu les impératifs de confidentialité, le développement et l’exploitation de ces infrastructures devraient certainement relever d’une maitrise d’ouvrage publique. Bilan : les mécanismes cellulaires étudiés ont un impact important à l’échelle des écosystèmes. * : Dans les conditions normales de température et de pression (0 °C et 1,013 bar). D’un point de vue scientifique, cette connaissance est intéressante en soi, même si elle n’est pas suivie d’applications pratiques. Il vise à rassembler au sein d’un terme unique plusieurs dynamiques économiques et écologiques en plus de la seule question des synergies industrielles. Selon les volumes, les contraintes diffèrent entre une déclaration et une demande d’autorisation. 11Pour aborder ces questions, la Commission mondiale de l’environnement et du développement dans les années 1980, et le programme Action 21 adopté en 1992 par la Conférence des Nations Unies sur l’environnement et le développement ont préconisé la mise en place d’une comptabilité qui tienne compte des éléments écologiques. Figure 1. Elle peut porter sur les aspects géographiques, économiques, sociaux, historiques des flux mobilisés par l’organisation ou le territoire. L’amélioration peut aussi concerner le transport et la circulation des flux : il s’agit d’éviter les situations paradoxales comme lorsque des territoires font venir de loin des ressources disponibles plus près, voire produites et exportées par le territoire lui-même (Buclet, 2015). 69Tous ces obstacles pour collecter et standardiser les données rendent les études territoriales longues et complexes35 (Bahers, 2012). Elles peuvent également se recouper dans leurs applications (études d’impacts environnementaux, optimisation de processus, suivi réglementaire, mise en place d’une économie circulaire…). Une partie de l’énergie du rayonnement solaire est stockée par les plantes chlorophylliennes qui produisent de la matière vivante (biomasse) à partir des matières minérales et qui stockent ainsi l’énergie d’origine solaire sous une forme chimique. L’établissement composte sur place une grande partie des déchets alimentaires et surveille mieux les quantités de repas produites. Si ce dernier est pris en compte pour les combustions, dans le reste des cas, ces flux doivent être ajoutés au bilan pour respecter le principe de conservation de la masse. Les territoires qui disposent de plus d’autonomie avec la loi NOTRe38 doivent ainsi s’approprier cette question des ressources et en optimiser les usages. Ensuite il s’agit d’évaluer les ressources indirectes mobilisées par les fournisseurs en amont et en aval de la chaine logistique pour la production des ressources inventoriées. Flux de la matière et de l énergie dans l écosystème - YouTube Remarque : la biomasse décroît dans un écosystème au fur et à mesure que l'on s'élève dans les niveaux trophiques. Combiner les approches bottom-up et top-down semble être l’idéal pour combiner la connaissance des principaux flux internes apportée par la première et la vision globale obtenue par la seconde, mais encore peu d’études ont exploré cette voie plus complexe (Beloin-Saint-Pierre et al., 2016). Des travaux du programme des Nations-Unies pour l’environnement ont mis en évidence l’importance des infrastructures et des réseaux pour la circulation de la matière (UNEP 2013). Le métabolisme est contrôlé par les conditions du milieu (dans l'expérience réalisée en classe on a montré que c'est la présence de … Francois-Lecompte, A., M. Gentric et N. Audigier, 2013, L’affichage environnemental, une nouvelle façon pour l’entreprise de rendre des comptes. La seconde est plus complexe et ne figure pas dans toutes les études6. 59Réaliser une AFME en amont des projets de construction et d’urbanisation présente ainsi plusieurs intérêts. 36 Quelques exemples de conversion : 1 kg de matière solide ou liquide = 0 kg eq. Pour cela, un des objectifs recherchés est de « boucler les flux » manipulés par les différents acteurs du territoire. C’est l’approche dite « bottom-up ». 5 On parlera d’analyse de flux de substance. Il s’agit d’évaluer la nature et la quantité des flux qui seront mobilisées pendant les phases de chantier puis d’usage de l’espace. 56Le secteur du bâtiment et des travaux publics (BTP) est concerné à deux niveaux par la question des flux physiques. Certaines sont reprises dans le Tableau 2, accompagnées d’autres unités disponibles dans la littérature scientifique. Pincetl, S., R. Graham, S. Murphy et D. Sivaraman, 2016, Analysis of High-Resolution Utility Data for Understanding Energy Use in Urban Systems: The Case of Los Angeles, California. Laner, D. et H. Rechberger, 2016, Material Flow Analysis, Special Types of Life Cycle Assessment, LCA Compendium – The Complete World Life Cycle Assessment. Il désigne dans ce cas une échelle intermédiaire (notamment une région ou un département). Eurostat, 2001, Economy-Wide Material Flow Accounts and Derived Indicators: A Methodological Guide, 2000 ed., Eurostat Theme 2, Economy and finance, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg. Le choix de l’unité servant de dénominateur commun n’est pas neutre et va privilégier certains processus au détriment d’autres. puis certains animaux seront des consommateurs tertiares voir quaternairer La matière ne disparaît pas, elle ressort sous forme gazeuse et invisible de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d’eau lors de la respiration. C’est en effet un dénominateur commun pour évaluer des opérations de nature très diverse (Eurostat, 2013b). Eau et solutés Energie et chaleur Réponses aux var ations env ronnementales Facteurs biologiques dans I'environnement Le climat à différentes échelles Le concept d'écosystème Flux d'énergie Les cycles bio-géochimiques globaux Régénération des nutriments à l'intérieur des compartments Partie Il Partie Ill Partie IV 210 x 297 mm (Buclet, 2015). A l’échelle d’un organisme il y a des échanges de matière et d’énergie entre les cellules. Ainsi les quantités jetées de bouteilles en plastique (5,6 t), briques alimentaires (4,1 t) ou de barquettes alimentaires usagées (17 t) ont été estimées à partir des achats en entrée. Pour les amener d’un côté à l’autre du bâtiment, des agents font tous les jours parcourir 300 mètres (dans un sens) à 5/6 poubelles d’un volume de mille litres sur un chemin de terre battue peu adapté. Au XIXe siècle, on commence à mieux comprendre la nature de la matière, de l’énergie et du lien entre les deux, notamment avec le potentiel énergétique des matières fossiles comme le pétrole, le gaz et le charbon. Yan Zhang, 2013, Urban metabolism: A review of research methodologies, Environmental Pollution, 178, pp. Finalement, les auteurs des études sus-citées (Repellin et Duret pour la région Bourgogne et Barles) ont formalisé leurs travaux à travers un guide méthodologique réalisé en collaboration avec le Commissariat général au développement durable (CGDD, 2014). ils sont phytophages, puis les consommateurs secondaires(carnivores) vont consommer les consommateurs primaires It is based on accounting approach of flows and on mass and energy conservation principles. Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe), 2010, Bilan Carbone® Entreprises - Collectivités - Territoires : Guide Méthodologique - Version 6.1 - Objectifs et principes de comptabilisation. Cela nécessite toutefois de nouvelles évolutions du cadre législatif pour accompagner cette généralisation de la comptabilité matière. 3 L’échelle macro est le regroupement des échelles micro et l’approche par le produit est une succession d’étapes micro. Dans la suite de l’article, les aspects concernant la matière peuvent souvent être étendus à l’énergie même si cela n’est pas explicitement mentionné. Les processus chimiques et le réseau électrique ont besoin d’une supervision en temps réel, tandis que les études territoriales font généralement le bilan des flux sur une année. Bilan de combustion complète d’un kilogramme de méthane (gaz naturel) (Haynes, 2016)/ Full combustion balance of one kilogram of methane (natural gas) (Haynes, 2016). À ce titre, elles méritent leur place parmi les outils de gouvernance des organisations et des territoires. 166–178. Rosado, L., S. Niza et P. Ferrão, 2014, A Material Flow Accounting Case Study of the Lisbon Metropolitan Area Using the Urban Metabolism Analyst Model, Journal of Industrial Ecology, 18, 1, pp. 3Afin d’accompagner le lecteur qui n’est pas familier des AFME, nous débuterons notre propos en présentant les fondements généraux de la démarche, du point de vue historique et scientifique, puis du point de vue méthodologique. Il y a également l’économie de la fonctionnalité dans laquelle la fourniture d’un service se substitue à l’achat d’un objet (Maillefert and Robert, 2014). Afin de pouvoir en dresser plus facilement le panorama, nous avons regroupé celles qui nous semblaient relever d’une même approche conceptuelle, avec probablement une certaine part de subjectivité dans la classification. À partir de documents, analyser l’empreinte carbone de différentes activités humaines et proposer des comportements pour la minimiser ou la compenser. Hoornweg, D.A., G. Campillo, A.N. Brunner, 2000, Material Flow Analysis: A Tool to Support Environmental Policy Decision Making, Case-Studies on the City of Vienna and the Swiss Lowlands. La difficulté à évaluer des flux qu’on ne maîtrise pas doit inciter à interpréter les résultats avec précaution. Néanmoins, dans la partie sur les limites des AFME, nous parlerons de la difficulté à rendre cette vision effectivement partagée. 32En pratique, les entreprises connaissent très rarement les flux indirects mobilisés par leurs fournisseurs, et encore moins par les fournisseurs des fournisseurs… . MEFA was particularly important for industrial development, but it is now also very useful to tackle ecological issues. Il s’agit de définir les méthodes et nomenclatures adaptées à la gestion de la matière, conçues pour faciliter les comparaisons et les agrégations et en lien avec la comptabilité économique (Ribon, 2017). Consulté le 19 avril 2018. 293–332. On distingues les chaines des consommateurs terrestres : des chaines des consommateurs aquatiques : Réseau trophique : Ce concept décrit l'ensemble des relations trophiques existant à l'intérieur d'une biocénose entre les diverses catégories écologiques d'E.V constituant cette dernière (producteurs, consommateurs, décomposeurs).Un réseau peut aussi se définir comme étant la résultante de l'ensemble des chaines alimentaires unissant les diverses populations d'espèces que comporte une biocénose. Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. De manière générale, la loi désigne « tout producteur ou détenteur de déchets [comme] responsables de la gestion de ces déchets jusqu'à leur élimination ou valorisation finale, même lorsque le déchet est transféré à des fins de traitement à un tiers »24. 353–361, DOI: 10.1890/1540-9295(2006)004[0353:CCICAA]2.0.CO;2. Certaines données sont gratuites et accessibles sur internet comme la production agricole départementale12, la production de déchets ménagers13, les importations et exportations entre régions et vers/depuis l’étranger14, ou d’autres données sur l’environnement, l’énergie, le transport, le logement et la construction15. UNO, 377 p. Nikitin, M., 1992, La naissance de la comptabilité industrielle en France. Ce sont les travaux de Barles en Île-de-France (2009) complétés par des ceux réalisés en Bourgogne (Alterre Bourgogne, 2013) et en Midi-Pyrénées (Barles, 2014) qui vont permettre d’adapter la méthode européenne aux départements et régions français. Alterre Bourgogne, 2013, La Bourgogne comptabilise ses flux de matière. La transcription de la réalité vers l’information statistique, notamment à l’aide d’enquêtes, ne peut être que partielle et approximative (Desrosières, 2008). DOI : 10.3917/reru.175.0819, Beloin-Saint-Pierre, D., B. Rugani, S. Lasvaux, A. Mailhac, E. Popovici, G. Sibiude, E. Benetto. Il peut s’agir des rejets qui ne sont pas comptabilisés, car dépourvus de valeur économique, mais qui sont pourtant en cause dans la dégradation de l’environnement : les émissions de gaz à effet de serre (GES) (IPCC, 2014), les déchets mal gérés qui finissent par relâcher leurs composés nocifs dans l’environnement... Les questions relatives à l’épuisement des ressources et à l’efficacité dans leur utilisation sont aussi difficilement abordables sous l’angle purement économique. Afin d’avoir une vue complète et garantissant les principes de conservation de la masse, la méthode intègre en plus le calcul de flux d’équilibrage17, des extractions intérieures inutilisées18 et des flux indirects (la matière utilisée par d’autres territoires dans la fabrication des produits importés). Presses des Mines, Paris, 328 p. Duvigneaud, P. et S. Denaeyer-De Smet, 1975, L’écosystème Bruxelles. TMR : besoin total de matière, TMI : entrée totale de matière, DMI : entrée directe de matière, DPO : rejets locaux vers la nature, TDO : rejets locaux totaux vers la nature, DMO : sortie directe de matière, TMO : sortie totale de matière)/mt : millions of tons, t/hab : tons per capita. 45–51. 439-455, Routledge, DOI : 10.1080/09640561003703772. Bilan de matière de la Région Alsace en 2010 à travers différents indicateurs, d’après Région Alsace et Ademe (2015)/ Material balance of Region Alsace in 2010 through different indicators, according Région Alsace et Ademe (2015). distingue matière minérale et matière organique. Kozderka, M., 2016, Parametric LCA approaches for efficient design, Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur. Il en résulte des constructions anarchiques et des habitats densément peuplés, voire des bidonvilles (Kennedy et al., 2014). Chapitre 2 Produire le mouvement : contraction musculaire et apport d’énergie Vidéo d'introduction I/ La cellule musculaire : une structure spécialisée permettant son propre raccourcissement Comment la structure de la cellule musculaire permet-elle son raccourcissement et donc la contraction musculaire ? * Inclus dans les recommandations de la Commission européenne pour mesurer et indiquer la performance environnementale des produits et des organisations sur l’ensemble du cycle de vie)/ *Included in the European Commission recommendation to measure and communicate the life cycle environmental performance of products and organisations. La tectonique des plaques provoque l'enfoncement de la « roche mère », la couche sédimentaire qui contient le kérogène, à une vitesse de quelques mètres à quelques dizaines de mètres par million d'années. EcoInfo, 2014, L’énergie des métaux, [En ligne] URL : https://ecoinfo.cnrs.fr/2014/09/03/2-lenergie-des-metaux/, Consulté le 19 avril 2018. 2Dans cet article, nous prenons les AFME dans un sens général pour désigner les études qui visent à qualifier et quantifier les flux mobilisés par un système. Il est également possible de réaliser des AFME à niveau transversal lorsque le système étudié est un produit et que l’on s’intéresse aux flux de matière et d’énergie mobilisés tout au long de son cycle de vie. 17 Les processus de combustion ou de respiration mobilisent l’oxygène de l’air et rejettent de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone. Odum, H.T., 2002, Emergy Accounting. 58À l’échelle d’une ville, une mauvaise gestion des infrastructures et des réseaux permettant la circulation des flux peut avoir des conséquences sanitaires et écologiques importantes (UNEP 2013). Quant à la masse, elle n’est pas directement corrélée aux impacts environnementaux : quelques kilogrammes d’une matière très toxique (par exemple les métaux lourds) peuvent avoir des effets bien plus ravageurs sur l’environnement que quelques tonnes de graviers de construction. Dans les villes des pays développés, ces problématiques sont moins critiques. CO2; 1 kg de méthane (CH4) = 25 kg eq. Ainsi Santorio (1561–1636), médecin italien, a réussi à peser la masse des produits ingérés par certains de ses patients et celle des sorties (urine et excréments). Le champ émergent de l’écologie territoriale vise ainsi, à travers des analyses interdisciplinaires, à décrire les trajectoires socio-économico-écologique des territoires. Nations unies, Commission européenne, Eurostat et Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture, 2012, Cadre central du système de comptabilité économique et environnementale 2012. Airparif, 2016, Étude prospective dans le cadre de la création d'une zone à circulation restreinte à Paris, [En ligne] URL : https://api-site.paris.fr/images/87626. Des questions économiques (échanges de services, valeur ajoutée…), sociales (emploi, éducation…) ou culturelles semblent difficilement abordables par le seul angle de la matière ou de l’énergie. De plus, une grande partie de la matière utilisée par nos sociétés est impliquée dans les processus dispersifs mentionnés précédemment (concernant les émissions gazeuses, l’usure des routes, les produits complexes…) et elle ne peut donc pas toujours être réutilisée. Elles peuvent également se recouper dans leurs applications (études d’impacts environnementaux, optimisation de processus, suivi réglementaire, mise en place d’une économie circulaire…). et N. Schiopu, 2016, A Review of Urban Metabolism Studies to Identify Key Methodological Choices for Future Harmonization and Implementation, Journal of Cleaner Production, DOI : 10.1016/j.jclepro.2016.09.014. Pour certaines matières, les données sont disponibles auprès d’organismes spécialisés. Adoue, C., 2004, Méthodologie d’identification de synergies éco-industrielles réalisables entre entreprises sur le territoire français, Thèse de doctorat en études environnementales, Université de Technologie de Troyes. DOI : 10.1016/j.envpol.2013.03.052. 6Les AFME comprennent une partie comptable des flux en entrées et sorties du système étudié. Cette estimation des sorties (invisibles et non comptabilisée comme le CO2) à l’aide des entrées (comme le méthane dont les quantités sont connues, car facturées) peut être généralisée à beaucoup de rejets et de déchets qui sont rarement quantifiés directement.