Modelling energy dependencies : from raw materials to global health

Modélisation des dépendances énergétiques : des matières premières à la santé mondiale Actuellement, l’atteinte d’un niveau universel élevé de satisfaction de la vie nécessiterait une utilisation de ressources 2 à 6 fois supérieure à un niveau jugé durable. Il est donc nécessaire de découpler l'utilisation de ressources des besoins humains. La recherche sur ce sujet s'appuie sur le concept de systèmes d'approvisionnement, défini par Fanning et ses collègues comme "un ensemble d'éléments liés qui fonctionnent ensemble pour transformer des ressources pour satisfaire un besoin humain donné". Des transformations profondes de ces systèmes d'approvisionnement sont nécessaires, car suivre les tendances actuelles ne ferait qu'exacerber la crise écologique sans parvenir à éliminer les déficits sociaux. Pour renforcer notre compréhension de la chaîne allant de l'extraction des ressources de la biosphère jusqu'aux besoins humains, cette thèse vise à construire un modèle de stock et de flux des infrastructures mondiales.Le chapitre 1 critique le manque de perspectives venant de l'écologie industrielle et de la recherche sur le métabolisme socio-économique dans les modèles d'évaluation intégrée (IAMs), établissant ainsi la nécessité de construire de nouveaux modèles. Le chapitre 2 présente le modèle MATER (Multi-regional Assessment of Technologies Energy and Resources). Ce modèle reproduit avec précision les tendances passées de consommation d'énergie et de ressources (de 1900 à aujourd'hui) et est un outil utile pour mener des analyses prospectives basées sur la demande de services, la demande d'énergie ou des trajectoires socio-économiques. Le chapitre 3 décrit comment l’utilisation de tableaux entrées-sorties a permis de régionaliser les flux dans MATER. Une application web interactive représentant divers périmètres potentiels pour les calculs d’empreinte carbone est également présentée. Le chapitre 4 commence par décrire comment MATER calcule les coûts et les prix à long terme des métaux, en intégrant des variables telles que la teneur en minerai, le progrès technologique, le prix de l'énergie et les limites thermodynamiques. Le modèle reproduit fidèlement l'évolution historique des prix des métaux depuis 1900 et prédit une inversion inévitable de la baisse des coûts à mesure que l'énergie de production s'approche des limites thermodynamiques. La deuxème partie du chapitre 4 compare les intensités énergétiques (une donnée importante dans MATER) en fonction de la richesse. Les régions à hauts revenus utilisent plus d'énergie par unité de consommation finale que les régions à faibles revenus. Ce résultat contredit la croyance selon laquelle un PIB plus élevé serait corrélé à une meilleure efficacité. Le chapitre 5 explore les interactions entre la santé et l'environnement. Une analyse de 49 systèmes de santé montre l’existence d’une relation exponentielle entre l'empreinte en ressources de ces systèmes et leur indice d'accès et de qualité des soins de santé (HAQ). Ensuite, les associations entre l'empreinte énergétique par habitant (représentative du mode de vie d'un individu) et l'incidence de maladies sont calculées. Une empreinte énergétique élevée par habitant est corrélée à des faibles taux de maladies transmissibles, mais aussi à des taux élevés de maladies liées au mode de vie ou de maladies chroniques. Étant donné le besoin de réduire la consommation d'énergie pour réussir la transition énergétique, il est vital d'optimiser l'utilisation de l'énergie, en l'affectant à ce qui améliore la santé plutôt qu'à ce qui risque d'aggraver les maladies chroniques. Bien que la santé ne soit pas encore un secteur dans MATER, ce chapitre jette les bases de son inclusion éventuelle. Le chapitre 6 conclut par une discussion sur les besoins futurs en matière de recherche, notamment la création de scénarios de post-croissance, l’inclusion d'éxergie dans les modèles, l’étude de risques et la « gamification » des modèles afin de les rendre utiles à la prise de décision.