Présentation de Christophe Mangeant : "Déchets solides : du modèle de Meadows à un projet de loi ?" Ateliers du Shift du 11 décembre 2014

1. www.theshiftproject.org
Christophe MANGEANT
christophe.mangeant@theshiftproject.org
11 déc. 2014
Déchets solides :
du modèle Meadows à
un projet de loi ?

2. Christophe Mangeant
Ingénieur-chercheur et Shifter
Déchets solides :
du modèle Meadows à un projet de loi ?

3. 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. 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 ?

5. 5
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
Mineral
Resources
The
Economy
Waste
Extraction
Waste Production
k1
k2
initial resources

6. 6
Déchets et production industrielle : résultats
Référence : Sustainability 2014, 6, 4119-4132, «Peak Waste? The Other Side of the Industrial Cycle »

7. 7
Modèle trop simple pour être vrai ?
Quid de la réalité ?
1960 1970 1980 1990 2000 2010
0
20
40
60
80
100
Year
IndustrialProductionIndex
Industrial Production Index and total MSW
compared, USA
0
100000
200000
300000
400000
500000
TotalMSW(tons)

8. 8
Et la croissance dans tout ça ?

9. Conclusion : fausse évidemment … Ouf !
D’après ce modèle (simpliste donc
faux), nous sommes-là i.e. juste après
le pic économique !

10. 10
Modèle trop simple ? Pas assez représentatif ?
Quid du recyclage ?
Mineral
Resources
The
Economy
Waste stock
Resources
Production
Waste Production
k1
k2
initial resources
recycling
rate
RCLT Recycling
Time
DIT Disintegration
Time POLLUTION
Disintegration rate
N

11. 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

12. 12
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

13. Exemple 1 : économie et politique monétaire

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

15. Exemple 3 : Energie secteur résidentiel

16. Exemple 4 :
Véhicules thermiques vs hybrides vs électriques
Fuel Cell Electric Vehicle
Internal Combustion Engine

17. 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 ?

19. 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.

20. Modèle re-codé à l’identique avec le logiciel de
dynamique des systèmes VENSIM®
20

21. Les hypothèses d’entrée du Modèle de Meadows (1/7)
NR(t)/NRinit
ECNRM : 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

22. 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
22

23. 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)
23

24. 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

25. 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

26. 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)
POLITIQUETechniqueNous?

27. Ressources vs scénarios

28. Déchets vs scénarios

29. 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.»

30. Profits financiers

31. 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

32. Profits annuels vs scénarios

33. Profits totaux vs scénarios

34. 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).

35. 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)

36. 36
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 ?

37. 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.

38. Optimiser w/L

39. 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

40. Taxons w/L !

41. 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 !

42. 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 ?

43. Merci pour votre attention et bonnes
fêtes de fin d’année à tous !
christophe.mangeant@theshiftproject.org
www.theshiftproject.org