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Christophe MANGEANT
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Ingénieur-chercheur et Shifter
Déchets solides :
du modèle Meadows à un projet de loi ?
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1- La dynamique des systèmes : un outil puissant
2- Le modèle de génération des déchets de Meadows-
Randers: et si durab...
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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 ...
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Déchets et production industrielle :
Un papier du Shift* !
* Référence : Sustainability 2014, «Peak Waste? The Other Sid...
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Déchets et production industrielle : résultats
Référence : Sustainability 2014, 6, 4119-4132, «Peak Waste? The Other Sid...
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Quid de la réalité ?
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Conclusion : fausse évidemment … Ouf !
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Quid du recyclage ?
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Où comment se priver d’un outil d’aide à la décision important
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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
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Où comment se priver d’un outil d’aide à la décision important
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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...
Référence
“Toward Global Equilibrium : Collected Papers” - 1974
Chap. 7 : The Dynamics of Solid Waste Generation
D. Meadow...
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)
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ECNRM : coef multiplicateur du coût d’extraction (EC)
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Lorsque le coût d’extraction EC est inférieur au prix des matières premières
brutes MPRM ⇒ Le taux d’extraction (ER) augme...
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on réduit le superflu, les emballa...
Loi du marché « offre vs demande »: quand il y a trop de matière / flux de production d’objets, les prix
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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 recyc...
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...
Ressources vs scénarios
Déchets vs scénarios
Et puis, l’air de rien, Meadows
mentionne…
Au milieu du chapitre, page 196 :
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Profits financiers
Que représentent ces profits ?
Profit annuel ($/an) = bénéfice par unité vendue ($/unité) * nb annuel d’unités (unité/an)
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Profits annuels vs scénarios
Profits totaux vs scénarios
Pourquoi ces profits ?
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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...
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Run n°1 : no recycling
Run n°2 : run « standard » (1,5% recyclage max)
Run n°3 : 50% de taxe sur l...
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 ressourc...
CONCLUSION GENERALE
1- Dans vos métiers respectifs, étudiez la possibilité
d’utiliser dynamique des systèmes (system dynam...
Merci pour votre attention et bonnes
fêtes de fin d’année à tous !
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Déchets solides : du modèle de Meadows à un projet de loi ? - Christophe Mangeant

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

  1. 1. www.theshiftproject.org Christophe MANGEANT christophe.mangeant@theshiftproject.org 11 déc. 2014 Déchets solides : du modèle Meadows à un projet de loi ?
  2. 2. Christophe Mangeant Ingénieur-chercheur et Shifter Déchets solides : du modèle Meadows à un projet de loi ?
  3. 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. 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. 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. 6 Déchets et production industrielle : résultats Référence : Sustainability 2014, 6, 4119-4132, «Peak Waste? The Other Side of the Industrial Cycle »
  7. 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. 8 Et la croissance dans tout ça ?
  9. 9. Conclusion : fausse évidemment … Ouf ! D’après ce modèle (simpliste donc faux), nous sommes-là i.e. juste après le pic économique !
  10. 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. 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. 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. 13. Exemple 1 : économie et politique monétaire
  14. 14. Exemple 2 : Nouvelles technologies & matériaux (batterie vs Cobalt)
  15. 15. Exemple 3 : Energie secteur résidentiel
  16. 16. Exemple 4 : Véhicules thermiques vs hybrides vs électriques Fuel Cell Electric Vehicle Internal Combustion Engine
  17. 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) !
  18. 18. 18 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. 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. 20. Modèle re-codé à l’identique avec le logiciel de dynamique des systèmes VENSIM® 20
  21. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 27. Ressources vs scénarios
  28. 28. Déchets vs scénarios
  29. 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. 30. Profits financiers
  31. 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. 32. Profits annuels vs scénarios
  33. 33. Profits totaux vs scénarios
  34. 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. 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. 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. 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. 38. Optimiser w/L
  39. 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. 40. Taxons w/L !
  41. 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. 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. 43. Merci pour votre attention et bonnes fêtes de fin d’année à tous ! christophe.mangeant@theshiftproject.org www.theshiftproject.org

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