Horizon 2060

Préparer aujourd'hui
le monde de demain

Des limites planétaires en dépassement ?

 

I DE TOUTES FAÇONS, DES LIMITES

 

Les éléments de base de  l’écosystème terrestre, l’hydrogène, l’oxygène, le carbone, l’azote, le potassium, le soufre se combinent, sous l’influence de l’énergie qui les traverse, pour créer et maintenir la vie. Ces éléments ne sont pas en quantités infinies : ils sont stockés dans des « réservoirs » (l’atmosphère, la lithosphère, l’hydrosphère), et sont constamment recyclés : des producteurs primaires (plantes, phytoplancton), grâce à la photosynthèse, permettent l’existence de producteurs secondaires : animaux, etc. Les décomposeurs de déchets (vers de terre, micro-organismes…) défont la matière organique pour en extraire les matériaux de base, et le cycle recommence.

Les matières et l’énergie utilisées par la population et les usines ne viennent pas de nulle part. Elles sont extraites de la planète. Et elles ne disparaissent pas. Lorsque leur usage économique est terminé, les matières sont recyclées ou bien constituent des déchets et des polluants, et la chaleur inexploitable de l’énergie se dissipe. Les flux de matière et d’énergie pro­viennent des sources de la planète, passent par le sous-système économique et finissent dans les exutoires de cette même planète sous forme de déchets et de polluants. Le recyclage et des modes de production plus propres peuvent considérablement réduire les déchets et la pollution par unité de consommation, sans pour autant les éliminer totalement. Les hommes auront toujours besoin de nourriture, d’eau, d’air sain, d’un toit et de bien d’autres éléments pour se développer, rester en bonne santé, mener des vies productives et générer à la fois des capitaux et une descendance. Quant aux machines et aux bâtiments, ils auront toujours recours à l’énergie, à l’eau, à l’air, à certains types de métaux, de produits chimiques et de matières biologiques pour pouvoir produire des biens et des services, être réparés et construire d’autres machines et d’autres bâtiments. Or il y a des limites au rythme auquel les sources peuvent produire ce dont nous avons besoin, et les exutoires absorber ces flux sans porter préjudice aux hommes, à l’économie ni au processus de régénération et de régulation de la planète (Meadows, Meadows, Randers, 2012, 97).

Ainsi l’économie humaine est un sous-système de la biosphère : elle ne peut s’en extraire. Le système économique compte largement sur le système écologique pour jouer un double rôle d’alimentation d’énergie et matières premières, et d’assimilation finale de ces déchets. Il s’ensuit que l’économie ne peut pas se développer sur le long terme si la biosphère est endommagée : c’est le problème de la soutenabilité (Boutaud, Gondran, 2009).

Or l’économie humaine utilise aujourd’hui tant de ressources capitales et produit tant de déchets qu’elle ne semble pas soutenable. Les sources se tarissent, les exutoires se remplissent et, pour certains, débordent. La plupart des flux ne peuvent être maintenus sur le long terme, même à leur débit actuel, a for­tiori s’ils s’intensifient.

Dans les dernières décennies, les scientifiques ont constaté des signes de basculement dans les différents milieux naturels, des bassins / étangs, à l’échelle locale, aux récifs coralliens, voire au bassin de l’Amazone.

Une rapide montée des températures, ou une diminution drastique des nutriments, et les systèmes sont capables d’une brusque reconfiguration. Selon certains chercheurs, c’est ce qui s’est passé lorsque la diversité de la vie a explosé, il y a 540 millions d’années.

Mais alors que l’explosion des espèces au Cambrien et le réchauffement de l’Holocène ont été déclenchés par des changements à l’échelle de la planète, par la chimie des océans et/ou par l’intensité du rayonnement solaire, il y a, selon de nombreux chercheurs, une nouvelle force à considérer : 7 milliards de personnes qui exercent une influence combinée sur les processus de la planète, et sollicitent ses limites.

Nous commencerons leur examen, à tout seigneur tout honneur, par le rapport de (Meadows, Meadows, Randers, 2012) « Les limites à la croissance » qui actualise le célèbre rapport des mêmes en 1972 : « Halte à la croissance ».

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II   » LES LIMITES À LA CROISSANCE « 

II 1 LA DÉMARCHE

L’équipe à la base de la rédaction du rapport a développé un modèle « pour comprendre l’avenir dans ses grandes lignes, c’est-à-dire les différents modes ou schémas comportementaux qui vont présider à l’interac­tion entre l’économie humaine et la capacité de charge de la planète durant le siècle à venir ».  La question centrale posée par le modèle est : comment la population mondiale et l’économie matérielle, toutes deux en plein essor, peuvent-elles interagir avec la capacité de charge limi­tée de la planète et s’y adapter durant les décennies à venir ?

Il s’agit de donner «une représentation, la plus fidèle possible, de l’écosystème mondial (…) [et] d’améliorer notre représentation mentale des problèmes planétaires à long terme». Les données utilisées se rapportent à la population, à l’industrialisation, à la production alimentaire, à l’utilisation des ressources naturelles et à la pollution.

Les auteurs constatent que les données de base sont en croissance exponentielle lorsqu’on les observe dans un avenir rapproché. Leurs simulations ne sont pas des prévisions, c’est-à-dire qu’elles n’ont pas pour but de prévoir les valeurs précises des variables ni la chronologie exacte des évènements, mais elles constituent simplement les scénarios de ce qui a le plus de chance de se produire si les politiques, la croissance économique, la démographie et les technologies continuent de progresser comme c’était le cas au moment de l’étude.

Dans ce modèle, les stocks évoluent en fonction de flux comme celui des naissances et des décès (dans le cas de la population), des investissements et de la dépréciation (pour chaque stock de capital), des émissions de pollution et de leur neutralisation (pollution persistante) et (dans le cas des terres arables) de l’érosion des sols, de l’amélioration des terres et des terres supprimées au profit d’usages urbains ou industriels. Seule une fraction des terres arables est cultivée. En multipliant la surface de terres cultivées par le rendement moyen, on obtient la production totale de nourriture. Celle-ci, divisée par la population, donne la quantité de nourriture par habitant. Si cette dernière tombe en dessous d’un seuil critique, le taux de mortalité se met à augmenter (Boutaud, Gondran, 2009, 204).

II 2 LES SCÉNARIOS

Les auteurs présentent une dizaine de « simulations numériques » ou scénarios différents générés par leur modèle. Chaque simulation est réalisée à partir de la même structure informatique, mais à chaque scénario, certains chiffres sont modifiés pour tester différentes estimations des variables considérées ou pour intégrer des prévisions plus précises. Les 6 premiers scénarios sont cumulatifs, c’est-à-dire que le scénario suivant reprend toutes les hypothèses du scénario précédent, mais en modifie ou en ajoute une.

Examinons succinctement ces scénarios :

Scénario 1

En supposant que les tendances actuelles se poursuivent, l’interaction des variables aboutit au résultat que «l’expansion démographique et l’expansion économique s’arrêteront au plus tard au cours du siècle prochain, par suite d’une pénurie de matières premières». Les graphiques du scénario 1 montrent le comportement du modèle lorsqu’il fonctionne « tel quel », avec des chiffres décrivant de façon « réaliste » la situation moyenne qui a été celle de la seconde partie du XXe siècle et sans hypothèse technique ou politiques sortant de l’ordinaire. « Tout à coup, alors que le XXIe siècle est entamé depuis quelques décennies à peine, la croissance de l’économie s’arrête et s’inverse de façon assez soudaine. Cette discontinuité est principalement due à l’augmentation rapide du coût des ressources non renouvelables. Cette hausse se répercute sur tous les secteurs économiques et se traduit par des capacités d’investissement de plus en plus rares. » (Ibid., p. 250)

Ci-dessous les trajectoires des principales variables selon le scénario tendanciel :

meadows_tendanciel

Source : (Meadows, Meadows, Randers, 2012, 249)

Scénario 2

Si l’on modifie les hypothèses de départ en supposant un développement de la production industrielle dû à l’exploitation de l’énergie solaire, le reste sans changement, on aboutit à une pollution catastrophique et à un effondrement plus radical encore de la courbe de la population.

Scénario 3

Si l’on suppose que l’on maîtrise en outre la pollution, c’est la pénurie alimentaire qui va entraîner la chute de la production industrielle et l’élévation du taux de mortalité. Que le contrôle de la pollution s’établisse, en plus du recyclage des ressources à soixante-quinze pour cent, de la réduction de la pollution à vingt-cinq pour cent du taux de 1970 et du rendement doublé des terres cultivables, c’est l’épuisement des ressources naturelles, l’accumulation de la pollution et, finalement, la décroissance de la production alimentaire qui s’ensuivront. «En somme, quelles que soient les hypothèses que l’on formule, le résultat demeure sensiblement le même dès que l’on se contente de solutions purement techniques aux problèmes qui se posent. L’écosystème mondial se comporte toujours de la même manière: une croissance exponentielle de la population et des investissements, suivie d’un effondrement».

Scénario 4

Il suppose une amélioration des rendements agricoles ; alors, la détérioration de la fertilité des sols et la perte de terres arables du fait de l’érosion et de l’extension urbaine et industrielle finissent par annuler les effets positifs des nouvelles technologies sur les rendements, et la production totale de nourriture diminue. Cette « crise de l’érosion des sols » est à son maximum après 2070 lorsque survient une chute catastrophique des surfaces de terres arables, entraînant un effondrement quasi total avant 2100.

Scénario 5

Qu’à cela ne tienne, qu’en serait-il en ajoutant un programmes de lutte contre l’érosion des sols de la planète ? Si cette option permet de prolonger un peu au-delà de 2070 la période de bien-être humain, il n’est pour autant pas soutenable. Le scénario 5 se termine en effet par un effondrement causé par plusieurs crises plus ou moins simultanées : crise de ressources, crise de la nourriture et coûts élevés : après 2070, le coût des technologies et l’augmentation du coût d’obtention de ressources non renouvelables devenues de plus en plus rares nécessitent plus de capital que l’économie ne peut en fournir. Le résultat est un déclin assez abrupt.

Scénario 6

On simule alors le lancement pour le XXIe siècle d’un vaste programme d’éco-efficience dont le coût est élevé, mais dont l’objectif est une importante réduction de l’empreinte écologique des hommes. Cette puissante association de technologies permet d’éviter l’effondrement du scénario 5 lors du 3e tiers du XXIe siècle. Mais elle arrive un peu trop tard pour empêcher une baisse progressive du bien-être humain à la même période. Au terme d’un XXIe  siècle quelque peu compliqué, une population stable comptant un peu moins de 8 milliards d’individus vit dans un monde façonné par les technologies de pointe et peu pollué, dont l’indice de bien-être humain est à peu près le même qu’en 2000.

meadows_scen6

Source : (Meadows, Meadows, Randers, 2012, 313)

on pourrait résumer ces différents scénarios en disant que l’empreinte écologique de l’homme tend à s’élever au-dessus du niveau soutenable et que ce phénomène déclenche une diminution forcée de cette même empreinte. Dans un monde complexe et fini, lorsqu’on supprime ou repousse une limite pour permettre à la croissance de continuer, on en rencontre une autre. Et lorsque cette croissance est exponentielle, cette autre limite arrive étonnamment vite (Meadows, Meadows, Randers, 2012, 317).

Le 2e enseignement est que plus un pays parvient à retarder ses limites face à des adaptations économiques et techniques, plus il risque de se heurter à plusieurs d’entre elles à la fois.

Scénario 7

La planète cherche à partir de 2002 à stabiliser sa population. Ce scénario suppose qu’à partir de 2002, tous les couples décident de limiter leur famille à 2 enfants et qu’ils aient accès à des moyens de contrôle des naissances efficaces. La production industrielle atteint un pic en 2040 puis baisse au même rythme à peu près que dans le scénario 2 et rigoureusement pour les mêmes raisons. On ne peut donc couper à l’effondrement si on ne stabilise que la population mondiale. La poursuite de la croissance du capital est tout aussi non soutenable que celle de la croissance démographique. Si elles ne sont pas contrôlées, chacune d’elles a pour conséquence une empreinte écologique qui dépasse la capacité de charge du globe.

Scénario 8

La planète cherche à partir de 2002 à stabiliser sa population et sa production industrielle par habitant. Ce monde a décidé de se fixer comme objectif une production industrielle par habitant d’environ 10 % supérieurs pour tout le monde à la moyenne mondiale de 2000. Cela se traduit concrètement par une avancée considérable pour les populations pauvres et à un changement des modes de consommation pour les populations riches. Mais cette économie n’est pas véritablement stabilisée. Elle se caractérise par une empreinte écologique au-dessus du niveau soutenable et elle contraint à un lent déclin après 2040. Une consommation limitée, une progéniture limitée et une certaine discipline sociale ne sont donc pas garantes à elles seules de la durabilité lorsqu’elles entrent en action trop tard, c’est-à-dire après que le système a dépassé ses limites. Pour demeurer soutenable, le monde du scénario 8 ne peut pas se contenter de contrôler sa croissance : il doit baisser son empreinte écologique en dessous de la capacité de charge de l’environnement et il doit accentuer sa restructuration sociale grâce à une exploitation concertée et appropriée du progrès technologique.

Scénario 9

La planète cherche à partir de 2002 à stabiliser sa population et sa production industrielle par habitant, et ajoute des technologies relatives à la pollution, aux ressources et à l’agriculture. Dans ce scénario comme dans le précédent, la population et la production industrielle sont limitées, mais on ajoute des technologies destinées à lutter contre la pollution, à préserver les ressources, à augmenter les rendements agricoles et à protéger les terres. La société qui en résulte est soutenable : près de 8 milliards d’individus connaissent en effet un niveau de bien-être élevé et une empreinte écologique en constante baisse.

Dans la société plus mesurée du scénario 9, la population croît plus lentement mais il n’est pas nécessaire de consacrer du capital à la poursuite de la croissance ni à la résolution de problèmes survenant cascade, si bien que les nouvelles technologies peuvent recevoir un soutien un soutien plein et entier. Mises en œuvre tout au long du siècle, elles réduisent de 80 % l’utilisation de ressources non renouvelables par unité de production industrielle et de 90 % la pollution générée par unité de production. Les services par habitant augmentent de 50 % par rapport à leur niveau de 2000. À la fin du XXIe siècle, il y a assez de nourriture pour tous. La pollution connaît un pic, mais diminue avant d’avoir causé des dégâts irréversibles. Le scénario 9 est l’illustration de la durabilité ; le système mondial est parvenu à un équilibre.

Scénario 10

Même scénario mais les changements sont introduits en 1982 et non en 2002. Si nous nous étions orientés vers la durabilité 20 ans plus tôt, nous aurions créé plutôt un monde plus sûr et plus riche et nous aurions connu moins de problèmes d’ajustement dans le secteur agricole.

II 3 DISCUSSION

Le rapport Meadows est extrêmement intéressant, pédagogique, et beaucoup plus nuancé que l’on ne pourrait croire a priori au vu des comptes-rendus qui en ont été faits. Le rapport ne cesse en effet d’attirer l’attention sur le fait que son objet n’est en aucun cas la prévision, mais bien plutôt la simulation sur la base d’hypothèses réalistes. Et les hypothèses sont réalistes puisque le modèle est calé sur la période 1900-1970, c’est-à-dire qu’il reproduit les évolutions constatées sur les 5 variables clés durant cette période. La preuve :

(Turner, 2008) a analysé les données relatives aux 5 paramètres clés ayant fait l’objet de simulation (démographie, production alimentaire, production industrielle, pollution et ressources non renouvelables) dans la publication de 1972. La conclusion est que le scénario de base standard élaboré dans les années 70 est fortement corroboré par l’observation empirique de la période 1970–2000 comme le montrent les graphiques ci-après :

turner_meadows_ind_output

 

Source : (Turner, 2008)

L’auteur conclut qu’en plus de la corroboration des données présentées, les questions contemporaines telles que le pic pétrolier, le changement climatique, la sécurité alimentaire et d’approvisionnement en eau résonnent fortement avec les dynamiques de rétroaction de « dépassement » et « d’effondrement » affichées dans le scénario tendanciel du rapport. À moins qu’il ne soit invalidé par d’autres recherches, la comparaison des données vient étayer la conclusion que le système mondial est sur une trajectoire insoutenable à moins d’une importante et rapide réduction des comportements de consommation, en combinaison avec le progrès technologique.

turner_meadows_non_renewable_resources

 

Source : (Turner, 2008)

Pour autant, on ne peut s’empêcher de ressentir un certain malaise devant ce « malthusianisme systémique » qui repose évidemment sur un grand nombre d’équations dûment calibrées, mais dont l’absence de théorie explicative est gênante. Un programme informatique est un programme informatique, certes, mais il en sort que ce que l’on y a entré, et si à la sortie la population est la cause de tous les problèmes, c’est que l’on y a entré que la population est la cause de tous les problèmes. Pour en rester à la population, on ne peut s’empêcher de ne pas être très convaincu par le recours à cette catégorie fourre-tout qu’est la population mondiale, qui met sur le même pied l’américain, le suédois, le centrafricain ou le somalien : les modes et niveaux de consommation de cette population, la distribution des revenus,  etc. sont des variables explicatives qui paraissent bien supérieures. Derrière la froide abstraction des chiffres et des courbes, il y a des réalités humaines. Et de ce point de vue, le tracé des courbes d’effondrement de la population du scénario tendanciel posent question. Si l’on se reporte en effet au tableau de données fournies avec les courbes, la population mondiale atteindrait 7,46 milliards d’habitants en 2025 (contre 8,1 actuellement prévu selon la révision 2015 du service statistiques de l’ONU).
Puis elle diminuerait à :
–6,45 milliards en 2050, soit une perte en 25 ans d’un milliard d’habitants soit encore 13,5 % de la population mondiale de 2025 ;
–5,32 milliards en 2065 ;
–3,46 milliards en 2100 : soit 4 milliards de moins en 75 ans !
Pour mémoire, la 2e guerre mondiale a fait 60 millions de morts, soit 2,5 % de la population mondiale de 1939. Cependant les pertes du 3e Reich se sont élevées de 8 à 10,5 %, tandis que celles de l’Union soviétique, 20 millions de morts, se sont montées à 13,5 % de la population concernée de 1939 (https://fr.wikipedia.org/wiki/Pertes_humaines_pendant_la_Seconde_Guerre_mondiale).
Il est peu crédible que l’humanité se laisse décimer tranquillement pendant 75 ans sans réagir de quelque manière que ce soit, et sans doute plutôt fortement !
Par contre, on sent bien que de tels taux appliqués à des statistiques de consommation auraient davantage de réalité.

Au total,

« En confondant, par le recours à des moyennes mondiales, riches et pauvres, les modèles du MIT évacuent toute réflexion sur les usages de la croissance et sur les choix institutionnels qu’elle implique. En réduisant le débat au problème des limites physiques de l’univers, on laisse tomber les questions les plus épineuses : celles qui ont trait à une utilisation plus judicieuse des ressources et à une répartition plus équitable des richesses. D’ordre moral et politique, ces problèmes exigent la prise en considération des fins et des valeurs impliquées dans toute vie sociale. Parce qu’ils s’abstiennent d’aborder ces questions, les spécialistes du MIT prétendent à une neutralité inattaquable. Ils peuvent ainsi assigner une cause objective à la misère qui nous menace : l’explosion démographique dans le tiers-monde. Mais comment ne pas qualifier d’illusoire une neutralité qui élimine responsabilité historique et sociale des pays riches ? » (Mongeau, 2012)).

« Et ce d’autant  que les auteurs procèdent à « une globalisation à outrance qui additionne des situations locales et prétend obtenir ainsi la juste estimation de la situation mondiale. Un modèle global suppose que l’ensemble des pays évolue au même rythme et que leurs cycles de croissance sont tous synchronisés dans le temps. Mais c’est plutôt le contraire que l’on observe dans le monde réel : les cycles d’évolution des pays sont déphasés les uns par rapport aux autres. Il en est de même en ce qui concerne l’épuisement éventuel des ressources non renouvelables : leur rareté ou leur abondance ne se font pas sentir au même moment pour chacune d’entre elles.

De nombreux scientifiques ont contesté les fondements du raisonnement. Ainsi, Samuel Farfari a résumé les critiques qu’il convient de faire au rapport Meadows : La principale raison pour laquelle ce club …s’est fourvoyé sur cette question comme sur d’autres, c’est parce qu’il pensait à une évolution linéaire de la technologie et estimait que les évolutions de la démographie, de la pollution et des besoins suivaient une tendance exponentielle. Cela ne pouvait que conduire à une interprétation catastrophique du futur. Petite erreur d’hypothèse mais grande divergence quant aux résultats.

[Plus concrètement :] « Il lui est d’abord reproché d’avoir fondé son modèle sur l’agrégation qui a toujours été considérée comme une démarche appauvrissante bien qu’inévitable en macroéconomie et qui, de ce fait ignore largement les problèmes de structure. Il est également reproché d’avoir appliqué un « principe d’accélération », qui veut qu’un output soit proportionnel à son stock en capital. Il est reproché d’avoir (implicitement) supposé que la même proportionnalité prévalait pour la pollution – qui est aussi un output ! La dernière critique faite est de ne pas avoir pris en compte les phénomènes de prix dans la mesure de la rareté des ressource et d’avoir retenu une hypothèse de croissance exponentielle de la technologie » (Mongeau, 2012, 95-102).

III DES « LIMITES PLANÉTAIRES » PHYSIQUES

III 1 LES LIMITES PLANÉTAIRES DU STOCKHOLM RESILIENCE CENTER

L’étude de (Rockström, Steffen, Noone, Persson, Chapin, Lambin, Lenton, Scheffer, Folke, Schellnhuber, 2009) « Planetary Boundaries » propose une approche dans laquelle la Terre est pensée comme un système dont l’équilibre et la stabilité dépendent de neuf limites interdépendantes.

L’idée à la base est que l’expansion rapide des activités humaines depuis la révolution industrielle a engendré une force géophysique planétaire équivalente à certaines des grandes forces de la nature ; nombre de scientifiques pensent que nous sommes entrés dans une nouvelle époque géologique qui a besoin d’un nouveau nom – l’Anthropocène.

Comme le reconnaissent et le revendiquent les auteurs, « le cadre proposé s’appuie sur et dépasse les approches type limites à la croissance (Meadows et al. 1972, 2004), normes minimales de sécurité (Ciriacy-Wantrup 1952 Bishop 1978 Crowards 1998), principe de précaution (Raffensperger et Tickner 1999) et « fenêtres tolérables » (WBGU 1995, Petschel-Held et al. 1999) ».

L’avancée majeure est que l’étude se concentre sur les processus biophysiques du système terrestre qui déterminent la capacité d’auto-régulation de la planète. Elle se fonde sur le concept de seuils liés aux processus de grande envergure du système terrestre, dont le dépassement peut déclencher des changements non linéaires dans le fonctionnement du système. Prises ensembles, les limites –valeurs basses des seuils– représentent «l’espace biophysique dynamique du système terrestre dans lequel l’humanité a évolué et prospéré ». Le respect de ces limites permet de définir le « champ d’action planétaire» disponible pour l’entreprise humaine.

III 1 1 La notion de seuil

Les seuils fixés dans les processus clés du système terrestre existent indépendamment des préférences, des valeurs ou compromis que font les peuples sur la base de leurs faisabilités politiques ou socio-économiques.

Selon les auteurs, des travaux ultérieurs devront se concentrer sur les dynamiques sociales qui ont conduit à la situation actuelle et proposer les voies et moyens permettant à nos sociétés de rester dans ces limites.

Les seuils sont définis comme des transitions non-linéaires dans le fonctionnement des systèmes couplés homme-environnement, comme le récent recul brutal de la banquise arctique causée par le réchauffement climatique anthropique. Les seuils sont des caractéristiques intrinsèques de ces systèmes et sont souvent définis par une ou plusieurs variables de contrôle, comme par exemple la température et la diminution de l’albédo dans le cas de la banquise.

Certains processus importants du système terrestre, comme le changement d’affectation des terres, ne sont pas associées à des seuils connus à l’échelle continentale ou mondiale, mais peuvent, par le truchement d’un déclin continu de fonctions écologiques-clés (telles que la séquestration du carbone par exemple), provoquer des effondrements fonctionnels, générant des évolutions qui déclenchent ou augmentent la probabilité d’apparition d’un seuil plus global dans d’autres processus (tels que le changement climatique).

Ces processus peuvent aussi déclencher des dynamiques non linéaires aux échelles inférieures (par exemple : franchissement de seuils concernant l’utilisation de l’eau et les nutriments dans les lacs, les forêts et les savanes à la suite d’un changement d’affectation des terres). Ces changements non linéaires peuvent devenir une préoccupation mondiale pour l’humanité s’ils se produisent à l’échelle de la planète.

Les seuils sont très difficiles à évaluer, car le système terrestre est très complexe. Aussi, au lieu de définir des valeurs pour chaque seuil, l’étude établit une plage de variation dans laquelle le seuil est supposé se trouver. L’extrémité inférieure de cette plage est définie comme étant la limite à ne pas franchir. Par conséquent, est ainsi défini un espace sûr, dans le sens que tant que le système est en dessous de la limite, il est nécessairement en dessous de la valeur du seuil. A contrario, si la limite est franchie, il entre dans la zone de danger.

III 1 2 Les processus limites

Après avoir fait une recherche exhaustive des processus clés du système terrestre et de leurs variables de contrôle associé, les auteurs ont identifié 9 processus pour lesquelles les frontières doivent être mises en place si l’on veut minimiser le risque de franchissement de seuils critiques pouvant conduire à des résultats très indésirables ou inacceptables.

Une modification inacceptable s’entend par rapport aux risques auxquels l’humanité a été confrontée lors de la transition holocène – anthropocène. L’environnement relativement stable de l’Holocène, la période interglaciaire actuelle qui a débuté il ya environ 10 000 ans, a permis l’agriculture et à des sociétés complexes de se développer et de s’épanouir.

Les auteurs ont identifié neuf processus planétaires fondamentaux et, en s’appuyant sur les connaissances scientifiques actuelles, proposent des quantifications pour sept d’entre eux. Ces sept processus sont : le changement climatique, l’acidification des océans, la concentration en ozone stratosphérique, les cycles biogéochimiques de l’azote et du phosphore, l’utilisation mondiale de l’eau douce, le changement d’affectation des terres, et la vitesse de l’érosion de la diversité biologique. Les deux limites planétaires supplémentaires pour lesquels ils n’ont pas encore été en mesure de déterminer une limite sont la pollution chimique et la concentration atmosphérique des aérosols. Dans l’étude de 2009, ils estimaient que l’humanité avait déjà transgressé trois limites planétaires: le changement climatique, la perte de biodiversité et le cycle mondial de l’azote.

Processus de la biosphère Variable(s) de contrôle Limites proposées Valeur actuelle
Changement climatique Concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère (parties par million en volume) 350,0 387,0
Changement du forçage radiatif (watts par mètre au carré) 1,0 2,3 (1,1-3,3 W/m2)
La perte de biodiversité et l’extinction des espèces Rythme d’extinction des espèces (nombre d’espèces disparues par million d’espèces et par an 10,0 100 – 1000
Indicateur d’intégrité de la diversité biologique (BII)Variables provisoires dans l’attente de plus appropriées Maintenir le BII à 90% ou au-dessus; évalué par biomes ou àl’échelle régionale large (ex: Sud-Afrique), à celles des écosystèmes marins (ex: récifs coralliens) ou de grands groupes fonctionnels 84% pour Sud-Afrique seul
L’affaiblissement de la couche d’ozone stratosphérique Concentration en ozone stratosphériques (unité Dobson) <5% de réduction par rapport au niveau pré-industriel de 290 DU (5% -10%), évalué selon latitude Transgressé seulement au-dessus de l’Antarctique (env. 200 DU)
Acidification des océans État de saturation mondial moyen d’aragonite dans les eaux marines de surface ≥80%   de l’aragonite saturation pré-industrielle moyenne de l’aragonite à la surface de l’océan, y compris variabilité naturelle journalière et saisonnière (≥80% – ≥70%) env. 84%
Cycles biogéochimiques Azote : Quantités de N retirées de l’atmosphère pour les activités humaines (millions de tonnes/an 62,0 150,0
Phosphore : Quantités de P déversées dans les océans (millions de tonnes/an) 11,0 env. 22,0
Changement d’affectation des terres Global : part de la forêt par rapport à la couverture forestière originale global : 75 % (75–54 %). Les valeurs sont des moyennes pondérées de 3 frontières de biomes individuels 62%
Biome : superficie actuelle de la forêt par rapport à la forêt potentielle biomes :
tropical : 85 % (85–60 %)
tempéré : 50 % (50–30 %)
boréal : 85 % (85–60 %)
Surconsommation de l\’eau douce Consommation en eau douce (Km3/an) 4000 (4000 – 6000 km3/an) 2600,0
Présence d’aérosols atmosphériques Concentration globale de particules A déterminer
Nouveaux polluants P. ex. quantité émise ou concentration de polluants organiques persistants, de plastiques, de perturbateurs endocriniens, de métaux lourds et déchets nucléaires, dans l’environnement mondial, ou effets de ces éléments sur l’écosystème et le fonctionnement du système terrestre A déterminer

Source : (Rockström et al., 2009)

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Source : (Rockström et al., 2009)

Représentation des neuf processus planétaires menacés par les activités humaines, de leur limite et de leur valeur actuelle.

III 1 3 Éléments de discussion

Le concept de frontières planétaires suggère que l’existence du monde que nous connaissons, et dont l’humanité a profité tout au long de l’Holocène, dépend de l’exercice de son rôle de gardien du globe. Il entraîne avec lui  la nécessité d’un nouveau paradigme de développement bâti sur les possibilités offertes par une seule planète. Les frontières planétaires cherchent à fournir des mesures scientifiques pour réaligner politiques du développement, modèles d’entreprises et choix de mode de vie… Il n’est donc pas étonnant que, depuis sa publication en 2009, il ait suscité un vif débat au sein de la communauté scientifique mais aussi au-delà, et ce faisant,  influencé les agendas des mondes économique et politique.

 

            Sur le contenu

Voici les reproches communément adressés à l’étude du Stockholm Center :

  • Steffen et al concèdent que «les processus inclus dans le PB du système terrestre n’ont pas tous des seuils délimités au niveau mondial, ou de bassin / continent / océan. Sont concernés l’intégrité de la biosphère, les flux biogéochimiques, l’utilisation d’eau douce, et le changement d’affectation des terres. « Néanmoins », poursuivent-ils, « il est important d’établir des limites pour ces processus. » La question est : pourquoi? Là où un seuil global est inconnu ou manquant, il est impossible de spécifier scientifiquement une telle frontière : déterminer une limite le long d’un continuum environnemental devient une question de conjecture ou de spéculation. Par exemple, la limite concernant la forêt tempérée est fixée à 50% de la couverture forestière restante : il n’y a pas de justification solide pour cette limit,e, ou bien qu’elle soit de 40%, de 70%, ou d’un autre niveau.
  • L’environnement de l’holocène (il y a 10 000 ans) est supposé être idéal : pourtant les espèces ont évolué avant l’Holocène et les écosystèmes contemporains qui soutiennent l’humanité sont des agro-écosystèmes, des écosystèmes urbains et d’autres écosystèmes humains, qui représentent par eux-mêmes certains des plus importants changements environnementaux mondiaux et locaux qui caractérisent l’Anthropocène. Contrairement à l’allégation des auteurs selon laquelle l’Holocène est le « seul état de la planète dont nous savons avec certitude qu’il peut soutenir les sociétés humaines contemporaines », ce sont les écosystèmes humains altérés de l’Anthropocène qui représentent le seul état de la planète dont nous savons avec certitude qu’il est en mesure de soutenir la civilisation contemporaine.
  • Des indicateurs globaux peuvent être très trompeurs pour la mise en œuvre de politiques publiques. Par exemple, la majorité des émissions humaines d’azote proviennent des engrais de synthèse, mais le défi du monde réel sera plutôt d’appliquer la juste quantité d’azote afin d’optimiser les rendements tout en minimisant les pertes d’azote qui nuisent écosystèmes aquatiques. Réduire l’application d’engrais peut sembler bénéfique à l’échelle mondiale, mais le résultat pourrait être des rendements encore plus faibles dans des régions comme l’Afrique sans réduction notable de la pollution de l’azote ; l’utilisation des engrais en Afrique est déjà sous-optimale pour les rendements des cultures. Ce qui peut sembler être une bonne ou une mauvaise chose à l’échelle mondiale peut prouver exactement le contraire lorsque vu régionalement et localement. Quelle est l’utilité d’un indicateur global pour un problème local?
  • Les écosystèmes fournissent 3 types de réponses lorsqu’ils sont perturbés : (i) proportionnelle à l’amplitude de la perturbation, (ii) amplifiée par des boucles de rétroactions conduisant à des tendances exponentielles, (iii) ou non linéaire, avec hystérésis : les 2 dernières peuvent conduire à un basculement. La réponse dépend de l’homogénéité spatiale, de l’interconnectivité des écosystèmes concernés, de l’homogénéité spatiale des déclencheurs : si les déclencheurs ou la réponse sont spatialement hétérogènes avec une faible interconnectivité spatiale, il y a peu de chances d’avoir un basculement. Et les facteurs qui limitent les liens entre écosystèmes sont les barrières physiques, les conditions climatiques, etc.… Considérons ainsi certains processus :

CO2 : la plupart des variations climatiques en réponse à l’augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère (y compris températures et précipitations) se modifient de façon hétérogène ; il y a indépendance relative des réponses des écosystèmes, c’est-à-dire pas de point de basculement commun.

       Changement d’affectation des terres : il s’agit d’un processus complexe, dynamique ; la conversion de terres naturelles en pâturages n’a rien à voir avec la conversion de forêts en pâturages, etc.

              Biodiversité : les mécanismes de diversification se manifestent d’abord à l’échelle locale : le fonctionnement de la biosphère est mieux décrit par les contributions agrégées de nombreux composants, et là aussi il y a peu de raisons de penser qu’un chiffre unique puisse suffire.  (Brook et al. 2013)

eau douce : De même en ce qui concerne la limite de consommation d’eau douce (< 4000 kilomètres cubes par an), le concept de limite globale masque l’importance des conditions locales et le rôle de la gestion dans l’augmentation ou la diminution des problèmes… mais donne un intéressant signal d’alarme.(Molden 2009)

Phosphore et Azote : On peut aussi remarquer que l’utilisation des fertilisants de synthèse a permis d’augmenter considérablement la productivité agricole et donc d’utiliser jusqu’à deux fois moins d’hectares de terre, limitant ainsi l’impact écologique de la production agricole…

Enfin, et surtout, non seulement les limites planétaires connaissent de grandes incertitudes, mais elles sont aussi un problème politique.

III 1 4 Sur les finalités

Les défis environnementaux du monde réel comme la pollution de l’azote, la consommation d’eau douce et le changement d’affectation des terres sont en fin de compte des questions politiques, dans le sens où il ya nécessairement des gagnants et des perdants, dont les solutions doivent être négociées entre de nombreux intervenants. L’idée qu’un groupe d’experts scientifiques détermine les limites globales « d’en haut » assignées à ces activités et processus ignore ces compromis inévitables et semble exclure les procédures de résolution démocratique de ces questions.

Et il est vrai que certaines institutions internationales construisent d’ores et déjà leur réflexion sur la base du concept de limite planétaire, comme en témoigne le tableau ci-après source : http://controverses.sciences-po.fr/cours/planetary_boundaries/

Nom Description
Panel de haut niveau de l’ONU sur la viabilité du développement mondial(UN High-Panel Level on Sustainability) Ce panel inclut la notion de « planetary boundaries » dans son texte de présentation  (2012); Ban Ki Moon évoque à plusieurs reprises ce concept comme outil autour desquelles bâtir les futures recommandations environnementales de l’ONU.
Avenir de l’environnement mondial 5 (Global Environmental Outlook 5) Evènement international majeur organisé par le Programme environnemental des Nations Unies (UNEP), incluant les « planetary boundaries » dans les axes de réflexion de ses colloques.
Agence européenne pour l’environnement (EEA) Le « Rapport sur l’Etat de l’environnement » [1] rendu en 2010 hisse les planetary boundaries au rang de « priorité environnementale ».  Le raport de l’EEA « Guide vers une efficacité des ressources en Europe [2]»  propose dans son projet d’une Europe plus durable le concept de Planetary Boundaries. La Commission Européenne réexploite ce terme afin d’en faire un cadre de ses objectifs :  « D’ici à 2050, l’économie de l’UE aura cru de façon à respecter les contraintes de ressources et les planetary boundaries ». [3]
Bureau Parlementaire des sciences et de la technologie du Royaume-Uni[4] Présentation en 2011 du rapport « Living with environmental Limits » qui entend démontrer la nécessité pour le législateur de prendre en compte le risque de changement non linéaire des écosystèmes, y compris en termes de « planetary boundaries ».
Ecologie, éthique et interdépendance Réunion tenu par le Dalai Lama en octobre 2011 entre chefs religieux et scientifiques pour discuter des interconnexions entre les décisions personnelles et les conséquences environnementales, autour notamment du concept de « planetary boundaries ».
Oxfam International Rapport de février 2012 tissant des liens entre les planetary boundaries et les « social boundaries ».
Planetary Boundaries Initiative ONG lancée par la fondation WWF-UK en 2011, elle a soumis un « zero-draft » (document de travail) à la Conférence des Nations Unies sur le Développement Durable, lors du Rio+20. Elle recense aujourd’hui l’actualité du concept, son utilisation et en promeut l’importance.

Galaz, V., et al., Global environmental governance and planetary boundaries: An introduction, Ecol. Econ. (2012), doi: 10.1016/j.ecolecon.2012.02.023

[1] State of the Environment Report. [2] Roadmap to a Resource Efficient Europe, 2011. [3] By 2050 the EU’s economy has grown in a way

Cette prise en compte par les institutions et les Politiques suscite la crainte que la reconnaissance de l’Anthropocène et des limites planétaires représente une prise de pouvoir qui conduise vers un monde anti-démocratique dominé par la toute puissance de l’argument « autorité scientifique ». La démocratie ne serait pas viable pour lutter contre les changements majeurs et le système démocratique, sensé trouver un équilibre entre les différentes parties, aurait échoué à trouver des solutions face à ces dangers.

Inutile de dire que les auteurs de l’article incriminé réfutent vigoureusement ce genre d’interprétation…

Au final, le concept de planetary boundaries est encore trop instable pour faire réellement l’objet de déclinaisons politiques : il s’agit encore d’un concept évolutif qui doit être utilisé avec prudence : la question des limites de la planète est source de division potentielle car elle peut être perçue comme un outil du «Nord» pour dire au «Sud» de ne pas suivre la voie du développement intensif et destructeur de l’environnement que le Nord a lui-même suivi. Ce langage est inacceptable pour la plupart des pays en développement qui craignent que l’accent mis sur les « limites » revienne à freiner de manière inacceptable les pays pauvres. On retrouvera ce débat dans les négociations climatiques.

 

III 2 LA BIOSPHÈRE  AU BORD D’UN CHANGEMENT D’ÉTAT ?

Il est maintenant largement reconnu que les systèmes biologiques, quelle que soit l’échelle à laquelle on les considère, peuvent passer rapidement d’un état donné à un état radicalement différent. Cet état de fait conduit (Barnosky et al., 2012) à se demander si la biosphère elle-même ne serait pas en train de s’approcher d’un changement d’état général, d’ampleur comparable aux grandes extinctions du passé.

Les « états » biologiques ne sont ni stables ni en équilibre ; ce qui les caractérise plutôt, c’est une plage définie de variations par rapport à une situation moyenne sur une période de temps donné. Le passage d’un état à un autre peut être causé soit par un « seuil » soit par un « effet massue ».

Les changements d’état résultant des effets de seuil peuvent être difficiles à prévoir, parce que le seuil critique est atteint par des changements progressifs qui s’accumulent et que la valeur du seuil n’est généralement pas connue à l’avance.

En revanche, un changement d’état provoqué par un effet massue, par exemple le défrichement d’une forêt à l’aide d’un bulldozer, n’est pas une surprise. Le changement d’état est relativement brusque et conduit à de nouvelles conditions moyennes situées en dehors de la plage de fluctuation de l’état précédent. Quelles qu’en soient les causes, il est établi qu’une fois une transition critique passé, il est extrêmement difficile, voire impossible, pour le système de revenir à son état précédent.

Le fait que les transitions et changement d’état puissent se produire à l’échelle mondiale comme à des échelles plus petites est d’une grande importance, pour savoir comment reconnaître un changement d’état global et savoir si un tel changement est le résultat d’un forçage émergent à l’échelle planétaire, ou de l’effet cumulatif de nombreux événements de moindre envergure.

Les 5 extinctions de masse que la planète a connues au cours des 500 derniers millions d’années suggèrent que les changements d’état d’envergure mondiale nécessitent des forçages d’envergure mondiale initiés par des changements d’état de niveau inférieur. Un des aspects critiques de la prévision biologique actuelle est de comprendre si les forçages mondiaux actuels sont d’une amplitude suffisante pour déclencher une transition critique à l’échelle globale, et d’évaluer l’ampleur des changements d’état de niveau inférieur que ces forçages planétaires ont déjà causés ou sont susceptibles de causer.

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Source : (Barnosky et al., 2012, 55))

Quantifier l’utilisation des terres pour anticiper un changement d’état planétaire. La trajectoire de la ligne verte représente une bifurcation avec hystérésis. A chaque point du temps, le vert clair représente la fraction des terres dont la dynamique s’est probablement située à l’intérieur des limites caractéristiques des 11 000 dernières années. Le vert foncé indique la fraction des écosystèmes terrestres qui ont incontestablement subi des changements d’état drastiques ; ce sont des valeurs minimales, qui ne comptabilisent que des terres agricoles et urbaines. Les terres transformées en 2011 (…) divisées par 7 milliards (la population mondiale actuelle) donnent une valeur d’environ 0,92 ha de terres transformées pour chaque personne. Cette valeur a été utilisée pour estimer la quantité probable de terre transformée dans les années 1800, 1900 et 1950, et qui pourrait l’être en 2025 et 2045 en supposant une croissance de la population constante et une utilisation des ressources de même efficacité. Une estimation de 0,28 ha transformé par habitant (approximativement celle de l’Inde d’aujourd’hui) a été utilisée pour l’année 1700, en supposant un effet moindre sur le paysage mondial avant la révolution industrielle. Les points d’interrogation indiquent que nous ne savons pas encore à l’heure actuelle combien de terres devraient être directement transformées par l’homme pour savoir si un changement d’état planétaire est imminent, mais l’étude du paysage et la théorie suggèrent que le seuil critique peut se situer entre 50 et 90% ( mais il pourrait être encore plus faible en raison de synergies entre les forçages mondiaux émergents). . Billion= 10^9

Les forçages d’envergure mondiale actuels sont la croissance de la population, impliquant une augmentation de la consommation des ressources, la transformation de l’habitat et sa fragmentation, la production et la consommation d’énergie et le changement climatique.

Tous ces mécanismes dépassent de loin, à la fois en vitesse et par leur ampleur, les forçages enregistrés lors du plus récent changement d’état, la dernière transition glaciaire-interglaciaire. Les derniers forçages mondiaux sont la conséquence directe des activités humaines. Celles-ci impliquent la conversion de 43 % des terres de la terre en paysage agricole ou urbain, soit davantage que les 30 % passés occupés par les glaces au début de la dernière transition mondiale. Un autre forçage est celui de l’énergie autrefois stockée dans les combustibles fossiles, qui a été libéré pour alimenter l’écosystème mondial. Ce forçage a à son tour entraîné une modification du climat qui se produit sur des territoires de plus en plus fragmentés, donc peu favorables au maintien de la biodiversité.

A l’échelle de temps la plus pertinente pour les prévisions actuelles, il est clair que le passage de la dernière période glaciaire au présent interglaciaire a produit des changements très importants dans la répartition, l’abondance et la diversité des espèces. Étant donné qu’il faut des centaines de milliers, voire des millions, d’années pour que l’évolution construise une diversité comparable à celle des périodes avant extinctions, l’augmentation des taux d’extinction actuels est particulièrement préoccupante, notamment parce que la diversité régionale et mondiale d’aujourd’hui est généralement inférieure à ce qu’elle était à la veille du dernier changement planétaire. D’autant que la diversité naturelle est souvent remplacée par une homogénéisation apportée par l’espèce humaine.

Il est dès lors possible que l’on assiste à la perte des services écosystémiques nécessaires pour maintenir la population humaine, d’autant que la perte des services écosystémiques « naturels » s’accompagne de la pollution, de la surutilisation des sols et du changement climatique. Des espèces s’effondrent (morue par exemple) ; des millions de kilomètres carrés de conifères sont perdus du fait des flambées d’insectes xylophages induits par le changement de climat ; on constate une perte du potentiel de séquestration du carbone du fait de l’éclaircissement de la forêt, ainsi que, régionalement, des pertes de productivité agricole du fait de la désertification ou des pratiques néfastes d’utilisation des terres. Si les seuils critiques de rendement décroissant dans les services écosystémiques ont été atteints sur de grandes surfaces et en même temps, de grandes conséquences pourront en résulter.

Bien qu’on ne le sache pas vraiment, on estime qu’il suffirait qu’environ 50 %, voire moins, des terres soient concernées par des changements d’affectation pour déclencher un changement d’état global : si 43 % de la terre est déjà concerné avec la population actuelle, une population accrue combinée à des taux de croissance de consommation élevés devrait augmenter sensiblement ce pourcentage.

 

 

IV LA QUESTION DE LA BIODIVERSITÉ

 

Argument d’autorité définitif pour justifier espaces protégés ou préservés à divers statuts (p.ex. parcs naturels, réserves), tourisme (nature/patrimoine), autant que pour contrecarrer des projets d’aménagement et de gestion des territoires (barrages, aéroports, exploitations agricoles, tourisme), c’est peu dire que la biodiversité est l’objet de controverses et de débats. Tenter d’y voir un peu plus clair sur la question est l’objet de ce chapitre.

 

IV 1 QU’EST-CE QUE LA BIODIVERSITÉ ?

 

Apparue il y a 3,8 milliards d’années, la vie n’a cessé de se diversifier tout en se transformant. Quand de nouvelles espèces naissaient, d’autres disparaissaient : comme les individus qui les constituent, les espèces sont mortelles, mais leur durée de vie se compte, en moyenne, en millions d’années.

Aujourd’hui, la Terre héberge plus d’une dizaine de millions d’espèces – les estimations varient entre 10 et 30 millions – mais seulement 2 millions sont connues, c’est-à-dire décrites et nommées.

« Il existe plus d’une centaine de définitions du néologisme « biodiversité » proposé en 1985 par Walter Rosen puis repris en 1988 par E. Wilson et M. Peter. Après être resté longtemps cantonné dans la sphère des sciences de la nature, les enjeux qu’il représente pour les sociétés humaines, (…) expliquent que les économistes et sociologues, puis le monde médiatique et politique se le sont approprié. Le concept a donc largement débordé de la sphère des sciences de la vie pour envahir celle des sciences de l’homme et de la société.

Trois conceptions de la biodiversité peuvent être identifiées.

  1. Pour les uns, la biodiversité est un concept abstrait plus ou moins synonyme de « variété de la vie » dans sa totalité mais que l’on peut organiser en champs thématiques aux contours plus précis. Il s’agit d’une vision holistique et généraliste conférant à la biodiversité une signification intuitive certaine et universelle mais dont le champ est si vaste qu’elle est irréductible à la connaissance scientifique (…). L’hypothèse Gaïa de Lovelock est un archétype d’une telle approche où peuvent se reconnaître de nombreux mouvements écologistes.

  2. Pour d’autres, la biodiversité est une entité ou une hiérarchie d’entités objectives mesurables au moyen d’outils appropriés, depuis les structures biochimiques que sont les bases moléculaires de l’hérédité aux écosystèmes et paysages, en passant par toute une série d’intermédiaires, populations, espèces, assemblages d’espèces et écosystèmes. Conçue de cette manière, la biodiversité est directement accessible à la méthode scientifique. (…) On peut considérer dans cette perspective que la biodiversité est un concept lié aux différences et aux variations quantitatives mais aussi qualitatives entre entités biologiques. Elle n’est alors plus seulement une collection d’entités vivantes mais des réseaux d’interactions entre ces entités. Une analyse approfondie du fonctionnement des écosystèmes montre qu’en réalité, ce qui fait l’essentiel de la biodiversité, ce n’est pas tant les grandes espèces « patrimoniales » que l’on aime voir et protéger que cette infinité d’organismes minuscules souvent invisibles qui font « tourner » les systèmes écologiques.

  3. Pour d’autres enfin la biodiversité est une construction sociale, économique et politique dont les enjeux relèvent principalement des interactions étroites qui existent entre cette biodiversité et les sociétés humaines. Dans une vision utilitariste, ces interactions sont considérées dans l’optique du partage des avantages et des biens procurés par la biodiversité, mais aussi comme outil pour sa gestion et sa conservation. (…). Ce type de biodiversité s’intéresse fondamentalement aux interactions entre l’homme et son milieu dans un contexte écologique, évolutif, mais aussi socioculturel, en s’appuyant sur les ethnosciences. (…) L’approche ethnoécologique alimente la biologie de la conservation, notamment à travers les stratégies de conservation in situ, circa situ et ex situ, mais aussi la gestion des ressources génétiques, ainsi que l’étude de l’écologie humaine et de l’évolution culturelle.

(…) l’amplitude des champs et domaines de la connaissance que le concept de biodiversité recouvre empêche qu’elle puisse être considérée comme une discipline scientifique unitaire dotée de ses propres théories et lois. D’où l’impossibilité de fait de définir la biodiversité. » Blondel ancien président de la Commission Scientifique de l’Institut français de la Biodiversité (http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/index.php?pid=decouv_chapA&savoir_id=savoir_a1_3).

 

IV 2 SON RÔLE

 

La biosphère n’est pas qu’un réservoir d’espèces et de ressources vitales pour les humains. C’est un vaste complexe d’écosystèmes organisés et interconnectés, dont non seulement la productivité mais aussi la stabilité et la résilience sont limitées par leurs multiples interactions ; les réseaux d’organismes qui structurent les écosystèmes modèrent les variations des conditions de vis locales et régionales, voire globales. Ainsi les zones humides recyclent la matière organique, purifient les eaux de surface, modèrent les crues et les périodes de sécheresse à l’échelle locale et régionale ; ou encore, les forêts purifient l’air (oxygène contre gaz carbonique) et les eaux qui les traversent, fournissent gîte, nourriture et matériaux utiles quantité d’espèces locales ou régionales (voire migratrices), dont la nôtre, et modèrent le réchauffement climatique global.

L’espace est une ressource limitée. La conversion de forêts, prairies et habitats semi naturels en champs cultivés et autres milieux anthropiques réduit d’autant l’espace disponible pour les espèces inféodées à ces habitats semi naturels au profit d’espèces généralistes ou commensales de l’homme.

Le déversement d’engrais azotés dans les zones d’agriculture intensive cause l’eutrophisation des cours d’eau, nappes phréatiques écosystèmes littoraux régionaux. Les écosystèmes aquatiques accumulent les bactéries anaérobies émettrices de CO2, de méthane ou de sulfure d’hydrogène ainsi que les déchets organiques, tout en perdant leur limpidité, leur capacité à recycler l’oxygène, leurs poissons et autres animaux par définition aérobie…

Les multiples fonctions de recyclage et de régulation des écosystèmes utilisés par les humains, que l’on croyait naguère inépuisables, s’avèrent tout aussi limitées que leur productivité. La détérioration de ces processus et fonctions (dits services éco systémiques), sous la pression des activités humaines, menacent la structure et le fonctionnement des socio-systèmes –tandis que leur valorisation sociale et économique, en retour, constitue un levier pour la préservation des socio-systèmes et de la biodiversité. 60 % des services rendus par les écosystèmes aux sociétés seraient en voie de dégradation, voire de disparition. Et le changement climatique rapide en cours, dû à l’augmentation des émissions mondiales de gaz à effet de serre liées aux activités humaines, constitue une épreuve de plus pour les écosystèmes et la biosphère (Barbault, Teyssèdre, n.d.).  

 

Au terme d’une revue fouillée de la littérature consacrée au thème, (Cardinale et al., 2012) constatent un consensus global sur 6 dossiers consensuels et 4 tendances émergentes.

Les dossiers consensuels :

1) une grande concordance sur le fait que la perte de biodiversité (diminution du nombre de gènes, d’espèces et de groupes fonctionnels) diminue l’efficacité par lesquels les communautés écologiques capturent les ressources biologiques essentielles, produisent de la biomasse, décomposent et recyclent les nutriments biologiques essentiels ;

2) la biodiversité accroît la stabilité des fonctions écosystémiques dans le temps (en augmentant la production de biomasse plus rapidement, en diminuant la variabilité de l’écosystème global, en améliorant l’adaptation aux changements brutaux) ;

3) l’impact de la perte de biodiversité est non linéaire : le changement accélère à mesure que la perte de biodiversité augmente ;

4) les communautés diverses sont plus productives du fait d’espèces–clés ; les différences entre traits fonctionnels augmentent la capture totale de la ressource ;

5) une perte de diversité entre chaînes trophiques peut influencer davantage les fonctions écosystémiques que les pertes à l’intérieur d’une chaîne trophique ;

6) l’effet d’une extinction dépend de beaucoup des traits disparus et vont d’une réduction importante des processus écologiques à son opposé (stabilité ou croissance).

 

Les tendances émergentes :

1) la diminution de biodiversité a autant d’impact que beaucoup d’autres cause de changement global : elle a une ampleur comparable sur la productivité primaire à celui des sécheresses, des ultraviolets, du réchauffement climatique, de l’acidification des océans…

2) la diversité des effets se renforce avec le temps et peut s’accroître à mesure que les échelles spatiales augmentent : la recherche actuelle pourrait avoir sous-estimé les niveaux minimums de biodiversité nécessaires aux processus écosystémiques.

3) maintenir de multiples processus écosystémiques en de multiples lieux est préférable à un plus haut niveau de biodiversité du à un seul processus en un lieu donné.

4) les conséquences écologiques d’une perte de biodiversité peuvent être prédites au regard de l’histoire de l’évolution.

IV 3 MESURER LA BIODIVERSITÉ

 

On s’intéresse évidemment en premier à la diversité des espèces. Mais rien n’empêche de s’intéresser à d’autres types de diversité (des gènes, des formes, des couleurs etc.).

Un premier enrichissement consiste à tenir compte de la distance évolutive entre les espèces. Cette distance est donnée par l’étude de la philogénie des espèces, c’est-à-dire de leurs relations de parenté qui sont représentées par un arbre phylogénétique. La diversité phylogénétique d’une communauté entière est la somme des distances phylogénétiques entre les espèces de cette communauté.

Certaines espèces étant des proies pour d’autres, il y a un réseau d’interactions entre ces espèces. Le nombre de liens d’interactions entre les espèces est une représentation possible de cette nouvelle dimension, qui correspond plus à une propriété de complexité de l’assemblage que de diversité.

Décrire les interactions entre niveaux d’organisation du vivant, chaque niveau ayant des propriétés émergentes qui lui sont propres. Les niveaux sont : moléculaire, génétique, phénotype, individus, populations et méta populations, communautés et méta communautés, écosystèmes et méta écosystèmes. Chaque niveau fait l’objet de théories variées, d’études expérimentales, d’une histoire scientifique particulière (Devictor, 2015, 124).

La première étape de cette quantification est naturellement de connaître le nombre d’espèces.

La plupart des estimations de la diversité reposent sur des extrapolations. « L’idée consiste à extrapoler des règles d’association entre le nombre d’espèces et d’autres paramètres bien plus faciles à étudier.

Par exemple, une relation relativement stable est généralement établie entre le nombre d’espèces présentes dans un endroit et la surface de cet endroit. Il suffirait de prolonger cette relation jusqu’à la surface totale des différents habitats du globe de chaque groupe pour en déduire le nombre total d’espèces présentes. De même, on peut extrapoler la courbe de description des nouvelles espèces au cours du temps. À chaque décennie, le nombre d’espèces nouvellement décrites diminue et l’on peut prolonger la courbe d’accumulation en supposant que celle-ci va finir par saturer le nombre total d’espèces. En utilisant cette méthode des auteurs ont récemment proposé un chiffre de 8,7 millions d’espèces environ.

En gros, il y aurait entre 2 et 100 millions d’espèces au total (sic !) (en excluant les virus et les bactéries pour lesquels il est difficile de parler d’espèces) et les estimations les plus récentes s’accordent plutôt autour de 5. Toutes ces estimations sont controversées et une méthode fiable d’estimation à l’abri des biais n’est toujours pas disponible.

Quant au taux d’apparition d’espèces il est encore plus difficile à estimer. Des estimations grossières de ce taux aboutissent à une moyenne d’apparition de 3 espèces par an. Mais les incertitudes se multiplient, rendant ce chiffre encore plus incertain que les autres (Devictor, 2015, 114-15). »

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Source : Pavé Académie des technologies

Académie d’agriculture Groupe de travail : biodiversité et aménagement des territoires Cnrs programme amazonie

IV 4 QUANTIFIER L’ÉROSION DE LA BIODIVERSITÉ

L’érosion de la biodiversité a pour origine cinq phénomènes : la destruction des écosystèmes (pollutions, déforestation, fragmentation des habitats, etc.) ; la pression excessive sur les espèces exploitées (chassées, pêchées, récoltées ou utilisées à des fins industrielles) ; la prolifération d’espèces exotiques introduites ; le réchauffement climatique ; enfin, les extinctions en cascade qui résultent, par exemple, de la disparition d’une espèce clé. Mais la cause première est évidemment le succès écologique et technologique de l’homme, marquée par une croissance exponentielle de ses besoins en ressources et en espace.

La 2e étape est de chiffrer cette diminution de diversité : cf. encadré ci-dessous.

 

Toute espèce a une durée de vie limitée qui est de l’ordre de 5 à 10 millions d’années. A partir de l’espérance de vie des espèces et de leur nombre, il est possible de calculer un taux d’extinction global. Celui-ci correspond à la proportion d’espèces qui disparaît pendant un intervalle de temps donné. Il est principalement lié, dans un contexte « naturel », au nombre d’individus : plus le nombre d’individus au sein d’une espèce est faible, plus les risques de disparition de cette dernière sont importants car elle a peu de chances de s’adapter aux changements environnementaux. Au cours des 65 derniers millions d’années, le taux d’extinction moyen a tourné autour d’une extinction par an pour un million d’espèces. Aujourd’hui, ce taux serait entre « 50 et 560 fois supérieur au taux d’extinction attendu pour une biodiversité stable » mais beaucoup affirment que ce taux serait en fait 100 fois plus important et qu’il continue d’augmenter. Ce qui laisse à penser que nous allons vers une sixième crise d’extinction, d’autant plus qu’on sait que l’extinction d’espèces peut en entraîner bien d’autres en cascade.

Pour évaluer les taux d’extinction actuels, on utilise des modèles dans lesquels sont représentées les forces qui influent sur cette biodiversité. Ils tendent à montrer que la richesse du nombre d’espèces (dite richesse spécifique) va s’effondrer dans les années à venir. Le rapport du Millennium Ecosystem Assessment (2005) (groupe de scientifiques internationaux), évoque la disparition de 12% des oiseaux, 25% des mammifères et 32% des amphibiens d’ici à 2100. Et il ajoute que 20% des récifs coralliens et 35% des superficies de mangroves ont récemment disparu. Selon d’autres études, les deux tiers de l’ensemble des espèces vivant sur Terre risquent de s’éteindre d’ici 100 ans simplement sous l’effet de la destruction de leurs habitats. Si l’on ajoute les récents travaux concernant l’extinction possible de 15% à 37% des espèces de la planète d’ici 2050 sous l’effet du réchauffement climatique, il est possible d’affirmer, même si ces études donnent encore lieu à des discussions, que l’on se trouve dans une période d’extinction massive. http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/?pid=decouv_chapA_p2_f1&zoom_id=zoom_a2_1

 

 

IV 5 VERS UNE SIXIÈME EXTINCTION EN MASSE ?

La dernière extinction en masse généralement reconnue comme telle est celle de la limite Crétacé-Tertiaire, il y a 65 millions d’années. Mais, selon certains scientifiques, nous serions en train d’en vivre une nouvelle, provoquée cette fois par les activités humaines qui, au cours des siècles, ont fait disparaître, directement ou indirectement, de nombreuses espèces.

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http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbiodiv/index.php?pid=decouv_chapA_p2_f1&zoom_id=zoom_a2_1

 

Une équipe de biologistes, du Mexique et des États-Unis, vient de s’atteler à la tâche pour comparer les disparitions de l’époque récente au « taux habituel », c’est-à-dire celui observé entre deux phases d’extinction massive. Les chercheurs expliquent qu’ils ont pris en compte les disparitions de vertébrés, relativement documentées depuis le XVIe siècle, surtout pour les mammifères, puis celle des oiseaux à partir du XIXe siècle, et d e s poissons, amphibiens et reptiles aux siècles suivants. Pour les extinctions récentes, l’étude prend comme référence les données de l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN), qui publie régulièrement sa fameuse Liste rouge, avec notamment trois catégories pour classer les espèces les plus mal en point : éteintes (EX), éteintes à l’état sauvage (EXW) et certainement éteintes (PE), quand les données sont insuffisantes. Les auteurs ont retenu deux références, qualifiées de « modeste » et « très modeste » (« conservative » et « very conservative »), la première sommant les catégories EX, EXW et PE et la seconde ne retenant que la catégorie EX.

Pour le « taux habituel » d’extinction, les auteurs ont retenu, à partir d’études récentes, une fourchette de 0,1 à 1 espèce éteinte par million d’espèces et par an. Notée E/MSY, cette unité équivaut, si l’on préfère, à une extinction pour dix mille espèces en un siècle. Les auteurs de l’étude font remarquer que ce taux est deux fois supérieur à celui habituellement retenu. Pour les mammifères, ce taux serait de 1,8 E/MSY, que les auteurs ont arrondi à 2. Avec cette méthode, l’étude, publiée dans la revue Science Advances, aboutit à un taux d’extinction actuel compris entre huit et cent fois le taux habituel. Par exemple, illustrent les auteurs, un taux de 2 E/MSY aurait conduit à neuf extinctions d’espèces de vertébrés depuis 1900 alors que les chiffres de l’UICN, version « modeste », donc avec la seule catégorie EX, en donnent 468 de plus (69 mammifères, 80 oiseaux, 24 reptiles, 146 amphibiens et 158 poissons). Selon ces chercheurs, pas de doute, ce taux correspond à celui d’une extinction massive.

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Source : (Ceballos et al., 2015)

Mais selon d’autres chercheurs (https://www.youtube.com/watch?v=15WiYFl1zaY), cela n’est pas si simple : en particulier, l’article sous-estime le bruit de fond d’extinction, ne s’intéresse qu’à une toute petite partie de la biodiversité actuelle et ne permet pas de conclure quant à une 6e extinction éventuelle. Avec la méthode qu’ils ont observée, il est impossible de conclure que l’extinction actuelle est sans équivalent depuis 65 millions d’années (de même qu’il est impossible de dire le contraire). On n’a pas de preuves de l’extinction, encore plus qui soit induite par l’homme ; nous sommes depuis 10 000 ans dans une période interglaciaire qui a entraîné de grands changements climatiques, avec la disparition de nombreuses espèces (mammouth, grand fauve…) de grand intérêt écologique… le lien avec l’activité humaine est peu établi.

Le concept de 6e extinction de masse actuelle est très controversé, même si la diminution de la diversité est une notion largement partagée. Les grandes crises biologiques du passé, quelles que soient les causes qu’on leur attribue, sont très vraisemblablement liées à des changements globaux de l’environnement physico-chimique de la planète. Cette nouvelle vague d’extinctions est différente car les disparitions sont dues aux activités d’une espèce animale particulière, Homo sapiens. Les exterminations – volontaires ou non, directes ou indirectes – se font espèce par espèce, soit par prédation directe (ou introduction de prédateurs), soit par destruction du biotope.

Le phénomène paraît donc assez différent de ceux que l’on peut associer aux grandes extinctions du passé. Il se peut cependant que les effets de l’activité humaine finissent par modifier l’environnement terrestre sur une telle échelle que les extinctions ainsi provoquées deviennent comparables à celles constatées lors des grandes crises biologiques précédentes. Selon certaines études, un réchauffement climatique global et rapide engendré par l’action de l’homme pourrait, par exemple, avoir des effets sur les espèces vivantes à l’échelle mondiale.

 

IV 6 LES PERSPECTIVES ?

Deux études sont particulièrement intéressantes pour envisager le futur de la biodiversité.

IV 6 1 L’impact du changement climatique sur le futur de la biodiversité

            Les effets actuels

Une revue d’articles consacrés à la question par (Bellard et al., 2012) montre que les estimations actuelles de cet impact sont très variables, dépendant de leurs méthodes, des groupes taxonomiques étudiés, des métriques utilisées pour mesurer la perte de biodiversité, des échelles spatiales et des périodes de temps considérées.

Pourtant, la majorité des modèles indiquent des conséquences alarmantes pour la biodiversité, avec des scénarios du pire conduisant à des taux d’extinction permettant de parler de la 6e extinction de masse dans l’histoire de la Terre.

Les multiples composants du changement climatique sont supposés affecter tous les niveaux de la biodiversité, de l’organisme au biome. À la base le changement climatique peut diminuer la diversité génétique des populations du fait d’un processus de sélection en forme de migrations rapides qui pourraient à leur tour affecter le fonctionnement des écosystèmes et leur résilience. Une étude de 9630 systèmes inter spécifiques a montré qu’environ 6300 espèces pouvaient disparaître du fait de l’extinction de leur espèce associée. En sus, pour beaucoup d’espèces, le premier impact du changement climatique peut-être médiatisé par des effets de synchronie avec les besoins en nourriture et habitat des espèces. Le changement climatique a conduit à des bouleversements phénologiques intéressant la floraison des plantes et les insectes pollinisateurs, causant des dysfonctionnements entre plantes et pollinisateurs qui conduisent à des extinctions à la fois des plantes et des pollinisateurs.

Une des questions importantes dans le débat sur les effets écologiques du changement climatique est de savoir si les espèces seront capables de s’adapter à la vitesse à laquelle a lieu ce changement, ou pas. Quel que soit le type de réponse adaptative, les mécanismes sous-jacents sont soient dus à des micros évolutions (c’est-à-dire que l’espèce peut s’adapter génétiquement aux nouvelles conditions à travers des mutations ou la sélection des génotypes existants), soit à la plasticité, qui fournit un moyen de très court terme pour réagir. La plasticité peut impliquer une variation intra spécifique dans des traits morphologiques, physiologiques ou comportementaux, qui peuvent se produire à différentes échelles de temps à l’intérieur de l’amplitude spatiale de la population.

L’observation empirique suggère que la contribution plastique est souvent plus importante que la contribution génétique, comme observé chez les oiseaux. D’un autre côté, il y a des preuves empiriques croissantes que l’évolution peut être très rapide, comme en témoigne le cas de beaucoup d’espèces introduites, pour lesquelles des changements phénotypiques ont renforcé le potentiel invasif. Des expérimentations récentes confirment qu’une rapide évolution, possible à travers les mutations et la sélection, peut permettre aux espèces qui ont un cycle de vie rapide de s’adapter à de très sévères et rapides bouleversements environnementaux.

En réalité, 3 lignes de réponses sont possibles :

Une ligne spatiale : premièrement les espèces peuvent tracer des conditions appropriées dans l’espace et les suivre. Ceci est fait typiquement à travers la dispersion, mais les changements spatiaux ne sont pas limités à cela : des changements vers des habitats différents sont aussi pertinents. Des changements aux échelles de latitude et des altitudes ont déjà été observées pour plus de 1000 espèces, conduisant à un amplitude de réduction particulièrement pour les espèces polaires et montagneuses.

Une ligne temporelle : pour se prémunir des facteurs de changement tels qu’une modification de la température quotidienne ou annuelle, les individus peuvent répondre au changement climatique en se modifiant dans le temps. Les modifications de la phénologie, c’est-à-dire le timing du cycle de vie (floraison, fruitaison, migration saisonnière), sont une des réponses au réchauffement climatique les plus répandues au XXe siècle. Dans une méta-analyse incluant animaux et plantes, la réponse moyenne des espèces dépendantes au changement climatique a été un avancement dans les événements phénologiques clés de 5,1 jours par décennie durant les 50 dernières années. La floraison a avancé de plus de 10 jours par décennie pour nombre d’espèces. Mais ceci peut être aussi destructif, en perturbant la relation prédateur/ proie et les systèmes insectes/ plantes et peut conduire à une extinction d’espèces.

Une ligne physiologique : enfin les espèces peuvent faire face aux variations de conditions climatiques en s’adaptant elle-même aux nouvelles conditions plutôt qu’en recherchant les conditions optimales dans l’espace et le temps : modification de leur régime alimentaire, de leur budget énergie, par exemple. Quoique moins évidentes que les adaptations en termes de temps ou d’espace, quelques réponses physiologiques ont déjà été rapportées durant le XXe siècle.

            Évaluer le futur de la biodiversité globale

Les projections de perte d’espèces suggèrent que les extinctions locales d’espèces couvriront une très grande gamme de réponses, avec des zones n’expérimentant aucune perte et d’autres faisant face à des pertes presque complètes d’espèces existantes. On a pu estimer que plus de 16 % des terres européennes pourraient connaître des taux de perte de plus de 50 % en 2050.

Ces réponses doivent être distinguées des projections d’extinction d’espèces au niveau global, qui sont naturellement plus basses qu’au niveau local puisque des extinctions locales n’entraînent pas nécessairement des extinctions globales. Néanmoins, même ces estimations globales suggèrent que les pertes futures de biodiversité dues au changement climatique sont généralement plus élevées que les taux de pertes actuelles et beaucoup plus élevées que les taux d’extinction documentés par les enregistrements fossiles. Par exemple, une des premières études globales a estimé que vers 2050, 15 à 37 % des espèces seraient vouées à extinction dans une hypothèse moyenne de réchauffement.

Les oiseaux sont particulièrement sensibles aux changements climatiques. 2 études ont calculé les pertes vers 2100 : elles vont de moins de 0,3 % pour 8750 espèces d’oiseaux terrestres à plus de 30 % pour 8400 espèces d’oiseaux terrestres. Compte tenu de la vulnérabilité des 25 principaux points chauds, les extinctions des espèces endémiques pourraient atteindre 9 à 43 % dans les pires scénarios, représentant une perte potentielle de 56 000 espèces de plantes endémiques et 3700 espèces de vertébrés endémiques.

Les études basées sur les changements en abondance d’espèces prédisent généralement une érosion de la biodiversité du même ordre de grandeur que les modèles d’extinctions d’espèces, c’est-à-dire des pertes de 11–17 % à la fin du siècle. Naturellement, dans certaines régions la composition des espèces ne changera pas et dans d’autres presque toutes les espèces disparaîtront du fait du changement climatique. Des estimations de pertes des poissons de rivière à échelle locale varient de manière considérable, entre 0 et 75% selon la rivière considérée.

            Limitations

La plupart des modèles travaillent sous les hypothèses très fortes que les espèces vivent actuellement dans des niches thématiques optimales et qu’elles ne peuvent survivre s’il y a un changement dans les conditions climatiques qui contribuent à définir cette niche. Une telle hypothèse conduit à sous-estimer le potentiel d’adaptabilité des espèces. De nombreuses études ont montré que les espèces étaient capables de réponse rapide à travers la plasticité phénotypique ou la micro-évolution. En outre, des populations peuvent être localement adaptées à des conditions spécifiques, et des modèles traitant une espèce comme une unité homogène simple pourraient être en défaut.

Les modèles globaux actuels ne prennent pas en compte les dynamiques des populations ou des méta populations qui déterminent la distribution d’espèces, la structure des populations et le risque d’extinction à échelle locale. Les probabilités d’extinction sont basées sur des projections d’habitats convenables entièrement perdus (espèces vouées à extinctions) ou partiellement perdus (espèces avec risque d’extinction accrue). En fait, d’un côté des espèces sont vraisemblablement vouées à extinction parce qu’elles sont peu nombreuses et non connectées, et d’un autre côté, des espèces ont montré des modifications compensatrices dans leurs dynamiques démographiques en réponse à des changements climatiques.

Conclusion : la plupart des modèles font ressortir des conséquences alarmantes pour la biodiversité avec dans les pires scénarios des taux d’extinction permettant de la qualifier comme 6e extinction de masse de l’histoire de la terre. Néanmoins, les approches actuelles ont de sérieuses faiblesses : une évaluation des mécanismes connus des impacts climatiques sur la biodiversité suggère que le manque de plusieurs mécanismes clés dans les modèles peut conduire à de grandes sous-estimations ou surestimations des risques pour la biodiversité (Bellard et al., 2012).

IV 6 2 Les scénarios pour la biodiversité globale au XXIe siècle

Une revue de scénarios sur l’évolution de la biodiversité a été menée par (Pereira et al., 2010). Les auteurs regroupent les scénarios en quatre classes : l’extinction des espèces, l’abondance d’espèces et la structure de la communauté, les dégradations et pertes d’habitats, et les changements dans la distribution des espèces et des biomes.

             Les extinctions d’espèces

Il y a de grandes variations dans les projections des taux d’extinction futurs selon les études, avec trois facteurs expliquant la plus grande partie de cette variation.

Premièrement, l’importance du changement d’usage des terres et des changements climatiques explique une fraction substantielle de l’amplitude des extinctions projetées dans les études, suggérant qu’une limitation du changement d’usage des terres, spécialement dans les régions tropicales et subtropicales, et une atténuation agressive du climat pourraient réduire substantiellement les risques d’extinction.

Deuxièmement, une importante contribution à l’amplitude des projections est le manque de compréhension de l’écologie des espèces, spécialement des taux de migration et des spécificités de l’habitat.

Troisièmement, une part importante de la variation entre les études provient de différences entre les approches de modélisation et leur sensibilité aux hypothèses. L’amplitude des extinctions projetées reflète l’accord scientifique général que les changements climatique et d’usage des sols augmenteront les risques d’extinction, mais que l’amplitude de ces risques est encore incertaine.

En ce qui concerne la pêche maritime, les scénarios suggèrent que les futures augmentations de prise, partiellement dues au subventionnement de la pêche, pourront être obtenues seulement en intensifiant la pression sur les groupes qui ne sont pas actuellement pêchés en grande quantité, ce qui conduira à un déclin de l’index trophique marin. En revanche, une réduction dans l’effort de pêche et dans les pratiques destructrices de la pêche permettrait de reconstruire nombre de stocks importants. Pour ce qui concerne les systèmes terrestres, certains scénarios prévoient un déclin de 9 à 17 % dans l’abondance moyenne des espèces en 2050 par rapport à 2000. Les scénarios les plus favorables se fondent sur le doublement des zones protégées( jusqu’à 20 % des superficies terrestres), et une limitation de la croissance de la population et de la consommation…

             Dégradation et pertes d’habitat

La conversion de forêt vers l’agriculture a été le plus important des changements d’habitat observés. Dans la plupart des scénarios concernant l’usage des terres, la superficie forestière décline lentement durant les prochaines décennies, du fait de la déforestation extensive des forêts tropicales et subtropicales, phénomène partiellement compensé par l’augmentation de la couverture forestière dans l’hémisphère nord. En termes d’impact sur la biodiversité, le tableau général est pire que les simples projections forestières, puisque les pertes d’habitat dans les tropiques ne pourront être directement compensées par des gains dans les régions tempérées, les gains de forêt dans les 2 régions étant dues à l’expansion de plantations pauvres en espèces.

Certains scénarios prévoient une forte augmentation dans la couverture terrestre si des taxes carbone mondiales devaient être mises en place sur toutes les sources et puits de carbone, favorisant la protection des forêts et l’amélioration de l’efficacité agricole. Cependant, ils projettent aussi une déforestation massive si les taxes carbone devaient se concentrer sur les carburants fossiles seulement, stimulant une dépendance massive envers la bioénergie.

Le changement climatique est supposé être une cause majeure de changements dans les habitats marins, à travers l’augmentation de la température de l’eau, l’acidification des océans, et l’expansion de zones à oxygène minimal. L’acidification des océans réduit la disponibilité du carbone pour la calcification, ralentissant la croissance du corail, ce qui pourrait conduire à une large dégradation des récifs coralliens et des services éco systémiques qu’ils fournissent tels que la pêche, la protection contre les tornades et les revenus du tourisme.

Dans les écosystèmes d’eau douce, les modélisations se concentrent sur les excès de nutriments dans les rivières, et visent à apprécier comment ces changements affecteront directement les services éco systémiques tels que l’approvisionnement en eau, et la régulation de la qualité de l’eau.

 

             Changements dans la distribution des espèces et des biomes.

Certains modèles projettent un grand bouleversement dans la distribution des biomes terrestres, estimant la rapidité nécessaire pour s’accommoder du changement de température à plus de 1 km par an dans certains biomes. On s’attend à ce que ces changements produisent des réarrangements des écosystèmes, y compris la création de communautés nouvelles. Par exemple, la limite nord des forêts boréales pourrait se déplacer au nord dans la toundra arctique, tandis que la limite Sud Est sera l’objet d’un dépérissement, ouvrant la voie aux conifères et aux forêts tempérées.

La forêt amazonienne pourrait atteindre un point de basculement du à une combinaison de déforestation, de changement climatique et des incendies de forêt menant à des conditions plus sèches, et vers un basculement irréversible en une végétation de type savane. Au-delà d’un certain point, la forêt amazonienne pourrait relâcher de grandes quantités de carbone dans l’atmosphère et modifier les modèles pluviométriques sur de larges superficies de l’Amérique du Sud et de la partie sud de l’Amérique du Nord.

L’importance des pilotes dans le changement de la biodiversité diffère selon les zones, montrant que le changement d’utilisation des terres est le pilote dominant dans les systèmes terrestres, la surexploitation dans les systèmes marins, alors que le changement climatique se manifeste partout. Les modèles disponibles montrent ces différences, mais ne sont pas encore capables de tenir compte de l’ensemble complet des principaux pilotes du changement de la biodiversité future –par exemple, il manque des modèles globaux sur l’impact des barrages et de la pollution sur la biodiversité des eaux douces (Pereira et al., 2010).

 

IV 6 3 Discussion : La biodiversité, un concept difficile et malmené

La diversité biologique n’est pas un donné intemporel qui s’imposerait pour peu qu’on s’y intéresse ; elle est le produit d’une longue co-évolution d’activités humaines et de processus spontanés, elle a été façonnée pour des usages (et donc des services) que l’on attend d’elle…

En Europe elle est le résultat de 3 facteurs principaux : l’adaptation des espèces aux modifications de leur environnement…, des phénomènes géologiques (montagnes, érosion) et climatiques (le climat a beaucoup varié au cours du temps) et de l’action de l’homme sur les espèces et les milieux.

La diversité biologique en France est un « melting pot » (http://fondationecologiedavenir.org/Colloque_la_Biodiversite/Christian_Leveque.htm)

  • d’espèces qui ont naturellement (et parfois péniblement..) recolonisé les territoires libérés par les glaces en étendant leur aire de distribution
  • d’espèces qui ont accompagné les premiers agriculteurs migrant vers l’ouest
  • d’espèces importées par les voyageurs venant d’Asie, du Moyen orient, du nouveau monde, etc… pour l’économie et les loisirs
  • d’espèces introduites volontairement ou accidentellement avec les échanges commerciaux

Mais aussi…

  • une diversité de paysages créés par des usages notamment agricoles (bocages, prairies, zones humides, forêts, etc.)
  • des systèmes artificialisés gérés en fonction d’usages divers (chasse, pêche, stockage de l’eau, etc..)
  • des systèmes artificiels nouveaux (villes..)
  • et une diversité génétique créée par l’homme
  • etc.

L’état écologique des milieux dits naturels doit tout autant à l’action de l’homme qu’aux processus spontanés, la dichotomie patrimoine culturel/ patrimoine naturel n’est plus de mise !

On constate aussi un affaiblissement du concept (A. Pavé – Biodiversité, histoire du concept Colloque 19 mars 2015) :

Il y a simplification progressive du discours scientifique : le phénomène de la biodiversité est le plus souvent réduit à l’espèce et à une simple comptabilité, on compte ce qui disparaît et pas ce qui apparaît sinon pour parler, par exemple, d’espèce « invasive » ou de la lenteur de l’évolution, les méthodologies sont très mal calibrées (méthodes d’estimation, précision), les approches sont presque uniquement écologiques (au détriment des approches plus agronomiques) et enfin elles témoignent d’une vision fixiste plutôt que dynamique et évolutive

Les positions subjectives dominent de plus en plus : la biodiversité est une valeur systématiquement positive : elle est considérée a priori comme bonne pour l’homme et les écosystèmes (-et les virus ?), elle est fragile, menacée, en danger. L’homme est mauvais pour la biodiversité, les discours sont systématiquement catastrophistes et idéologiquement marqués, avec un mélange fréquent entre positions idéologiques et exposés scientifiques.

V L’APPROPRIATION HUMAINE DE LA PRODUCTION PRIMAIRE NETTE

 

V 1 LE CONCEPT

 

La production végétale terrestre est au fondement du cycle du carbone de la biosphère. Grâce à l’énergie solaire, l’eau et le CO2 atmosphérique sont transformés en hydrates de carbone de matière végétale. Cette matière végétale est la base du système mondial de l’alimentation et est source de nourriture, de fibres et de carburant pour l’humanité.

On appelle Production Primaire Nette (PPN) la quantité totale de carbone produite chaque année par la croissance des plantes.

La capacité des terres à produire de la biomasse est une ressource limitante critique. Bien que cette capacité puisse être modifiée par des intrants et des modes de gestion, la Production Primaire Nette (PPN) est limitée par la superficie, l’eau, le rayonnement solaire et les sols disponibles. La biomasse est indispensable à l’homme, mais est aussi une ressource nécessaire pour tous les autres animaux et microorganismes. Sa production annuelle reconstitue le carbone dans les sols et l’atmosphère et, dans certaines régions, génère des puits de carbone terrestres qui contribuent à limiter le changement climatique.

L’appropriation humaine de la capacité de la terre de la terre à produire de la biomasse constitue donc une mesure des modifications de la biosphère dues à l’homme. En outre, la Production Primaire Nette (PPN) est concernée par, et concerne, cinq des neuf limites planétaires définies précédemment : l’affectation des terres, les prélèvements d’eau douce, la perte de biodiversité et les cycles globaux de phosphore et d’azote. Elle est également sous l’influence directe de 2 autres : le changement climatique et la pollution chimique.

On désignera par « HANPP » l’appropriation humaine de la production primaire nette. Étant donné que la teneur en carbone de la biomasse est étroitement associée à son contenu énergétique, HANPP fournit un ensemble d’indicateurs pour mesurer les effets humains sur les flux d’énergie trophique naturels et les écosystèmes. HANPP peut être utilisée pour calculer l’intensité et l’efficacité avec laquelle chaque hectare de terre est utilisé.

HANPP non seulement réduit la quantité d’énergie disponible pour d’autres espèces, mais influe également sur la biodiversité, les débits d’eau, les flux de carbone entre la végétation et l’atmosphère, les flux d’énergie dans les réseaux trophiques, et la fourniture de services éco systémiques.

Les calculs montrent que les humains s’appropriaient en l’an 2000 23,8% de la NPP terrestre. Globalement, la récolte de la biomasse contribue à hauteur de 53% à la HANPP totale, les changements d’affectation des terres et l’augmentation de productivité induite comptant pour 40%, et les incendies d’origine humaine pour 7%.

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Source : (Running, 2012, 1458)

Au total, l’agriculture (cultures et le pâturage) est responsable de 78% de la HANPP mondiale, les 22% restants étant causés par l’exploitation forestière, les infrastructures et les incendies d’origine humaine.

Une ventilation régionale de la HANPP mondiale révèle des différences considérables selon les régions du monde. La HANPP se situe à 11-12% en Asie centrale, dans la Fédération de Russie, et l’Océanie (y compris l’Australie), alors que la terre est utilisée de manière plus intensive dans d’autres régions. Par exemple, en Asie du Sud la HANPP globale se monte à 63% ; l’intensité d’utilisation des terres est également élevée en Europe du Sud (52%) et orientale. Les réductions d’utilisation des terres induites par l’amélioration de la productivité varient de 5% en Asie de l’Est à 27% en Europe du Sud-Est.

Le concept de perte de productivité par rapport à la végétation potentielle mesure le fait que les humains ne parviennent pas à utiliser pleinement le potentiel productif d’une région, potentiel qui, s’il était utilisé pleinement, permettrait une augmentation de la biomasse sans augmentation de la HANPP, c’est-à-dire sans augmentation de la pression anthropique. Les résultats suggèrent que, à l’échelle mondiale, il peut y avoir un potentiel considérable pour augmenter la production agricole sans nécessairement augmenter la HANPP, ce que les pays industrialisés ont été effectivement capables de réaliser grâce à l’intensification agricole dans les 100-200 dernières années.

Les résultats de l’étude montrent que l’utilisation des terres est un facteur central. Non seulement elle modifie la surface de la terre, mais elle entraîne également des changements dans les cycles biogéochimiques et une détérioration de la capacité des écosystèmes à fournir des services essentiels au bien-être humain. C’est pourquoi les mesures visant à promouvoir l’utilisation de la biomasse pour la fourniture d’énergie afin de réduire les émissions de carbone liées aux combustibles fossiles doivent être considérées avec précaution. La récolte supplémentaire nécessaire pour atteindre les niveaux envisagés de bioénergie doublerait presque la récolte de la biomasse actuelle et générerait une pression supplémentaire considérable sur les écosystèmes. Des exemples comme celui-ci montrent la complexité des stratégies de « développement durable ».

V 2 PERSPECTIVES

Dans ces conditions quelles peuvent être les perspectives ? Commençons par comprendre le passé.

Une analyse des tendances de la HANPP sur la période 1910-2005 montre que, bien que la population humaine ait quadruplé et que le PIB ait été multiplié par 17, la HANPP mondiale a seulement doublé. Malgré cette augmentation de son efficacité, la HANPP a malgré tout encore augmenté, passant de 6,9 Gt de carbone par an en 1910 à 14,8 GtC / an en 2005, soit une appropriation humaine passant de 13% à 25% de la production primaire nette de la végétation potentielle. La biomasse récoltée par habitant et par an a légèrement diminué malgré la croissance la consommation en raison de meilleurs rendements.

Maintenir cette tendance aux gains d’efficacité suggère que la HANPP pourrait atteindre 27 à 29% d’ici 2050, mais fournir de grandes quantités de bioénergie pourrait augmenter ce taux à 44%.

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HANPP mondiale tout au long du siècle dernier. (A) Développement de HANPP mondiale par grands types d’utilisation des terres et les incendies d’origine humaine de 1910 à 2005. (B) Sensibilité des tendances mondiales de HANPP à l’incertitude des données et différentes hypothèses du modèle. (C) La récolte de Biomasse a augmenté parallèlement à la population. (D) Intensité de HANPP par habitant , par unité de PIB et par unité de récolte de la biomasse a baissé, révélant une efficacité croissante dans l’utilisation des terres.

Conclusions

L’analyse des tendances historiques montre que des gains d’efficacité considérables dans le passé ont entraîné un découplage de la croissance socio-économique et de la HANPP, mais, en termes absolus, la HANPP a continué d’augmenter. Même avec les améliorations d’efficacité, la production a pratiquement doublé, avec des coûts écologiques considérables. Les Bioénergies aux niveaux prévus par l’Agence Internationale de l’Energie et par le GIEC auraient un fort impact sur la planète.

VI DES LIMITES POUR LES NUTRIMENTS DE BASE ?

 

(Kahiluoto et al., 2014) ont étudié les répercussions sur l’alimentation humaine des limites planétaires établies par le Stockholm Resilience Center concernant l’azote et de phosphore.  Leur étude se propose de quantifier les conséquences sur l’approvisionnement alimentaire d’un retour à l’intérieur

des limites des consommations actuelles d’azote et de phosphore compte tenu de la capacité de régulation du système Terre, en se posant en filigrane la question : pourrait-on nourrir la population mondiale en respectant les processus vitaux de la Terre ?

 L’accroissement prévisible de la population va en effet entraîner un accroissement de la demande alimentaire, qui se traduira par une compétition accrue sur les ressources de la biomasse, sur les terres, sur l’énergie et sur les réserves de phosphore.

Le défi de l’alimentation est en outre aggravé du fait qu’il devra être relevé au moment où des limites biophysiques critiques pour plusieurs processus du système Terre qui déterminent les services éco systémiques élémentaires auront été outrepassées ou seront en voie de l’être. Les flux d’azote et de phosphore représentent de tels processus.

Des flux de nutriments en excès entraînent l’eutrophisation des eaux et une érosion de la biodiversité, ceux d’azote augmentent en en outre le risque du réchauffement climatique.

La disponibilité alimentaire des hommes dépend de l’azote et du phosphore parce que, avec l’eau, ils sont l’un et l’autre un facteur limitant de la production de biomasse, et sont de ce fait au cœur du management de l’agriculture.

Pour l’azote, une première estimation de la quantité d’azote réactif que le système terre peut absorber sans perturbation majeure est d’un quart du taux de conversion actuelle (l’atmosphère contient une grande quantité de diazote N2 (79 % en volume), mais cet azote gazeux est très peu biodisponible pour la plupart des espèces ; l’azote biodisponible est un facteur limitant important pour la production de biomasse, et donc pour la productivité de nombreux écosystèmes ; sa transformation en azote réactif (dans les engrais notamment) consomme beaucoup d’énergie, évidemment largement obtenue à partir de carburants fossiles.

Pour le phosphore, les limites planétaires représentent environ 10 fois le flux naturel.

Mais c’est la limite due à l’eutrophisation des eaux par le phosphore, plutôt que la limite imposée par l’azote, qui déterminera le niveau de la sécurité alimentaire.

A pratiques agricoles et régimes alimentaires inchangés, revenir à l’intérieur des limites critiques exigerait que l’approvisionnement alimentaire quotidien par habitant représente 10% de l’offre actuelle. Au moment du pic mondial de population vers 2100, c’est une baisse de 40 % par rapport à la population actuelle qu’il faudrait parvenir à atteindre.

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Source : (Kahiluoto et al., 2014, 18)

Lecture : sphères en bleu : flux totaux actuels d’azote et de phosphore ; sphères en jaune : parts du système agroalimentaire dans les flux actuels ; sphères de droite : en vert, flux correspondant aux limites planétaires ; en rouge, excès des flux dus au système agroalimentaire.

Heureusement, des changements majeurs simples dans l’approvisionnement alimentaire et la chaîne de la demande ou dans les régimes alimentaires pourraient aider à combler le déficit. L’effet combiné du non gaspillage de la nourriture et d’un régime végétarien, par exemple, pourrait multiplier les calories alimentaires disponibles limitées par le phosphore par près de 4.

930 kcal par habitant et par jour seraient disponibles si les écosystèmes d’eau douce étaient maintenus au niveau considéré comme normal. Si la limite due à l’azote était prise comme facteur limitant, ce sont même 1610 kcal par tête et par jour qui pourraient être fournies par l’élimination du gaspillage alimentaire et le passage à un régime végétarien, sans autre changement dans les systèmes agroalimentaires.

Kahiluoto_exces_azote_phosphore 2

 

Source : (Kahiluoto et al., 2014, 19)

Lecture : en vert, représentations des flux compatibles avec les limites planétaires ; en rouge, excès de ces flux dans la configuration actuelle.

L’étude montre ainsi qu’un retour brutal à l’intérieur des limites planétaires conduirait à des famines de masse et une diminution de la population actuelle. Si donc les limites planétaires d’azote et de phosphore devaient être prises au sérieux, une transformation radicale des systèmes agroalimentaires nécessitant un large éventail de moyens serait impérative, dont une transition mondiale vers un régime végétarien. Une modification des régimes alimentaires comportant une plus grande diversité des cultures et des mélanges de cultures, des algues, des poissons blancs, des insectes, etc. pourrait apporter une contribution importante à la sécurité alimentaire.

Mais revenir à l’intérieur des limites planétaires pour réduire le risque de conséquences désastreuses aura des répercussions politiques ; il faudra en effet qu’il y ait moins de différences entre les régions et les individus en termes de quantité de nourriture disponible…

 

VII L’EMPREINTE ÉCOLOGIQUE

VII 1 LE CONCEPT

 

Conçue dans les années 1990, l’empreinte écologique vise à représenter la capacité régénérative de l’écosystème qui doit être mobilisée pendant une période donnée pour permettre à l’économie correspondante de fonctionner (ressources nécessaires, déchets recyclés) ; elle mesure la superficie (en ha) nécessaire pour fournir les biens et services écologiques dont nous profitons.

L’Empreinte écologique compare la demande humaine de biocapacité et la capacité du monde naturel à y répondre : elle constitue donc un indicateur de la pression humaine exercée sur les écosystèmes locaux et mondiaux.

Concrètement, elle mesure les surfaces alimentaires productives de terres et d’eau nécessaires pour produire les ressources qu´un individu, une population ou une activité consomme, et pour absorber les déchets générés, compte tenu des techniques et de la gestion des ressources en vigueur.

Cette surface est exprimée en hectares globaux, c’est-à-dire en hectares de productivité biologique moyenne mondiale. Un hectare global (hag) exprime la capacité productive d’une unité commune, l’hectare possédant la productivité moyenne mondiale de l’ensemble des surfaces terrestres et maritimes biologiquement productives pour une année donnée

En effet, la capacité régénérative est la somme de quantités disparates (d’énergie, de viande, de céréales, d’émissions de CO2, etc.) de ressources. Comme ces ressources proviennent en dernier ressort du soleil, grâce à la photosynthèse qui produit l’herbe, qui permet aux herbivores de croître, puis d’être mangés par les carnivores etc., la quantité de ressources nécessaires pour produire une quantité de matière organique est déterminée par la surface disponible : chaque type de production ou de régénération mobilise une surface bio productive donnée (x hectares de pâturages pour une tonne de viande, etc.)…

Ceci suppose d’identifier les ressources consommées, de convertir les ressources consommées en surfaces bio productives, puis, afin de rendre comparables des surfaces bio productives de productivités très différentes dans la réalité, d’exprimer ces différentes surfaces bio productives en une surface de productivité moyenne, l’hectare global (Boutaud, Gondran, 2009, 37).

La conversion des ressources consommées en surfaces bio productives passe par la détermination de la bio capacité, dont le mode de calcul prend en compte la surface de terre ou de mer disponible pour chaque type d’usages (cultures, forêts, pêcheries, pâtures, sols artificialisés) ainsi que sa productivité biologique, c’est-à-dire la masse de ressources biologiques récoltées par hectare.
Cette bio capacité est calculée en multipliant la surface utilisée par chaque type d’usage (cultures, pâturages, forêts, zones de pêcherie) par un facteur de culture (rendement national/rendement mondial) puis en ajustant ce chiffre en fonction d’un facteur d’équivalence,  système de pondération des différents types de sols (terre cultivable, forêt, pâturage…) en fonction de leur productivité agricole potentielle (un hectare de pâturages est par exemple moins productif qu’un hectare de cultures) estimée selon les modèles de la FAO.

La comptabilité de l’Empreinte écologique normalise différents types de surfaces afin de tenir compte des écarts de productivité terrestre et maritime. Les surfaces réelles, exprimées en hectares, sont converties en hectares globaux au moyen de facteurs d’équivalence reflétant les écarts de productivité entre types de terres (par exemple, cultures et produits forestiers) et de facteurs de rendement reflétant les écarts dans un même milieu entre différents pays.

Les superficies ainsi calculées sont mesurées en hectare global ; par construction, au niveau mondial, le nombre total d’hectares globaux est égal au nombre d’hectares réels.

L’Empreinte d’une entité, nation ou territoire ou groupe donné dépasse sa bio capacité (situation baptisée « déficit ou dette écologique ») dans 3 cas :

  • si la nation effectue des prélèvements dans les écosystèmes à un rythme supérieur à celui auquel ils se régénèrent, exploitant ainsi les ressources accumulées au fil du temps ;
  • si elle importe des produits, et puise de ce fait dans la bio capacité des autres nations ;
  • et/ou si elle utilise les biens communs mondiaux, par exemple en émettant du dioxyde de carbone (consommation de combustibles fossiles) dans l’atmosphère.

 

VII 2 LES RÉSULTATS

L’Empreinte écologique de l’humanité, qui mesure donc la superficie (en ha) nécessaire pour fournir les biens et services écologiques dont elle profite, excède sa bio capacité, à savoir la superficie effectivement disponible pour assurer ces biens et services.

Actuellement, l’humanité a besoin de la capacité régénératrice d’une Terre et demie pour disposer des biens et services écologiques dont elle profite chaque année. Ce « dépassement » est possible, pour l’instant, car elle a pu couper des arbres à un rythme supérieur à celui de leur croissance, prélever plus de poissons dans les océans qu’il n’en naît, et rejeter davantage de carbone dans l’atmosphère que les forêts et les océans ne peuvent en absorber ; mais dès à présent, la somme de toutes les demandes humaines n’est plus compatible avec les capacités de renouvellement de la nature. Conséquence : les stocks de ressources s’appauvrissent et les déchets s’accumulent plus vite qu’ils ne peuvent être absorbés ou recyclés, comme en témoigne l’élévation de la concentration de carbone dans l’atmosphère.

 

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Source : (Ledant, 2005; McLellan, Iyengar, Jeffries, Oerlemans, 2014)

Dans les régions où la population croît à un rythme supérieur à celui de la consommation par tête, la population constitue le premier facteur d’expansion de l’Empreinte totale. En Afrique, l’élargissement de l’Empreinte est ainsi presque entièrement porté par la croissance démographique : la population du continent a augmenté de 272 %, alors que son Empreinte par tête est restée pratiquement inchangée. En Amérique du Nord, Amérique latine, Moyen-Orient/Asie centrale et Asie-Pacifique, l’évolution de la population et de la consommation par habitant participe à l’expansion de l’Empreinte, bien que la croissance démographique soit le facteur le plus décisif. Dans l’UE, la croissance démographique et celle de la consommation par habitant contribuent presque à part égale à la tendance. Seul le reste de l’Europe connaît un déclin de l’Empreinte totale pendant cette période, lié avant tout à celui de la population.

 

VII 3 DISCUSSION

L’empreinte écologique est un indicateur extrêmement connu, pédagogiquement très efficace et donc très utilisé. Comme tous les indicateurs de ce type, il a son domaine de validité et ses limites. Elle englobe pour seules activités de consommation des ressources et de production de déchets celles pour lesquelles la Terre possède une capacité de régénération, et pour autant qu’il existe des données exprimables en termes de surface productive. Par exemple, les rejets toxiques ne sont pas comptabilisés dans l’Empreinte écologique, pas plus que les prélèvements d’eau douce, bien que l’énergie servant à pomper l’eau ou à la traiter soit incluse.

L »empreinte écologique propose un instantané de la demande et de la disponibilité passée des ressources : autrement dit, elle ne prédit pas l’avenir. Elle n’estime donc pas les pertes futures causées par la dégradation actuelle des écosystèmes, qui, si elle persiste, peut néanmoins transparaître dans les comptes futurs sous la forme d’une réduction de biocapacité. Les calculs d’Empreinte n’indiquent pas non plus l’intensité avec laquelle une surface biologiquement productive est exploitée. Comme il s’agit d’une mesure biophysique, elle n’intègre pas les aspects sociaux et économiques qui constituent des dimensions essentielles de la durabilité (McLellan et al., 2014).

VII 3 1 L’EE est-elle un bon indicateur ?

Pour servir au suivi de performances, un indicateur doit répondre au moins aux conditions suivantes :

– ses évolutions doivent être sous l’influence principale des changements qui se passent au niveau de la personne (ou du groupe) dont les performances sont suivies ;

– et elles doivent avoir un sens univoque : il doit être clairement établi si une augmentation (ou une diminution) est souhaitable ou indésirable, y compris lorsqu’il s’agit de petites variations (car c’est généralement par des améliorations marginales que les changements durables s’opèrent).

Or  l’empreinte écologique est directement influencée par la démographie mondiale, donc par un facteur externe à la personne ou au groupe dont les performances seraient suivies (à moins qu’il ne s’agisse du monde entier).

Par ailleurs, l’EE est essentiellement une somme pondérée de consommations primaires, de sorte qu’une variation donnée de l’EE peut résulter soit d’une substitution de consommations soit d’une tendance générale (ou encore d’une combinaison de ces tendances).

« La seule démonstration apportée par l’empreinte écologique est celle de l’impossibilité du statu quo (Ledant, 2005). »

VII 3 2 Le problème de la capacité de charge

L’empreinte écologique repose sur le calcul de la bio-capacité, c’est-à-dire la capacité de charge du territoire considéré ; or ce concept n’est pas sans problème.

On appelle capacité de charge le nombre (maximum ou optimum selon les définitions) d’animaux qu’un territoire donné peut tolérer sans que la ressource végétale ou le sol ne subisse de dégradation.

C’est à l’origine un concept biologique qui permet d’évaluer le nombre de membres d’une espèce donnée qui peuvent vivre, manger et se reproduire dans une aire donnée sans épuiser l’environnement et sans devoir réduire leur population. Il sous-entend que la croissance d’une population donnée, quelle qu’elle soit, se déroule selon une courbe logistique en forme de S, arborant d’abord une faible hausse avant de s’accélérer pour enfin s’aplanir lorsqu’elle atteint sa capacité de charge.

A technologie donnée, la croissance de la population humaine implique naturellement une augmentation du niveau de stress sur les écosystèmes exploités en vertu de cette technologie, et il apparaît nécessairement un moment où la perte de résilience des écosystèmes associés deviendra critique, au point de provoquer, à un certain point, l’effondrement de ces écosystèmes.

Dans certains cas, la notion de capacité de charge peut fournir des estimations raisonnables sur un niveau de population supérieure durable à court et moyen terme pour une espèce. Cependant, il faut être prudent en ce qui concerne les prédictions à long terme, car elle ne tient pas compte du rôle que les organismes à forte croissance démographique et densité peuvent jouer pour modifier leur environnement naturel.
Ce concept soulève de nombreuses questions. Qu’est-ce qu’un niveau tolérable de résilience? Que veut dire une perte de résilience « critique »? Critique de quelle manière, ou à partir de quel point de vue? Critique signifie-t-il un saut, ou une discontinuité, dans le système? S’agit-il d’une réduction de «l’utilité» plutôt que d’un déclin précipité qualifié « d’effondrement »? Et que signifie qu’un écosystème s’effondre? Effondré ou simplement modifié ? De nombreuses questions restent donc sans réponse solidement établie (McLellan et al., 2014; Seidl, Tisdell, 1999).

Et de fait, si cette représentation semble raisonnable en théorie, hors du laboratoire, il est presque impossible de trouver des exemples de croissance logistique.

« (…) la capacité de charge, en tant que concept statique établi de façon univoque entre un environnement et une population ne peut être un concept valide lorsque l’on étudie des systèmes complexes tels que les exploitations halieutiques.

La capacité de charge est un concept relatif au point de vue où l’on se place, à une échelle de temps particulière et enfin à une dynamique dans laquelle toutes les données peuvent se modifier l’une l’autre.

L’analyse de systèmes concrets fait ressortir que la capacité de charge, en tant que concept statique établi de façon univoque entre un environnement et une population ne peut être un concept valide lorsque l’on étudie des systèmes complexes. C’est un seuil à partir duquel le contenant (l’exploitation, le milieu, etc.) ne peut plus maintenir un statu quo. A l’issue de ce changement il peut y avoir un changement d’organisation, de structure et soit passage à un nouveau mode homéostasique dans lequel de nouveaux seuils sont définis, soit extinction ou disparition.

La substitution de la notion de seuil à celle de capacité de charge introduit une idée d’évolution, de passage (progressif ou non) d’un système à un autre. Il n’implique pas forcément que le nouveau système soit moins satisfaisant que le précédent. » (Le Fur, 1998; Seidl, Tisdell, 1999)

 

 « (…) ceux qui affirment que les capacités de charge en écologie humaine et appliquée sont scientifiques et objectivement déterminées desservent le monde de la recherche. Une telle affirmation ne paraît soutenable que dans des conditions régulées…. Elle est indéfendable pour ce qui est des capacités de charge sociales et la plupart des questions d’écologie appliquée démontrent l’invalidité d’un concept forcément marqué par les jugements de valeur. Les capacités de charge varient en fonction des jugements de valeurs et des objectifs qui s’y rattachent. Dans la société humaine, les arrangements institutionnels jouent généralement sur les capacités de charge et les niveaux de populations souhaitées, et les capacités de charge diffèrent parfois grandement à court ou à long terme. Les capacités de charge sont loin d’être des constantes universelles. » (Seidl et Tisdell 1999) traduction (Angus, Butler, 2014; Le Fur, 1998).

 

VIII LE TAUX DE RETOUR ÉNERGETIQUE

 

Comme pour toute activité, capturer de l’énergie demande… de l’énergie ! Il faut des machines pour extraire le pétrole du sol, le raffiner et le transporter, il faut des usines pour fabriquer des éoliennes, etc. La quantité d’énergie disponible une fois déduite l’énergie nécessaire à sa production s’appelle l’énergie nette.

VIII 1 LE CONCEPT

Pour calculer l’énergie nette, on utilise le taux de retour énergétique, Energy Return On Investment (EROI), qui est le ratio de l’énergie utilisable rapportée à la quantité d’énergie dépensée pour l’obtenir. La différence entre l’énergie utilisable et l’énergie dépensée pour l’obtenir s’appelle l’énergie nette.

L’EROI d’une ressource ne peut pas être inférieur à 1, car cela voudrait dire que la quantité d’énergie récupérée est inférieure ou égale à la quantité d’énergie dépensée pour l’obtenir.

EROI = Energie délivrée à la société / Energie nécessaire pour obtenir, délivrer et utiliser cette énergie

Exemples d’EROI par sources d’énergie

eroi_par_sources

Source : http://www.eoearth.org/files/143901_144000/143973/eroi_electric_power.jpg

Rendements énergétiques par sources et quantité d’énergie délivrée :

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Source : http://cla.auburn.edu/ces/energy/algae-as-energy-a-look-to-the-future/

Pour comprendre comment l’EROI influence l’énergie nette, il faut regarder comment sont liés EROI et énergie nette :

EROI = Edélivrée/ Enécessaire
Energie nette = Edélivrée –  Enécessaire
En résolvant le système d’équations, on obtient :

Energie nette = Edélivrée *(1-1/EROI)

Cette équation explique ce qu’on appelle communément « la falaise de l’énergie nette » : cf. le graphique ci-dessous qui figure, en gris foncé, la décroissance de l’énergie nette en fonction de l’EROI.

net_energy_cliff_graph

Source : (Murphy, 2014, 9)

Un seuil apparaît pour un EROI d’à peu près 8, en dessous duquel l’EROI plonge littéralement ; en raison de la nature asymptotique de la courbe EROI, il ya peu de différence dans le débit réel de l’énergie nette délivrée par des technologies qui ont des EROI au-dessus de 8. Le corollaire est que les processus d’extraction / conversion avec des EROI en dessous de 8 montrent des résultats extrêmement différents entre les flux d’énergie nette générée.

the_net_energie_cliff 2

Source : ("File:Net energy cliff.gif", 2013)

 

Par exemple, une baisse de l’EROI de l’extraction de pétrole de 50 à 10 se traduirait par une variation du débit net d’énergie de 98% (par rapport au flux d’énergie brute) à 90%. Cependant, une baisse de l’EROI de 10 à 2 ferait passer l’énergie nette de 90% à 50% du flux d’énergie brute.

Cela signifie que la pertinence de l’EROI pour des comparaisons significatives de technologies d’extraction / de conversion diminue avec l’augmentation de l’EROI. Des comparaisons entre technologies à EROI élevé n’ont pas grand intérêt, le plus important étant d’éviter les technologies à EROI très faible (<8).

Pour les énergies renouvelables, les modes de calcul de l’EROI peuvent avoir une grande importance sur les résultats obtenus dans la mesure où elles offrent une énergie intermittente ; il est généralement admis que l’intensification des énergies renouvelables nécessitera l’adoption d’une sorte de système de stockage pour tenir compte des périodes de sur- et sous-production. Cependant les EROI du vent ou de l’énergie solaire photovoltaïque vont sûrement diminuer si les coûts en énergie de ces systèmes de stockage sont comptabilisés. La question est de savoir si ce coût supplémentaire d’énergie diminuera l’EROI de ces systèmes en dessous du seuil… .( http://www.theoildrum.com/node/8625)

 

VIII 2 DE QUEL EROI GLOBAL UNE ÉCONOMIE A-T-ELLE BESOIN ?

 

Une économie doit avoir un afflux d’énergie nette pour croître. Comme les organismes, les économies ont des exigences d’énergie à satisfaire avant de pouvoir investir dans la croissance. On peut avoir un aperçu de la relation entre EROI et croissance économique en distinguant 3 principales utilisations de l’énergie par la société:

Pour le Métabolisme : les coûts de l’énergie et des matériaux associés à l’entretien et à la reproduction des populations et à la dépréciation du capital (par exemple la consommation alimentaire, la réparation des ponts…).
Pour la Consommation: la dépense d’énergie qui ne sert pas à augmenter les populations ou l’accumulation de capital et ne sont pas nécessaires pour le métabolisme (exemple : l’achat de billets de cinéma ou de billets d’avion pour des vacances; en général, les articles achetés avec le revenu disponible).
Pour la Croissance : l’investissement, les matériaux et l’énergie pour les populations et le capital au-delà de ce qui est nécessaire pour le métabolisme (exemple : la construction de nouvelles maisons, l’achat de nouvelles voitures, l’augmentation de la population).

Diagramme des flux reliant l’énergie nette, l’EROI et la production de l’énergie pour une économie hypothétique. Chaque diagramme décrit les flux d’énergie selon différents EROI, qui varient de 10 (a), à 5 (b), à 2 (c), et 1,5 (d).

flow_diagram_eroi

Source : (Murphy, 2014, 10)

Selon Charles Hall, avec un EROI de 1,1/1, tout ce que l’on peut faire, c’est extraire le pétrole du sol. Avec 1,2/1, on peut en plus le raffiner. À 1,3/1, on peut en plus le déplacer. Pour conduire un camion, il faut un EROI d’au moins 3/1 en tête de puits. Pour charger le camion de quelque matière que ce soit il faut un EROI de 5/1. Et cela inclut la dépréciation pour le camion. Mais inclure l’amortissement des salariés concernés nécessite un EROI de 7/1. Les dépenses d’éducation correspondantes font monter l’EROI à 8 ou 9/1. Et les dépenses de santé nécessitent un EROI de 10/1 ou 11/1. (http://www.scientificamerican.com/article/eroi-charles-hall-will-fossil-fuels-maintain-economic-growth/)

 

VIII 3 PROSPECTIVE DE L’EROI

Depuis la révolution industrielle, l’humanité vit sur des sources d’énergie présentant d’excellents EROI, pétrole en tête. Mais les EROI sont en décroissance continue. Il y a un demi-siècle, l’EROI du pétrole brut était de l’ordre de 75/1 ; il est aujourd’hui en moyenne de 15/1. Cela s’explique par le fait que les réserves faciles d’accès ayant été exploité en premier, il faut de plus en plus d’énergie pour extraire le pétrole d’un champ en fin de vie, ou situées en mer à une plus grande profondeur, ou dans des environnements très difficiles comme l’Arctique.

Et même, l’EROI du pétrole pendant les beaux jours de l’exploitation pétrolière au Texas, en Oklahoma et en Louisiane, dans les années 1930, était d’environ 100 retournés pour 1 investi. Pendant les années 1970, il était d’environ 30: 1, et dans les années 2000 il est passé à 11 – 18 retournés pour 1 investi.

Pour le monde l’estimation était d’environ 35: 1 dans les années 1990, en baisse à environ 20:1 dans la première moitié de la décennie 2000. En outre, globalement, il faut utiliser entre 2 à 3 barils pour trouver chaque nouveau baril. Si les tendances actuelles se poursuivent linéairement, dans environ deux à trois décennies, il faudra trouver un baril de pétrole pour en produire un, et le pétrole, et éventuellement le gaz, cesseront d’être des sources nettes d’énergie.

En définitive la vraie question n’est pas la taille des réserves mondiales de pétrole, mais plutôt la taille de la partie extractible ayant une valeur positive d’énergie nette, et dans quelle mesure les carburants à haut EROI pourront être produits  (Hall, Balogh et Murphy 2009).

Hors l’hydraulique, les sources d’énergies renouvelables ont également des EROI faibles, que ce soit l’éolien ou le solaire photovoltaïque. Comme ces énergies sont en général intermittentes, il faut des systèmes de stockage de lissage de la production pour l’adapter à la consommation ; tous ces équipements, coûteux, engendrent des pertes de rendements, qui réduisent encore les taux de retour énergétique.

Il est donc peu probable que les taux d’amélioration des intensités énergétiques progressent significativement dans les années ou décennies à venir. Pas plus que dans les 40 dernières années, il n’y aura de découplage fort entre consommation énergétique et activité économique, même en investissant davantage dans la recherche et l’innovation.

Ce qui va changer, par contre, c’est la quantité d’énergie disponible, qui va diminuer du fait de la déplétion des ressources d’énergie fossile, de la lutte contre le réchauffement climatique, du manque d’investissement et/ou de la baisse des EROI.

« Les points suivants semblent clairement d’un examen de la littérature: (i) l’EROI de la production mondiale de pétrole est d’environ 17 et en déclin, tandis que celui des Etats-Unis est de 11 et à la baisse; (ii) l’EROI du pétrole en eau ultra profonde et des sables bitumineux est inférieur à 10; (iii) la relation entre l’EROI et le prix du pétrole est inverse et exponentielle; (iv) pour un EROI en dessous de 10, la relation entre cet EROI et le prix devient fortement non linéaire; et (v) le prix minimum du pétrole nécessaire pour augmenter son approvisionnement à court terme est à des niveaux compatibles avec des niveaux qui ont induit des récessions économiques par le passé. Comme l’EROI du baril moyen de pétrole diminue, la croissance économique sera plus difficile à atteindre à long terme, et à un coût énergétique et environnemental de plus en plus élevé (Murphy 2014). »

Les limites biophysiques qui se profilent, celles posées par le pic pétrolier, par la baisse des EROI et par le coût énorme du dérèglement climatique, sont susceptibles de se produire dans la même période historique, aggravant une situation économique dont le potentiel de croissance est en chute depuis des décennies.

IX OBSERVATIONS SUR LE CONCEPT DE LIMITE

 

Le concept de limite [à la croissance] [dans un monde fini] est ancien. À la fin du XVIIIe siècle, par exemple, le pasteur Thomas Malthus redoute déjà les effets d’une croissance de la population supérieure à celle de l’offre de nourriture, et préconise la limitation des naissances par l’abstinence sexuelle. On rappelle son célèbre apologue :

« Un homme qui naît dans un monde déjà occupé, si sa famille ne peut le nourrir, ou si la société ne peut utiliser son travail, n’a pas le moindre droit à réclamer une portion quelconque de nourriture, et il est réellement de trop sur la terre. Au grand banquet de la nature, il n’y a point de couvert mis pour lui. La nature lui commande de s’en aller, et elle ne tarde pas à mettre elle-même son ordre à exécution, s’il ne peut recourir à la compassion de quelques convives du banquet. »

Le progrès technique, sous la forme d’une croissance phénoménale des rendements agricoles depuis son époque, lui a donné tort. Mais la crise environnementale actuelle (pollution, érosion des sols, diminution de la couche d’ozone, réchauffement climatique, érosion de la biodiversité…), par son caractère massif, renouvelle la question.

Selon « les limites à la croissance » nous sommes sur une trajectoire économique non soutenable. Selon le Stockholm Resilience Center, quatre des neuf limites écologiques planétaires seraient déjà franchies : le changement climatique, l’érosion de la biodiversité, le changement d’usage des terres et l’utilisation de l’azote et du phosphore, deux éléments essentiels à la fertilité des sols. Par ailleurs, en quelques décennies, l’empreinte écologique de l’humanité a explosé : nous avons besoin de la capacité régénératrice de 1,5 Terre pour disposer des services écologiques dont nous profitons chaque année. Et ne parlons pas du problème des nutriments ou de celui du taux de retour énergétique…

La réponse habituelle aux menaces qui s’amoncellent tient en un mot : la technologie. Une question très importante est celle de la gouvernance.

IX 1 LA TECHNOLOGIE

 

La conception dominante soutient qu’une croissance rapide et durable du progrès technique aura pour effet de compenser toujours les impacts négatifs de l’utilisation des ressources, de la croissance démographique et de la pollution, et que le progrès technique, en réalité, est le moteur des gains de productivité. Elle fait aussi l’hypothèse qu’à la fin des fins tout est substituable : lorsque les ressources seront épuisées ou proches de l’être, des substituts ne manqueront pas d’apparaître.

Et c’est effectivement ce qui s’est passé depuis 2 siècles. Mais il y a aussi des raisons d’être moins optimiste :

  • d’une part en effet force est de constater un ralentissement sensible du progrès technique sur le long terme ; plusieurs explications sont invoquées :
    • Avec le glissement des emplois de l’industrie vers le tertiaire – avec des gains de productivité globalement moins importants dans les services que dans l’industrie -, la productivité du travail de l’ensemble de l ‘économie est condamnée à croître plus modérément.
    • A partir des années 70, c’est-à-dire aux commencements de la troisième révolution industrielle liée à l’informatique et aux  nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC), l’intensité de l’innovation ne cesse de diminuer pour trois raisons principales : une demande sociale croissante de normes réglementaires bridant la propension à l’invention, un esprit entrepreneurial avide d’une profitabilité à court terme peu favorable aux innovations de rupture, et  une moindre incitation à investir des États dans la recherche d’innovations radicales stratégiques en termes de défense.
    • L’innovation depuis les années 2000 serait centrée sur le loisir et la consommation, mais ne changerait pas fondamentalement la productivité du travail ou le mode de vie, comme la lumière électrique, l’automobile ou l’eau courante l’ont fait. Les deux premières révolutions industrielles, s’étalant du milieu du XVIIIe siècle jusqu’au milieu du XXe siècle, ont impacté dans des proportions importantes notre capacité à produire plus efficacement, et ces gains extraordinaires pour l’humanité ne pourraient se produire qu’une seule fois, ne laissant donc place ultérieurement qu’à des améliorations marginales.
  • Et d’autre part : « Il y a 3 raisons qui expliquent que la technologie et les mécanismes du marché, qui en temps normal fonctionnent bien, ne puissent pas résoudre les problèmes générés par une société qui avance vers un réseau de limites à un rythme exponentiel. Elles ont trait aux objectifs, aux coûts et aux délais.
    • La 1ère raison est que les marchés et les technologies ne sont que des outils au service des objectifs, de l’éthique et de l’horizon temporel de la société dans son ensemble. Si les objectifs implicites d’une société sont d’exploiter la nature, d’enrichir les élites et de faire fi du long terme, alors cette société développera des technologies et des marchés qui détruiront l’environnement, creuseront le fossé entre les riches et pauvres et privilégieront les gains à court terme. En résumé, cette société va développer des technologies et des marchés qui vont précipiter son effondrement au lieu de l’éviter.
    • La 2e raison de la vulnérabilité de la technologie est que les mécanismes d’ajustement ont un coût. Le coût de la technologie et des marchés dépend des ressources, de l’énergie, de l’argent, de la main-d’œuvre et du capital. Ces coûts ont tendance à augmenter de façon non linéaire à mesure qu’on approche des limites. Ce phénomène explique aussi le comportement parfois surprenant d’un système. On peut se permettre financièrement de diviser par 2 la quantité de polluants par voiture, mais si le nombre de véhicules double, la quantité de polluants par voiture devra à nouveau être divisée par 2 simplement pour conserver la même qualité de l’air. 2 doublements nécessitent une diminution de 75 % de la pollution et à 3 doublements, c’est 87,5 % de la pollution qu’il faut éliminer. C’est pourquoi à partir d’un certain moment, on ne peut plus dire que la croissance va permettre à l’économie d’être assez riche pour financer la dépollution. La croissance entraîne en réalité l’économie dans une augmentation non linéaire des coûts jusqu’au moment où toute dépollution supplémentaire ne peut plus être financée.
    • La 3e raison pour laquelle la technologie les marchés ne peuvent résoudre ces problèmes automatiquement tient au fait qu’ils fonctionnent au moyen de boucles de rétroaction avec distorsion de l’information et retard. Les temps de réaction des marchés de la technologie peuvent être bien plus longs que ce que suggèrent les théories économiques ou les modèles mentaux » (Meadows, Meadows, Randers, 2012; Murphy, 2014).

(…) l’exploitation croissante des ressources renou­velables, la disparition des matières non renouvelables et le remplissage des exutoires font ensemble augmenter, lentement mais sûrement, la somme d’énergie et de capitaux requise pour continuer à assurer la quantité et la qualité des flux de matière qu’exige notre économie. Ces coûts résultent d’une association de facteurs physiques, environnementaux et sociaux. À terme, ils seront trop élevés pour que l’industrie puisse continuer à se développer. Lorsque nous en serons là, la boucle de rétroaction positive qui a rendu possible l’expansion de l’économie matérielle va faire machine arrière et l’économie va se contracter (Meadows, Meadows, Randers, 2012, 96).

Aussi, nous pourrions avoir atteint un stade de « croissance non économique », situation dans laquelle les coûts occasionnés pour la société par une unité de croissance supplémentaire (conventionnellement mesurée par le PIB) deviennent supérieurs au bénéfice que la société retire de cette croissance.

IX 2 UN PROBLÈME DE GOUVERNANCE ?

Comme on le voit avec les négociations climatiques, une gouvernance mondiale des limites planétaires n’est pas tâche facile. (Galaz et al., 2012) proposent un survol des défis auxquels serait confrontée une gouvernance globale de limites planétaires multiples, interactives et possiblement non linéaires. Les auteurs repèrent 4 difficultés :

  • les interactions sciences–politique: le concept de limite peut être considéré comme très normatif. Il implique un cadre scientifiquement défini, mais naturellement contestable. Un exemple est celui de la dimension Nord-Sud qui pourrait se manifester pour la définition de ce qui constitue un « espace de travail sûr ». Alors qu’il pourrait sembler raisonnable d’appliquer un principe de précaution, il pourra y avoir débat entre nations qui ont des besoins différents de développement. Les difficultés que posent à la gouvernance l’interaction entre intérêts économiques différents et une perception des risques différente sont anciennes et bien connues : les tentatives internationales pour traiter la déforestation, protéger les écosystèmes coralliens ou réglementer la pêche et les bassins transfrontaliers ont montré leurs limites du fait des différences d’intérêts et de perception des risques entre intérêts internationaux, nationaux et locaux.

Néanmoins, force est de constater que nombre d’arènes pour des synthèses scientifiques inter systèmes ont émergé dans les dernières décennies.

  • La capacité de traiter de problèmes à multiples dimensions: quelles que soient les avancées scientifiques, toute discussion sur des solutions institutionnelles au niveau international ne peut résulter que de négociations entre Etats souverains. Un certain nombre d’institutions internationales ayant à traiter de limites spécifiques existent déjà : Protocole de Montréal sur le trou d’ozone, Convention internationale des Nations unies sur le changement climatique (CCNUCC), Convention sur la Diversité Biologique.

Mais d’autres limites, telles que le cycle global de l’eau, celui des nutriments, le problème de l’acidification des océans, le changement d’affectation des terres, sont nettement moins bien saisies par les institutions internationales qui nécessiteraient sans doute des réformes globales profondes. En sus, alors même que les limites planétaires ne sont pas gouvernées par une architecture institutionnelle cohérente, elles sont aussi affectées par tout un ensemble de problèmes non environnementaux, tels que ceux liés au commerce international.

Par exemple, l’impact d’une croissance rapide des bio fiouls influe sur le changement d’affectation des terres, le cycle de l’eau, la biodiversité…

Par ailleurs, les interactions entre processus de  limites planétaires rendent l’émergence d’une coordination inter-institutionnelle robuste très difficile. Ces interactions sont difficiles à traiter à des niveaux multiples (locaux–globaux) ; alors que les Etats souverains sont les acteurs clés du système international, les dynamiques complexes du système Terre atténuent sérieusement les incitations à une action collective.

  • La prise en compte des interactions entre limites: le dilemme changements environnementaux incrémentaux versus changements abrupts, quoique fondamental, sera difficile à traiter. Par exemple, alors que certaines implications du changement climatique et de l’acidification des océans sur les écosystèmes marins peuvent faire l’objet de projections vraisemblables, d’autres réservent des surprises en tant que système socio-écologiques non linéaires à multiples niveaux –tels les effondrements régionaux de récifs coralliens, la diminution rapides et irréversible de stocks de poissons, avec des implications sévères en termes de sécurité alimentaire. Ceci pose un défi de coordination difficile aux organisations internationales. D’un côté, les changements incrémentaux demandent une action coordonnée évoluant avec des interactions répétées, une exécution par un ensemble de nations, d’organisations régionales et interrégionales ; d’un autre, traiter les surprises écologiques et les effets en cascade des changements environnementaux demande des réponses à niveaux multiples et ad hoc, avec un haut degré de flexibilité et de capacité d’expérimentation.
  • Le rôle de la gouvernance globale pour conforter, coordonner et réguler les innovations : nouvelles technologies, nouvelles pratiques de gestion, structures organisationnelles ou institutionnelles modifient profondément le système dans lequel elles évoluent.

Mais c’est loin d’être chose facile. L’innovation est un processus complexe et socialement contesté, conduit par des échanges entre dynamiques micro (inventeur individuel par exemple) et macro (politiques économiques par exemple).

X EN CONCLUSION

 

Les limites [dont nous avons parlé] font partie de celles que les chercheurs connaissent aujourd’hui dans le monde. Rien ne nous assure qu’il s’agisse des limites les plus importantes. L’avenir nous réserve des surprises, certaines bonnes, d’autres moins. Les technologies (…) seront certainement améliorées, mais, d’un autre côté, de nouveaux problèmes vont apparaître, encore inconnus aujourd’hui. [C’est que] la nature de ces limites est complexe, car sources et exutoires font eux-mêmes partie d’un système dynamique et intégré, régi par les cycles biogéo-chimiques de la planète(…) Il peut y avoir interaction entre les sources et les exutoires, et un système naturel peut à la fois servir de source et d’exutoire.

Ne nous méprenons pas : les limites existantes ne portent pas sur le niveau d’activité économique des hommes tel que mesuré par le PNB mondial. Les limites existantes restreignent l’empreinte écologique de l’activité humaine. Et il ne s’agit pas de limites absolues à court terme. Les dépasser n’équivaut pas à se précipiter de façon inexorable contre un mur. (…) Mais, après le dépassement des limites, les flux devront de toute façon diminuer, soit grâce à une décision humaine, soit à cause des limites imposées par la nature (Meadows, Meadows, Randers, 2012, 101).

 

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