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L'écologie industrielle : une stratégie de développement territorial durable ?

Muriel Mailleffert, Université Lille 3 et CLERSÉ-MESHS

L'écologie industrielle est un domaine appliqué qui s'est développé depuis une trentaine d'années, principalement à l'échelle de parcs d'activités, nommés parcs éco-industriels. L'objectif des expérimentations est de promouvoir, à l'échelle des entreprises ou même des territoires, des échanges permettant de coupler le développement économique des entreprises et la minimisation des prélèvements et des rejets. L'expérience la plus ancienne et la plus connue est celle de Kalundborg au Danemark. Pour la plupart des observateurs, cette expérience est de nature spontanée, alors qu'une étude un peu plus attentive montre que sont en jeu bien plus que des modes de coordination de type marchand. Dès lors, l'impact potentiel de l'écologie industrielle dépasse le seul cadre de l'organisation industrielle pour interroger la question du modèle de développement.

On qualifie parfois l'association des deux termes " écologie " et " industrie " d'association de contraires ou d'oxymores [1]. Dans son principe, en effet, l'industrie est prédatrice de ressources naturelles et considère les déchets comme des rejets sans effets sur la biosphère. Si les industriels ont toujours eu conscience de l'existence de coproduits valorisables (les produits dits fatals) ou de procédés mutualisables entre entreprises (l'utilisation de ces coproduits comme ressources, notamment énergétiques, pour d'autres entreprises), c'est parce que ces produits pouvaient éventuellement avoir une valeur marchande ou entraîner des économies d'échelle.

Parler d'écologie industrielle implique d'inverser la logique économique habituelle (le business as usual) pour insérer les pratiques industrielles dans leur environnement naturel. Cette posture, cependant, porte en germe la tentation d'un retour à une conception de l'économie comme " fait naturel ", en privilégiant une lecture exclusivement naturaliste ou organiciste de l'activité économique. De tels enjeux ne concernent pas seulement les théoriciens, mais peuvent également guider, en pratique, les expérimentations d'écologie industrielle sur des parcs d'activité ou des territoires. De ce point de vue, les questions traditionnelles liées au développement industriel sont toujours d'actualité : l'écologie industrielle est-elle un nouvel avatar de l'idée taylorienne du one best way ? Quels sont ses rapports avec la croissance, le développement et la durabilité ? A-t-elle des potentialités d'application concrète pour la promotion du développement durable à l'échelle des territoires ?

L'origine du concept

L'acte de naissance de l'écologie industrielle est le plus souvent associé à la publication en 1989, par deux ingénieurs-chercheurs de la firme Général Motors, Robert Frosch et Nicholas Gallopoulos, d'un article dans le numéro spécial de la revue Scientific American consacré à " La gestion de la planète Terre " [2].

À partir de développements autour de la notion d'externalités (liées aux innovations ou aux procédés industriels), d'impossibilité de développement à l'infini du mode de vie occidental compte tenu des déchets générés, les auteurs avancent l'idée que le système industriel peut se comporter comme un écosystème dans lequel la consommation d'énergie et de matières premières serait optimisée, la quantité de déchets minimisée et les rejets de processus serviraient de matières premières à d'autres. Ils développent ainsi l'idée d'une possible imitation des écosystèmes biologiques par les écosystèmes industriels. La matrice principale d'évolution passerait par des innovations technologiques, destinées à réduire les prélèvements, pollutions et rejets. Celles-ci émergeraient sous l'effet de la hausse du coût des déchets et d'incitations fiscales adaptées. Elles pourraient conduire les industriels dans la voie de la " production durable " (sustainable manufacturing), réconciliant économie et environnement (efficacité et viabilité) et bien-être (équité).

Suite à cette publication, la notion s'est progressivement diffusée et institutionnalisée, notamment grâce au soutien de la National Academy of Science aux États-Unis (parrainage d'un colloque à Washington dès 1991) et à la création, en 1997, d'une revue spécialisée (The Journal of Industrial Ecology) [3].

En France, Suren Erkman, journaliste scientifique et consultant, a contribué à populariser la notion dans un ouvrage considéré comme pionnier [1]. Il a également corédigé une des premières études pour l'implantation d'une expérimentation de l'écologie industrielle dans une des zones industrielles de l'agglomération de Dunkerque [4].

R. Frosch et N. Gallopoulos proposent une vision très entrepreneuriale et très appliquée de l'écologie industrielle : ils citent de nombreux exemples concernant les déchets, les rejets, les coproduits entre des industries. Mais l'écologie industrielle n'est pas seulement une pratique de terrain, elle ambitionne de devenir un mode de production durable, voire un mode de développement pour les territoires (on parle alors d'écologie territoire) [5] ou encore pour les espaces urbains (on utilise le terme écologie urbaine) [6]. La structuration du domaine autour de pôles de référence (comme le pôle français d'écologie industrielle) est ainsi indispensable au développement des recherches et la mise en place d'expérimentations, qui s'appuient le plus souvent sur un consortium multi-partenarial entre acteurs industriels, acteurs institutionnels et monde de la recherche [7].

L'université technologique de Troyes (UTT) constitue, de ce point de vue, un des pôles de référence pour la promotion de l'écologie industrielle en France. Le groupe Arpege (Atelier de reflexion et de prospective en écologie industrielle), créé en 2007 grâce au soutien de l'Agence nationale de la recherche, a ainsi proposé une définition synthétique et à vocation générale de l'écologie industrielle :

" L'écologie industrielle porte une attention particulière à l'analyse des échanges entre les sociétés et la nature et à la circulation des matières et de l'énergie qui les caractérisent, ou qui caractérisent les sociétés industrielles elles-mêmes. Ces flux sont analysés d'un point de vue quantitatif (métabolisme industriel) voire naturaliste, mais aussi d'un point de vue économique et social, dans une perspective systémique. L'écologie industrielle constitue ainsi un champ de recherche pluri et interdisciplinaire, mais aussi une démarche d'action dans la perspective d'un développement durable."

http://www.arpege-anr.org/resultats-de-larp/ARPEGE_propositions.pdf

L'écologie industrielle se présente comme un domaine en émergence qui défend des principes précis, autant du point de vue de la posture méthodologique (ouverture et interdisciplinarité) que des méthodes elles-mêmes (recours à l'écologie dite scientifique). Mais son rayon d'action ne se réduit pas au domaine des sciences (biologie ou sciences de l'ingénieur par exemple). L'écologie industrielle vise aussi à faire évoluer la représentation dominante des liens entre la nature et les activités humaines, tout en incorporant une dimension économique forte, analysée sous l'angle de l'entreprise et des échanges marchands. Cette association étrange mérite d'être approfondie et discutée plus avant.

Une nouvelle approche économique ou une approche nouvelle de l'économie ?

Si les interprétations de l'écologie industrielle peuvent différer, un certain consensus existe sur les moyens possibles pour minimiser les prélèvements et les rejets ou, mieux, diminuer l'utilisation même des ressources (ce que propose l'idée de dématérialisation de l'économie). Le principe le plus consensuel est celui du bouclage des flux de matière et d'énergie à une échelle donnée, dont l'idée a été synthétisée par B. Allenby (graphique 1).

Graphique : Les liens entre économie et environnement les trois types de système selon B. Allenby (graphique 1)

Les systèmes dits de type III se présentent comme radicalement différents des autres systèmes. Alors que les systèmes de type I ou II privilégient une approche dite " end of pipe ", pour laquelle le traitement des déchets, rejets et effluents s'opère en fin de course, les systèmes de type III sont économes en ressources et cherchent à réduire les prélèvements eux-mêmes, tandis que les rejets sont réutilisés au maximum. Cette opération est possible par l'organisation de symbioses industrielles entre des entreprises, qui visent à valoriser les déchets des uns en ressources pour les autres, afin de les substituer à l'usage des ressources naturelles, et de mutualiser les besoins et les équipements. L'étude du " métabolisme industriel ", c'est-à-dire l'analyse des flux de matière et d'énergie à une échelle adaptée, doit permettre l'identification de synergies éco-industrielles potentielles (synergies de substitution et de mutualisation) entre acteurs économiques.

D'autres leviers d'action complémentaires peuvent être actionnés, qui ne sont pas à proprement parler liés à la structure productive mais qui associent également d'autres dimensions, comme la demande et l'usage du produit.

La décarbonisation consiste à diminuer les émissions de gaz à effet de serre liées aux consommations énergétiques, très importantes pour l'activité productive. Réduire la consommation énergétique va clairement dans le bon sens, puisque cela diminue les effets potentiels sur le réchauffement climatique.

La dématérialisation de l'économie ou économie de fonctionnalité cherche à réduire l'utilisation de produits (et l'utilisation de matériaux liés à leur production), en la remplaçant par l'achat du service lié au produit par le consommateur. Cette pratique est déjà réalisée, par exemple, dans le cas de la location de machines telles que les photocopieurs par des entreprises qui achètent un service clés en mains à un fournisseur, qui reste propriétaire du bien mais en assure la maintenance. L'auto-partage est un autre cas pour l'utilisation en commun de la voiture.

Enfin, une autre forme de dématérialisation des produits concerne les produits eux-mêmes qui peuvent être plus respectueux de l'environnement dans leur conception elle-même. Des outils existent déjà, comme les ACV (analyses du cycle de vie), qui peuvent être un facteur de minimisation, lors de la conception du produit, des impacts sur l'environnement, sur sa durée de vie (l'essentiel des impacts environnementaux est lié le plus souvent à la phase d'utilisation du produit plutôt qu'à sa phase de production).

Un modèle emblématique : la symbiose de Kalundborg

Le modèle de référence reste aujourd'hui la symbiose de Kalundborg qui a été créée il y a près de trente ans de manière spontanée, à l'initiative d'entreprises, et qui semble être un des rares cas incontestés de succès, même si les causes de ce succès sont controversées (encadré).

Texte associé : La symbiose industrielle de Kalundborg

À l'heure actuelle, on recense de nombreuses expérimentations dans le monde. Elles s'inscrivent dans des contextes économiques très hétérogènes, que ce soit du point de vue macroéconomique (pays développés/pays en développement) ou de la nature des expériences (développement à partir d'une entreprise, développement à partir de parcs éco-industriels ou encore expériences d'écologie territoriale, dans un contexte urbain). B Duret [8] a proposé une analyse comparative de diverses expériences dans les pays développés. Il a identifié dix recommandations concernant notamment la mise en oeuvre, le suivi et la pérennisation des expérimentations.

Il existe en France une petite dizaine de terrains d'expérimentation connus. Deux d'entre eux sont considérés comme les plus avancés : le territoire de l'Aube, porté par le Club d'écologie industrielle et le territoire dunkerquois, porté par l'association Écopal (Économie et écologie partenaires dans l'action locale).

L'exemple du territoire dunkerquois

L'idée d'écologie industrielle a démarré très tôt sur ce territoire, sous l'effet de deux facteurs. Une initiative de la commune de Grande-Synthe d'une part, et l'existence d'une tradition forte de dialogue autour des problèmes conjoints d'environnement et d'industrie sur le territoire d'autre part, autour notamment de la problématique de la qualité de l'air.

Suite au rapport d'Erkman et Ray de 2000, diverses actions ont démarré, sous l'égide d'Écopal (créée en 2001), et cofinancée par des industriels, des acteurs consulaires et des partenaires publics. La nécessité de maintenir la motivation et l'implication des entreprises a conduit à développer des clubs de zone (animés par la chambre de commerce et d'industrie de Dunkerque, partenaire du projet) et à engager diverses actions, en particulier sur les zones de Petite-Synthe et Grande-Synthe, territoire de localisation de l'association Écopal : actions sur les déchets (organisation de collectes mutualisées, notamment pour les déchets d'équipements électriques et électroniques) mais aussi actions plus ciblées sur la vie collective des zones, comme la sécurité ou la signalétique.

Parallèlement, des études plus pointues ont été menées avec des entreprises volontaires pour promouvoir des économies d'énergie et d'eau (" diagnostics énergie et eau "). D'autres études d'envergure ont également été réalisées pour rendre la zone mieux intégrée dans son environnement naturel (gestion différenciée des espaces verts et action pour promouvoir la biodiversité sur la zone).

L'expérience la plus marquante, réalisée dès la fin des années 1990, est l'organisation d'une synergie de substitution entre deux grandes entreprises de la zone, Arcelor et Gaz de France (graphique 2). Cette expérience a fait l'objet d'une étude détaillée à son origine, mais elle doit, maintenant, être réactivée. Comme l'indique le graphique, de nombreux flux sont échangés parmi lesquels figurent en bonne place le gaz et l'eau. Par ailleurs, une ferme aquacole utilise les eaux de refroidissement (dûment analysées) de la centrale de Gravelines.

Graphique : Un exemple de synergie de substitution sur le territoire dunkerquois (graphique 2)

Depuis un an, un projet " synergies entreprises " a été lancé, avec comme objectif de relancer la démarche initiale d'écologie industrielle. Il vise à identifier des gisements de flux, rechercher des filières de valorisation et mutualiser les pratiques. À cet effet, un inventaire des flux industriels (déchets, sous-produits, énergie), sur l'ensemble du territoire, est en cours de réalisation à grande échelle sur la zone (près de deux cents entreprises devraient être enquêtées).

Les premiers résultats, encore provisoires et issus d'un échantillon restreint de vingt entreprises, montrent que les stratégies de mutualisation liées à la gestion des déchets restent un enjeu majeur pour les entreprises, mais que, par ailleurs, des filières transversales pourraient émerger, en particulier une filière liée à l'eau permettant d'économiser l'eau potable. Néanmoins, comme le souligne Cyril Adoue, diverses interrogations retardent la montée en puissance des projets [5].

En premier lieu, la question du portage pour la pérennisation des expérimentations, notamment pour maintenir l'intérêt des industriels, est fondamentale. Sans porteur, le projet ne peut durer. Le caractère spontané des échanges apparaît à cet égard largement infirmé, compte tenu, notamment, de l'importance des coûts de coordination liés aux différents projets et des risques, réels ou potentiels, perçus par les entreprises en termes d'information, de concurrence, voire de risque légal (la législation sur les déchets repose sur un principe dit de responsabilité élargie du producteur, qui implique en particulier la traçabilité des déchets, ce qui peut freiner les échanges potentiels).

En second lieu, les entreprises, en particulier les plus petites qui n'ont pas en général de responsable environnement dédié, ne peuvent consacrer un temps important au développement de l'écologie industrielle. Elles se sentent donc parfois marginalisées.

Enfin, les entreprises ne voient pas toujours l'utilité de développer des stratégies spécifiques nouvelles, les enquêtes d'écologie industrielle apparaissant quelquefois comme la répétition d'enquêtes déchets déjà réalisées par ailleurs.

L'écologie industrielle est donc très longue à se mettre en oeuvre, pour des raisons qu'il convient de mieux identifier.

Les critères de réussite ou d'échec

Comme le montrent la plupart des travaux de synthèse sur les expérimentations, les cas de réussite sont assez rares, et les expérimentations peinent à décoller. Pourquoi un taux si faible de diffusion si, comme le montre la symbiose de Kalundborg, il existe autant de possibilités d'échanges mutuellement avantageux ?

Un des enjeux majeurs d'analyse de ces différentes expériences réside ainsi dans une compréhension fine des facteurs de réussite ou d'échec. De ce point de vue, plusieurs groupes de facteurs peuvent être identifiés. On trouve, en premier lieu, les facteurs liés à la technologie, qui constituent bien évidemment un faisceau de conditions nécessaires à la mise en oeuvre d'opérations de mutualisation ou de substitution et mettent en jeu des déterminants aussi bien quantitatifs (nature des flux) que qualitatifs (configuration des flux). Même si des potentialités existent, il faut que les inconvénients (dégâts environnementaux occasionnés, par exemple, par le transport des matériaux) ne soient pas supérieurs aux avantages, même si le coût de l'opération est positif ou nul [5]. De ce point de vue, le développement de la multi-modalité, et en particulier du transport fluvial, est un atout majeur. Les écoparcs d'activité possédant un accès fluvial, par exemple, sont à privilégier (cas du site de Marne et Gondoire en Seine-et-Marne, cas du site dunkerquois avec le canal de Bourbourg).

Néanmoins, une part importante des réflexions est consacrée à la question, assez imprécise d'ailleurs, du contexte qui résume l'ensemble des déterminants extra-techniques. On entend ainsi par le terme de " contexte " un ensemble de facteurs liés à l'organisation (l'expression consacrée étant celle du " facteur humain "), voire même de facteurs considérés a priori par l'analyse de l'écologie industrielle comme externes, comme les facteurs sociopolitiques liés aux territoires et aux jeux d'acteurs. L'enjeu pour l'analyse économique est alors de montrer que ces facteurs peuvent jouer comme des variables endogènes des projets.

Cette question " contextuelle " n'est pas anodine. Elle trouve son origine dans deux ensembles de débats récurrents dans la communauté des chercheurs en économie industrielle : le débat sur l'échelle d'implantation des expériences (qui renvoie à la question des " frontières de l'écologie industrielle "), et le débat sur la nature - spontanée ou non - des projets (qui renvoie au débat classique mais relativement daté du rôle respectif de l'État et du marché). Par exemple, la symbiose de Kalundborg, qui constitue l'exemple phare des expérimentations réussies, est généralement considérée comme " spontanée ", alors qu'à l'opposé on trouve des expériences dites organisées, comme dans le cas du programme américain USPCD, dont la réussite est moindre.

Ces débats méritent une attention particulière parce qu'ils font écho à des questions importantes pour l'analyse économique et sont également pertinents pour l'analyse de l'écologie industrielle. Mais ils renvoient en fait à deux problèmes différents quconvient de bien séparer : celui de la mise en place des expériences, d'une part, et celui de leur déroulement, d'autre part. L'écologie industrielle s'intéresse traditionnellement à la question de la mise en place, en distinguant les démarches dites top-down qui émanent et sont portées par les structures gouvernementales, et les démarches dites bottom-up qui résultent de l'organisation des industriels autour d'une action collective. Cette distinction est supposée marquer une frontière entre le spontané et l'organisé. Toutefois, cette distinction paraît assez peu pertinente pour deux raisons. D'une part, le niveau de centralisation/décentralisation qui ferait le partage entre les deux catégories est difficile à déterminer, les projets étant souvent multi-partenariaux et multi-niveaux. D'autre part, la détermination a priori d'un échelon spatial " optimal " est illusoire dans la mesure où les variables qui déterminent cet échelon sont totalement endogènes aux projets. Ainsi, certains travaux sur le développement territorial montrent qu'à chaque activité ou ensemble d'activités correspond un territoire pertinent dont les contours sont évolutifs. Il existe à travers une dynamique de développement et est le résultat de choix stratégiques des acteurs qui le composent [9]. Le territoire le plus pertinent pour la mise en oeuvre d'une démarche d'écologie industrielle doit donc être (re) construit grâce à l'identification et la spécification de variables issues de l'analyse des relations et des processus de coordination existants entre les acteurs [10].

La question de la coordination intéresse ainsi centralement l'écologie industrielle. À l'heure actuelle, comme le souligne Cyril Adoue, un travail de mise en commun entre les sciences de l'ingénieur et les sciences économiques et sociales est un élément majeur pour pouvoir proposer des méthodologies d'implantation et de maintien d'expériences. Or, l'hypothèse - implicite ou explicite - qu'un mode de coordination s'impose " naturellement " reste fortement ancrée et mérite d'être questionnée. Elle repose sur la parabole de l'échange mutuellement avantageux, évoquée notamment par les observateurs de Kalundborg.

Échanger signifie concrètement la réalisation d'un échange bilatéral (entre individus) au prix de marché déjà fixé. Dans le cas de l'écologie industrielle, le contexte est différent d'un contexte de marché : l'échange ne s'opère pas entre des individus isolés mais entre des firmes ou organisations, situation très éloignée de celle du marché. De fait, les " arrangements institutionnels " propres à l'l'écologie industrielle risquent d'être très différents du processus walrasien. La coordination par les seules règles (de la concurrence) fait sans doute place à des formes de coordination par d'autres règles qui restent, justement, à caractériser. Par conséquent, il faut accepter l'hypothèse d'une pluralité des modes de coordination. Plus encore, ces modes de coordination doivent être considérés comme des variables endogènes au fonctionnement des expériences d'écologie industrielle et quconvient, à chaque fois, d'expliciter.

Enjeux sur la pérennisation des expérimentations : croissance, développement ou durabilité ?

Si les enjeux de l'écologie industrielle à un échelon territorial sont importants, ils renvoient à d'autres débats encore plus cruciaux concernant les liens entre écologie industrielle et développement durable. On peut se référer, encore une fois, au débat sur la nature " spontanée " des expérimentations et les connexions avec les formes prises par le développement durable. Car les connexions entre les modèles de croissance portés par l'industrie et le modèle de développement plus général, durable ou non, sont évidentes. On sait que deux conceptions du développement durable s'opposent. Dans sa forme faible, le développement durable est simplement un amendement de la croissance, avec une contrainte sur le maintien du stock global de capital naturel, grâce à une possible substitution entre capital naturel et capital-machine. Dans sa forme forte, au contraire, les formes de capital ne sont pas totalement substituables, et un seuil minimal de conservation du capital naturel est exigé [11]. Néanmoins, l'écologie industrielle, de par ses connexions avec la théorie systémique, fait plutôt référence à des travaux plus radicaux, comme ceux de N. Georgescu-Roegen qui introduit dans son analyse des principes forts de bouclage, issus des contraintes de la thermodynamique. Mais les travaux de l'économiste roumain sont plutôt utilisés pour défendre les arguments en faveur de la décroissance, thématique peu prisée par les défenseurs de l'écologie industrielle.

Un autre écueil de la référence systémique est la tentation d'un recours à une parabole naturaliste, parfois implicitement adoptée par les ingénieurs. Faut-il alors traiter les faits d'écologie industrielle comme des choses ? C'est oublier que l'écologie industrielle, comme toute activité humaine, repose sur un principe d'intentionnalité, contraire à toute idée d'évolutionnisme spontané de type spencérien.

Bibliographie

    [1] Erkman S., " Vers une écologie industrielle. Comment mettre en pratique le développement durable dans une société hyper-industrielle ", Paris, Éditions Charles Léopold Mayer, 1998.
    [2] Frosch R. A, Gallopoulos N. E., Strategies for Manufacturing, " Scientific American ", vol. 261, Special Issue " Managing Planet Earth ", September, p. 144-152. Traduction française: Des stratégies industrielles viables , " Pour la Science ", n° 145, novembre 1989, p. 106-115.
    [3] Diemer A., Labrune S., L'écologie industrielle: quand l'écosystème industriel devient un vecteur du développement durable, " Développement durable et territoire ", Varia, mis en ligne le 30 août 2007.
    (http://developpementdurable.revues.org/document4121.html. Consulté le 24 mars 2009).
    [4] Erkman S., Ray J.-C., " Écologie industrielle à Grande-Synthe. Première expérience française: pré-étude sur la zone industrielle des Deux-Synthe ". Ville de Grande-Synthe, Mission pour un Développement durable. Rapport final, mai 2000. Contact: ecopal. org
    [5] Adoue C., " Mettre en oeuvre l'écologie industrielle ", Presses Polytechniques et universitaires romandes, 2007.
    [6] Barles S., " Mesurer la performance écologique des villes et des territoires: le métabolisme de Paris et de l'Île-de-France ", rapport de recherche final pour le compte de la ville de Paris, janvier 2007.
    [7] OREE, " Mettre en oeuvre une démarche d'écologie industrielle sur un parc d'activités ", SAP éditions, 2008.
    [8] Duret B., Premiers retours d'expériences en écologie industrielle: études de cas en Europe et en Amérique du Nord, " Cahiers de la Chaire d'écologie industrielle ", UTT, n° 1, juillet 2007, p. 1-60.
    [9] Perrat J., Zimmerman J.-B., 2003, Stratégies des firmes et dynamisme territorial, chapitre I de l'ouvrage " Entreprises et territoires. Les nouveaux enjeux de la proximité ", Dupuy C. et Burmeister A., Les Études de la Documentation française.
    [10] Schalchli P., Maillefert M., Pré-requis pour la construction d'une méthodologie pour l'implantation d'une démarche d'écologie industrielle à l'échelle d'un espace territorial, colloque Clersé, " Le développement durable vingt ans après ", Lille, 20-22 novembre 2008.
    [11] Vivien F.-D., " Le Développement soutenable ", Paris, La Découverte, 2005.

Ecoflash, n°239 (06/2009)

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