Cadres et outils pratiques

OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE Comprendre les principes fondamentaux de chaque cadre ou outil. Comparer et opposer les cadres et les outils pour évaluer la contribution de chacun à la réflexion sur la durabilité. Appliquer les cadres et outils pour améliorer les produits et services existants ou en créer de nouveaux.

Cette section énumère et examine un ensemble de cadres et d’outils à la disposition des décideurs d’entreprise. Ceux qui créent des entreprises ou ceux qui travaillent dans des entreprises établies peuvent s’inspirer de ces idées et mener des recherches plus approfondies sur tout outil qui présente un intérêt particulier. Notre objectif est d’informer le lecteur sur la variété et le contenu des outils utilisés par les entreprises actives dans le domaine de l’innovation durable. Chaque outil est quelque peu différent dans sa substance et son applicabilité. La discussion qui suit va du plus général au plus spécifique.

Par exemple, The Natural Step (TNS) est un cadre général utilisé par les entreprises, les municipalités et les organisations à but non lucratif, tandis que l’écologie industrielle est un domaine universitaire qui a fourni des concepts généraux et développé des outils de conception de produits. Le capitalisme naturel est un cadre développé par le célèbre expert en énergie et en systèmes Amory Lovins, avec L. Hunter Lovins et l’auteur-consultant Paul Hawken.

L’économie écologique est une branche de l’économie qui combine l’analyse des systèmes environnementaux et des systèmes économiques, tandis que le « cradle-to-cradle » est un protocole de conception dont les racines conceptuelles se trouvent dans le domaine de l’écologie industrielle. Les services de la nature font référence à la capacité des systèmes naturels à atténuer l’impact des déchets humains, et le concept connexe de marchés de services écosystémiques fait référence à l’arène florissante des marchés pour les services que les systèmes naturels fournissent aux entreprises et à la société. L’approche biomimétique appelle à une plus grande appréciation des modèles de conception de la nature comme source d’inspiration pour les technologies conçues par l’homme. La chimie verte est un défi en pleine expansion pour le domaine conventionnel de la chimie. Elle invite à utiliser un ensemble de douze principes pour la conception de composés chimiques. L’ingénierie verte propose des paramètres de conception pour la durabilité appliqués à l’enseignement de l’ingénierie.

L’analyse du cycle de vie, la conception écologique, l’ingénierie simultanée et l’analyse de l’empreinte carbone sont des outils d’analyse et de prise de décision à différents niveaux de l’activité économique, y compris au sein de l’entreprise et dans les chaînes d’approvisionnement. Il n’existe pas de cadre ou d’outil « idéal ». Cela dépend de la tâche spécifique à accomplir. En outre, certains de ces outils partagent des hypothèses communes et peuvent se chevaucher. Toutefois, il s’agit d’un échantillon utile des types de cadres et d’outils utilisés. L’examen de la liste donne au lecteur un aperçu de la nature et de l’orientation de l’innovation et de l’entrepreneuriat en matière de durabilité.

L’étape naturelle

TNS est à la fois un cadre pour la compréhension des principes écologiques et des problèmes environnementaux et une institution internationale à but non lucratif d’éducation, de consultation et de recherche basée en Suède. TNS a été fondée en 1989 par le Dr Karl-Henrik Robèrt, oncologue pédiatrique suédois. Dans sa pratique médicale, le Dr Robèrt a observé une augmentation des cancers rares chez les enfants qui étaient trop jeunes pour que leurs cellules soient endommagées par des choix de vie. Il a commencé à explorer les causes de la pollution causée par l’homme (environnement) – résultats de l’activité industrielle et commerciale. Une fois engagé dans le processus et frustré par les débats publics et scientifiques polarisés sur la pollution, le Dr Robèrt a commencé à faire appel à d’éminents scientifiques suédois pour identifier des principes irréfutables à partir desquels un débat productif pourrait avoir lieu. Ces principes sont devenus la base du cadre TNS, désormais utilisé par de nombreuses entreprises dans le monde entier pour guider la stratégie et la conception des produits.

Les principes que les scientifiques ont distingués au cours du processus de recherche de consensus sont trois lois physiques bien connues et très fondamentales. La première loi de la thermodynamique, également connue sous le nom de loi de la conservation de l’énergie, stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais seulement changée de forme. Qu’elle soit électrique, chimique, cinétique, thermique ou lumineuse, l’énergie totale reste constante. Ces deux lois supposent que la matière et l’énergie ne sont pas converties l’une en l’autre par les processus nucléaires, mais lorsque la fission et la fusion sont prises en compte, la masse-énergie devient la nouvelle quantité conservée. Enfin, selon la deuxième loi de la thermodynamique, nous savons que la matière et l’énergie ont tendance à se disperser. Une plus grande entropie, ou désordre, en est le résultat inévitable. Pensez à la décomposition des objets jetés. Avec le temps, ils perdent leur structure, leur ordre et leur concentration ; en d’autres termes, ils perdent leur qualité.

Dans notre biosphère, ces lois impliquent que les choses n’apparaissent ou ne disparaissent pas ; elles prennent seulement des formes différentes. Toute l’énergie et la matière restent, soit capturées temporairement dans des produits, soit dispersées dans l’air, l’eau et le sol. La matière que les humains introduisent dans la biosphère à partir de la croûte terrestre (par exemple, par l’exploitation minière et le forage) ou des laboratoires de recherche des entreprises (composés synthétiques) finit par être libérée et dispersée dans les grands systèmes naturels, y compris l’air que nous respirons, l’eau que nous buvons et les aliments que nous mangeons. En outre, l’homme ne « consomme » pas littéralement les produits. Nous ne faisons que consommer ou utiliser leur qualité, leur pureté et leur structure temporaire fabriquée. Il n’y a donc pas de « disparition » lorsque nous jetons des objets.

Cependant, si la loi de l’entropie veut que la matière et l’énergie tendent vers le désordre plutôt que vers des matériaux et des écosystèmes complexes, qu’est-ce qui permet aux systèmes terrestres de fonctionner ? Un apport d’énergie extérieur est nécessaire pour créer l’ordre. Cette énergie est le soleil. Si la Terre est essentiellement un système fermé en ce qui concerne la matière, c’est un système ouvert en ce qui concerne l’énergie. Par conséquent, les augmentations nettes de la qualité de la matière sur Terre proviennent en fin de compte de l’énergie solaire, actuelle ou ancienne.

Les cellules végétales vertes, en tant que lieux de photosynthèse, freinent l’entropie en utilisant la lumière du soleil pour générer de l’ordre. Les cellules produisent plus de structure, de qualité et d’ordre qu’elles n’en détruisent par dissipation. Les plantes régulent ainsi la biosphère en capturant le dioxyde de carbone (CO2), en produisant de l’oxygène pour la vie animale et en créant de la nourriture. Les combustibles fossiles, quant à eux, ne sont que cela : les produits finaux de la photosynthèse sous forme fossile.

Les systèmes cycliques sont au cœur du cadre du TNS. Alors que le monde naturel fonctionne selon un processus cyclique de régénération continue – la photosynthèse produit de l’oxygène et absorbe du CO2 ; les plantes sont consommées, meurent et se décomposent, devenant de la nourriture pour la vie microbienne ; et le cycle continue – l’humanité a généralement utilisé les ressources de manière linéaire, produisant des flux de déchets visibles et moléculaires (invisibles) qui ne peuvent pas tous être absorbés et réassimilés par la nature, du moins pas dans des délais pertinents pour la préservation de la santé humaine et l’extension de la prospérité à des milliards d’autres personnes qui demandent une vie meilleure. Il en résulte une accumulation croissante de pollution et de déchets, associée à une diminution des ressources naturelles.

Dans le cas du pétrole, la société mondiale doit faire face à la fois au déclin des ressources et au contrôle des ressources existantes par des gouvernements instables ou des régimes dont les objectifs peuvent s’opposer au bien-être de leur propre population et d’autres pays.

Conditions du système TNS

Avec des principes scientifiques fondamentaux dictant une logique impérieuse qui guide la prise de décision, un cadre de conditions du système a suivi pour former les conditions du système TNS :

1. La première condition du système stipule que « les substances provenant de la croûte terrestre ne doivent pas augmenter systématiquement dans l’écosphère. » Cela signifie que le taux d’extraction des combustibles fossiles, des métaux et autres minéraux ne doit pas dépasser le rythme de leur lent redépôt et réintégration dans la croûte terrestre. L’expression « augmenter systématiquement » dans les conditions des systèmes mérite d’être développée. La complexité des systèmes naturels qui ont construit et font vivre la biosphère maintient l’équilibre systémique dans une certaine fourchette. Nous reconnaissons aujourd’hui que les humains contribuent à l’accumulation de CO2 dans l’atmosphère, ce qui peut faire basculer le climat vers un nouvel équilibre auquel nous devons nous adapter.
2. La deuxième condition systémique exige que « les substances produites par la société ne doivent pas augmenter systématiquement dans l’écosphère ». Ces substances, des composés synthétiques créés en laboratoire, doivent être produites, utilisées et rejetées à un rythme qui ne dépasse pas celui auquel elles peuvent être décomposées et intégrées dans les cycles naturels ou incorporées en toute sécurité dans la croûte terrestre (sol, eau).
3. La troisième condition stipule que « la base physique de la productivité et de la diversité de la nature ne doit pas être systématiquement diminuée. » Cette condition protège la capacité de production et la diversité des écosystèmes terrestres ainsi que les cellules végétales vertes, les photosynthétiseurs dont dépendent les grands systèmes écologiques.
4. Enfin, la quatrième condition du système, une considération de justice, appelle à « l’utilisation équitable et efficace des ressources en ce qui concerne la satisfaction des besoins humains. »

Dans le cadre du TNS, ces quatre conditions du système agissent comme une boussole qui peut guider les entreprises, les gouvernements, les organisations à but non lucratif et même les individus vers des pratiques et des innovations durables.Karl-Henrik Robèrt, Herman Daly, Paul Hawken et John Holmberg, « A Compass for Sustainable Development », Natural Step News 1 (hiver 1996) : 4-5. Ici, le terme « durabilité » fait explicitement référence à la capacité de charge ou à la capacité des systèmes naturels à poursuivre les processus régénératifs séculaires qui ont maintenu l’équilibre chimique et systémique nécessaire au maintien de la vie telle que nous la connaissons.

Figure 3.2 Conditions du système TNS. Source : Green Business Ratings

Le cadre TNS a été appliqué dans de nombreuses entreprises et est considéré par certains comme une extension logique de la gestion de la qualité et de la pensée stratégique des systèmes. Il intègre la protection de l’environnement et de la santé dans la prise de décision en utilisant des principes scientifiques. TNS permet à une entreprise de comprendre les lois physiques qui régissent les problèmes environnementaux et définit les conditions générales du système qui forment une société « durable ». Ces conditions fournissent un véhicule pour évaluer les progrès, et à partir d’elles, les entreprises peuvent développer une stratégie applicable à leurs produits et services. Les équipes de conception peuvent se demander si la conception de certains produits, le choix des matériaux et les processus de fabrication répondent à chacune des conditions du système et peuvent s’adapter par « étapes naturelles » – c’est-à-dire des étapes qui sont compatibles avec une prise de décision financièrement saine dans le sens de la satisfaction des conditions du système. TNS ne fournit pas un mode d’emploi détaillé concernant la conception de produits spécifiques ; cependant, avec les connaissances et le cadre fournis par TNS, les entreprises peuvent développer une approche plus informée et une position stratégique et commencer à prendre des mesures concrètes adaptées à leur situation unique en ce qui concerne l’utilisation des ressources naturelles et les flux de déchets.

Écologie industrielle

L’activité commerciale génère actuellement des déchets et des sous-produits. Contrairement aux systèmes naturels, les sociétés humaines modernes traitent les ressources de manière linéaire, créant des déchets plus rapidement qu’ils ne peuvent être reconstitués en ressources réutilisables. Selon la National Academy of Engineering, en moyenne 94 % des matières premières utilisées dans un produit finissent en déchets ; seuls 6 % se retrouvent dans le produit final. Alors que la lutte contre la pollution et la prévention de la pollution visent à réduire les déchets au minimum, l’écologie industrielle tient compte des flux de déchets inévitables puisqu’ils deviennent des intrants utiles pour d’autres processus industriels et commerciaux. La fourniture continue des biens et services nécessaires à des populations croissantes dans une biosphère finie devient au moins conceptuellement possible si tous les déchets générés par le comportement des entreprises et des consommateurs sont absorbés par d’autres processus industriels et commerciaux ou retournent en toute sécurité dans la nature.

Figure 3.3 Les déchets dominent la production

Par conséquent, le domaine de l’écologie industrielle part du principe que le système industriel existe en tant qu’écosystème produit par l’homme avec des flux distincts de matières, d’énergie et d’informations, comme tout autre écosystème de la biosphère. Il doit donc respecter les mêmes contraintes physiques que les autres écosystèmes pour survivre. En tant qu’approche systémique visant à comprendre l’interaction entre l’industrie et le monde naturel, l’écologie industrielle va au-delà du point de vue linéaire du berceau à la tombe de la conception – on se procure les matériaux, on construit le produit, on l’utilise et on le jette – et imagine les affaires comme une série de flux d’énergie et de matériaux dans lesquels, idéalement, les déchets d’un processus servent de matière première à un autre.

En conséquence, les processus naturels et les activités commerciales sont considérés comme des systèmes en interaction plutôt que comme des éléments séparés. Ils forment un réseau industriel analogue au réseau naturel, mais distinct de celui-ci, dont ils peuvent néanmoins s’inspirer.

Clinton Andrews, professeur de planification environnementale et urbaine, a suggéré une série de thèmes pour l’écologie industrielle, basés sur des métaphores naturelles : « Les nutriments et les déchets deviennent des matières premières pour d’autres processus, et le système fonctionne presque entièrement à l’énergie solaire. Cette analogie suggère qu’un système industriel durable serait un système dans lequel le recyclage des matériaux serait presque complet. » Andrews décrit les systèmes industriels actuels comme ayant des « métabolismes primitifs », qui seront « forcés par les contraintes environnementales et sociales à évoluer vers des métabolismes plus sophistiqués ». …. L’inépuisabilité, le recyclage et la robustesse sont les thèmes centraux de l’écologie industrielle.

En théorie, la restructuration de l’industrie pour la rendre compatible avec l’autorégulation et l’autorenouvellement des écosystèmes naturels permettrait de réduire l’activité humaine actuelle qui mine les systèmes naturels et crée les problèmes croissants de santé environnementale auxquels nous sommes confrontés.

En 1977, le géochimiste américain Preston Cloud a observé que « les matériaux et l’énergie sont les matières premières interdépendantes des systèmes économiques, et la thermodynamique est leur modérateur ». Le point de vue de Cloud sur la thermodynamique anticipe le TNS, et il a peut-être été la première personne à utiliser le terme « écosystème industriel ».

Malgré les analogies antérieures entre l’économie humaine et les systèmes naturels, cette correspondance ne s’est pas répandue jusqu’en 1989, lorsque les dirigeants d’entreprise Robert Frosch et Nicholas Gallopoulos ont inventé le terme « écologie industrielle » Robert A. et l’a décrite comme suit dans Scientific American :

Dans la nature, un système écologique fonctionne grâce à un réseau de connexions dans lequel les organismes vivent et se consomment les uns les autres ainsi que les déchets des autres. Le système a évolué de telle sorte que la caractéristique des communautés d’organismes vivants semble être que rien de ce qui contient de l’énergie disponible ou des matériaux utiles ne sera perdu. Il y aura toujours un organisme qui parviendra à gagner sa vie en traitant tout déchet qui fournit de l’énergie disponible ou de la matière utilisable. Les écologistes parlent d’un réseau alimentaire : une interconnexion des utilisations des organismes et de leurs déchets. Dans le contexte industriel, nous pouvons considérer qu’il s’agit de l’utilisation de produits et de déchets. La structure du système d’une écologie naturelle et la structure d’un système industriel, ou d’un système économique, sont extrêmement similaires.

Le professeur Robert U. Ayres a clarifié les flux de processus au sein des systèmes naturels et industriels en les nommant « métabolisme biologique » et « métabolisme industriel », terme qu’il a inventé lors d’une conférence à l’Université des Nations Unies en 1987. Les actes de cette conférence ont été publiés dans Robert U. Ayres et Udo Ernst Simonis, eds, Industrial Metabolism (Tokyo : United Nations University Press, 1994). Les matières premières de ces systèmes sont appelées respectivement « nutriments biologiques » et « nutriments industriels » lorsqu’elles agissent dans un cycle fermé (ce qui est toujours le cas dans la nature, et rarement le cas dans l’industrie).

Dans un écosystème industriel idéal, il n’y aurait, comme l’a écrit Hardin Tibbs, « aucun « déchet » au sens de quelque chose qui ne peut être absorbé de manière constructive à un autre endroit du système ». Cela suggère que « la clé de la création d’écosystèmes industriels est de reconceptualiser les déchets comme des produits ».

D’autres ont fait remarquer que « les matériaux et les produits matériels (contrairement aux services purs) ne sont pas vraiment consommés. La seule chose consommée est leur « utilité ». Ce concept a conduit à vendre l’utilisation des produits plutôt que les produits eux-mêmes, créant ainsi un cycle de produit en boucle fermée dans lequel les fabricants restent propriétaires du produit. Par exemple, une entreprise pourrait louer le service des revêtements de sol plutôt que de vendre de la moquette. La responsabilité de la création d’un système de réutilisation, de reconditionnement et d’autres formes de prolongement de la vie du produit, ou d’élimination des déchets, incombe alors au propriétaire du produit – le fabricant – et non à l’utilisateur. Ce cycle de vie du produit peut être décrit comme étant « du berceau au berceau », plutôt que du berceau à la tombe, ce qui est d’une importance primordiale pour établir un écosystème industriel qui fonctionne bien. Le cycle de vie du berceau au tombeau est devenu si important pour certains praticiens qu’il est devenu une préoccupation indépendante.

La mise en place d’un écosystème industriel sophistiqué pose de nombreux défis, notamment l’identification des possibilités d’apport appropriées pour les déchets au milieu des obstacles liés à la propriété, à la géographie, à la juridiction, à l’information, à l’exploitation, à la réglementation et à l’économie. Bien que l’écologie industrielle puisse théoriquement relier les industries du monde entier, elle a également été utilisée à l’échelle locale pour atténuer certains de ces défis. Plusieurs parcs éco-industriels sont actuellement en cours de développement (Kallundborg, au Danemark, est l’exemple historique bien connu) où les industries sont intentionnellement regroupées en fonction de leurs déchets et de leurs besoins en matières premières. Si les composants interdépendants du système sur le site fonctionnent correctement, les émissions du parc industriel sont nulles ou presque. Les problèmes surviennent lorsque les entreprises modifient leurs processus, déménagent leurs installations ou cessent leurs activités. Cela perturbe la chaîne d’interdépendance ordonnée et étroitement couplée, un peu comme lorsqu’une espèce disparaît d’un écosystème naturel. L’écologie industrielle fournit donc un cadre général et propose des solutions pratiques.

Capitalisme naturel

Le capitalisme naturel est un vaste cadre social et économique qui tente d’intégrer des idées issues de l’éco-efficacité, des services de la nature, du biomimétisme et d’autres domaines afin de créer un plan pour un monde durable, plus équitable et productif. Paul Hawken, auteur de The Ecology of Commerce, et Amory Lovins et L. Hunter Lovins, cofondateurs du Rocky Mountain Institute for resource analysis et coauteurs avec Ernest von Weizsäcker de Factor Four : Doubler la richesse, réduire de moitié l’utilisation des ressources, cherchaient chacun de leur côté un cadre global pour mettre en œuvre les gains commerciaux environnementaux qu’ils avaient étudiés et défendus. Après avoir pris connaissance de leurs projets respectifs, ils ont décidé en 1994 de collaborer au Capitalisme naturel :

Certains changements très simples dans la façon dont nous gérons nos entreprises, fondés sur des techniques avancées pour rendre les ressources plus productives, peuvent produire des avantages étonnants tant pour les actionnaires d’aujourd’hui que pour les générations futures. Cette approche est appelée capitalisme naturel parce qu’elle représente ce que le capitalisme pourrait devenir si sa plus grande catégorie de capital – le « capital naturel » des services écosystémiques – était correctement valorisée. Le cheminement vers le capitalisme naturel implique quatre changements majeurs dans les pratiques commerciales, qui sont tous intimement liés :

• Augmenter de façon spectaculaire la productivité des ressources naturelles….
• Passer à des modèles de production d’inspiration biologique….
• Passer à un modèle d’entreprise fondé sur les solutions….
• Réinvestir dans le capital naturel….

Le capitalisme naturel met l’accent sur une approche large et intégrée de l’activité humaine durable. Bien que les objectifs économiques, environnementaux et sociaux aient été traditionnellement considérés comme contradictoires, le capitalisme naturel affirme que « les meilleures solutions ne sont pas fondées sur des compromis ou un « équilibre » entre ces objectifs, mais sur l’intégration de la conception permettant de les atteindre tous ensemble ». Ainsi, en prenant en compte toutes les facettes du problème à l’avance, les entreprises peuvent apporter des améliorations spectaculaires et multiples, ce qui favorisera le progrès environnemental. Pour l’exemple le plus simple, l’utilisation de plus de lumière solaire et de moins de lumière artificielle dans les bâtiments permet de réduire les coûts énergétiques, de diminuer la pollution et d’améliorer les perspectives et la satisfaction des travailleurs, et donc leur productivité et leur taux de rétention.

Comme d’autres cadres généraux similaires pour la durabilité, le capitalisme naturel perçoit une variété de structures actuelles, plutôt que le manque de connaissances ou d’opportunités de profit, comme des obstacles au progrès : les incitations perverses de la politique fiscale du gouvernement entravent le changement, la division du travail et des investissements en capital entre différents groupes ne récompense pas l’efficacité pour l’ensemble du système mais seulement le choix le moins cher pour chaque individu, les entreprises ne savent pas comment évaluer correctement le capital naturel, etc.

Le capitalisme naturel critique également l’éco-efficacité comme étant trop étroite : « L’éco-efficacité, un concept de plus en plus populaire utilisé par les entreprises pour décrire les améliorations progressives de l’utilisation des matériaux et de l’impact environnemental, n’est qu’une petite partie d’un réseau plus riche et plus complexe d’idées et de solutions….Production plus efficace par elle-même pourrait devenir non pas le serviteur mais l’ennemi d’une économie durable.

Le capitalisme naturel considère toutefois l’éco-efficacité comme un élément important de la lutte contre la dégradation de l’environnement. Adapter la meilleure technologie disponible et concevoir des systèmes entiers, plutôt que de simples pièces, pour qu’ils fonctionnent efficacement dès le départ permet d’économiser rapidement de l’argent. Cet argent peut être investi dans d’autres changements. En effet, les études de cas du capitalisme naturel affirment que les gains majeurs de productivité obtenus en repensant des systèmes entiers sont souvent moins coûteux que les gains mineurs obtenus par des améliorations progressives.

Figure 3.4 Valeur des forêts

Les trois autres principes du capitalisme naturel mettent l’accent sur l’élimination totale des déchets et l’union des gains environnementaux et économiques. Par exemple, en imitant les systèmes de production naturels, les déchets d’un processus servent de nourriture à un autre dans un circuit fermé. Le fait de passer de la fourniture de biens à la fourniture de services rend les fabricants responsables de leurs produits et leur permet de bénéficier de leurs innovations en matière de conception tout en éliminant le gaspillage inhérent à l’obsolescence planifiée. Enfin, les entreprises peuvent réinvestir dans le capital naturel pour reconstituer, maintenir et développer les services et les biens fournis par les écosystèmes. Au-delà du mimétisme, laisser la nature faire le travail en premier lieu signifie que des processus bénins et efficaces, comme l’utilisation de zones humides pour traiter les eaux usées, peuvent remplacer des pratiques artificielles et souvent plus dangereuses et à forte intensité énergétique.

Par exemple, une étude des forêts du pourtour méditerranéen a suggéré que la préservation des forêts peut avoir une valeur économique plus importante que la consommation de ces forêts pour le bois et les pâturages. Les forêts contribuent énormément à la propreté des cours d’eau en limitant l’érosion et en filtrant les polluants. Elles peuvent également séquestrer le CO2, fournir des habitats à d’autres plantes et animaux précieux et encourager les loisirs et le tourisme. Investir dans les forêts pourrait donc rapporter des dividendes de diverses manières.

Économie écologique

L’économie écologique en tant que domaine d’étude a été officialisée en 1989 avec la fondation de la Société internationale pour l’économie écologique (ISEE) et la première publication de la revue Ecological Economics. L’évolution vers l’économie écologique trouve ses racines dans l’économie classique, les sciences naturelles et la sociologie du milieu du XIXe siècle, mais a pris un élan significatif dans les années 1970, lorsque la tension entre l’activité humaine (économie) et les systèmes naturels (écologie) s’est intensifiée sans qu’aucune discipline ou même groupe de disciplines n’ait examiné spécifiquement l’interaction de ces deux systèmes.

Robert Costanza a commenté le problème et la nécessité d’une nouvelle approche : « L’économie de l’environnement et des ressources, telle qu’elle est pratiquée actuellement, ne couvre que l’application de l’économie néoclassique aux problèmes d’environnement et de ressources. L’écologie, telle qu’elle est pratiquée actuellement, traite parfois des impacts humains sur les écosystèmes, mais la tendance la plus courante est de s’en tenir aux systèmes « naturels »…. [L’économie écologique] se veut une nouvelle approche de l’écologie et de l’économie qui reconnaît la nécessité de rendre l’économie plus consciente des impacts et des dépendances écologiques ; la nécessité de rendre l’écologie plus sensible aux forces, incitations et contraintes économiques.

Le diagramme 2 × 2 de la figure 3.5 « Interaction de l’économie et de l’écologie » montre comment l’économie écologique englobe un large éventail de disciplines et d’interactions entre elles. Par exemple, l’économie conventionnelle examine uniquement les transactions au sein des secteurs économiques, tandis que l’écologie conventionnelle examine uniquement les transactions au sein des secteurs écologiques. D’autres spécialités ont vu le jour pour examiner les apports des écosystèmes à l’économie (économie des ressources) ou du système économique à l’environnement (économie environnementale et analyses d’impact). L’économie écologique englobe tous les flux possibles entre les économies et les écosystèmes.

Figure 3.5 L’interaction entre l’économie et l’écologie

L’économie écologique examine comment les économies influencent les écologies et vice versa. Elle considère que l’activité économique n’a lieu que dans les limites des processus terrestres de maintien de la vie et de l’équilibre et que l’écologie est influencée de manière prépondérante par les humains, même s’ils ne sont qu’une espèce parmi d’autres. En bref, l’économie mondiale est un sous-ensemble des systèmes terrestres, et non une entité distincte et sans entrave. Les processus terrestres et l’équilibre qui en résulte sont menacés par l’extraction massive de matériaux de l’environnement et le rejet de déchets dans celui-ci, tandis que l’inégalité matérielle entre les sociétés et les personnes menace la prospérité et la stabilité sociale à long terme. C’est pourquoi les statuts de l’ISEE proposent « l’avancement de notre compréhension des relations entre les systèmes écologiques, sociaux et économiques et l’application de cette compréhension au bien-être mutuel de la nature et des personnes, en particulier celui des plus vulnérables, y compris les générations futures ». Le domaine continue de mettre l’accent sur une étude large et rigoureuse des systèmes interdépendants et de leurs flux de matières et d’énergie.

En effet, l’économie écologique a commencé comme une entreprise transdisciplinaire. Cette variété de disciplines universitaires se reflète dans les figures de proue du domaine : Robert Costanza a obtenu une maîtrise en planification urbaine et régionale et un doctorat en écologie des systèmes, Paul Ehrlich était un lépidoptériste, Herman Daly était un économiste de la Banque mondiale et Richard Norgaard un universitaire. La diversité et l’étendue ont été inscrites dans les statuts de l’ISEE parce que « dans un monde interconnecté en évolution, la science réductionniste a repoussé les limites de la connaissance dans de nombreuses directions différentes, mais elle nous a laissé sans idées sur la façon de formuler et de résoudre les problèmes qui découlent des interactions entre les humains et le monde naturel. L’économie écologique a donc étudié toute une série de questions, dont souvent le développement économique équitable dans les pays pauvres et les questions d’échelle durable dans les systèmes fermés.

Néanmoins, on s’est demandé si l’économie écologique devait rester une catégorie éclectique ou devenir une spécialité définie avec des méthodologies concomitantes. L’économie écologique a tendance à utiliser des modèles différents de ceux de l’économie traditionnelle et a un penchant normatif pour la durabilité et la justice plutôt que pour la préférence individuelle ou la maximisation du rendement des investissements.

De plus, alors que l’économie traditionnelle n’exige toujours pas d’éducation écologique pour l’obtention d’un diplôme, certains programmes de doctorat accordent désormais un diplôme distinct en économie écologique, tandis que d’autres le proposent comme domaine de spécialisation. La localisation des cours d’économie écologique au sein des départements d’économie des universités suggère toutefois que, contrairement aux aspirations fondatrices du domaine, l’économie écologique est devenue la chasse gardée des économistes plus que des écologistes aux États-Unis.

Du berceau au berceau

Cradle-to-cradle est une philosophie de conception formulée dans le livre du même nom par William McDonough et Michael Braungart en 2002. Depuis 2005, cradle-to-cradle est également un système de certification des produits testés par McDonough Braungart Design Chemistry (MBDC) pour répondre aux principes cradle-to-cradle. Le principe de base du cradle-to-cradle est que, pendant la majeure partie de l’histoire industrielle, nous n’avons pas réussi à planifier la réutilisation sûre des matériaux ou leur réintégration dans l’environnement. Cet échec, né de l’ignorance plutôt que de la malveillance, gaspille la valeur des biens transformés, tels que les métaux purifiés ou les plastiques synthétisés, et menace la santé humaine et environnementale. C’est pourquoi McDonough et Braungart proposent « une approche radicalement différente de la conception et de la production des objets que nous utilisons et apprécions… fondée sur les principes de conception étonnamment efficaces de la nature, sur la créativité et la prospérité humaines, ainsi que sur le respect, le fair-play et la bonne volonté ».

Dans cette approche, l’écologie, l’économie et l’équité occupent des sommets d’égale importance dans le triangle de l’activité humaine, et le concept de déchets est éliminé d’avance, car tous les produits doivent être conçus pour devenir des matières premières ou des « nutriments » inoffensifs pour d’autres processus biologiques ou industriels. Ces boucles fermées reconnaissent que la matière est limitée sur Terre, que la Terre est en fin de compte la seule demeure de l’humanité et que la seule énergie nouvelle provient du soleil. Le concept « Cradle-to-cradle » partage et développe donc certaines des notions de base de la STN et de l’écologie industrielle, mais en mettant l’accent sur la conception des produits et leur cycle de vie.

McDonough est un architecte qui a été inspiré par les solutions élégantes à la pénurie de ressources qu’il a observées au Japon et en Jordanie. Aux États-Unis, il a été frustré par le manque d’options pour améliorer la qualité de l’air intérieur dans les bâtiments dans les années 1980. Il a également été frustré par le « manque d’imagination » de l’éco-efficacité, qui était pourtant une approche commerciale avant-gardiste à l’époque. L’éco-efficacité mettait l’accent sur le fait de faire « moins de mal », mais acceptait toujours la proposition selon laquelle l’industrie allait nuire à l’environnement ; par conséquent, l’éco-efficacité ne ferait, au mieux, que retarder les pires conséquences ou, au pire, les accélérer. En outre, elle implique que l’activité économique est intrinsèquement négative. McDonough a précisé sa frustration personnelle : « J’étais fatigué de travailler dur pour être moins mauvais. Je voulais être impliqué dans la construction de bâtiments, voire de produits, avec des intentions totalement positives.

Braungart, quant à lui, était un chimiste allemand actif au sein du parti vert et de Greenpeace : « J’ai vite compris que protester ne suffisait pas. Nous devions élaborer un processus de changement. Il a créé l’Agence d’encouragement à la protection de l’environnement (EPEA) à Hambourg, en Allemagne, pour promouvoir le changement, mais a constaté que peu de chimistes se préoccupaient de la conception de l’environnement, tandis que les industriels et les environnementalistes se diabolisaient mutuellement.

Après leur rencontre en 1991, Braungart et McDonough ont rédigé les principes du « cradle to cradle » et ont fondé MBDC en 1994 pour contribuer à leur mise en œuvre. L’une de leurs premières réussites a été la reconception de la fabrication de moquettes pour la société suisse Rohner Textil AG. L’utilisation de plastiques recyclés dans la fabrication des tapis a été rejetée, car le plastique lui-même est dangereux ; les humains inhalent ou ingèrent les plastiques lorsqu’ils sont abrasés ou dégradés. McDonough et Braungart ont donc conçu un produit suffisamment sûr pour être consommé. Ils ont utilisé des fibres naturelles et un procédé qui rendait les effluents de l’usine plus propres que l’eau d’arrivée. Cette nouvelle conception illustre l’idée d' »éco-efficacité » de McDonough et Braungart, selon laquelle « la clé n’est pas de réduire la taille des industries et des systèmes humains, comme le préconisent les partisans de l’efficacité, mais de les concevoir pour qu’ils deviennent plus grands et meilleurs de manière à réapprovisionner, restaurer et nourrir le reste du monde » et à ramener les humains à une « interdépendance dynamique » positive avec la nature plutôt qu’à une domination sur celle-ci.

Figure 3.6 Cycle des produits à travers la biosphère et la technosphère. Source: EPEA, “Nutrient Cycles,” 

Les efforts de McDonough et Braungart ont prouvé que la conception du berceau au berceau était possible, en illustrant concrètement des concepts importants pour la conception du berceau au berceau tout en confirmant les décennies précédentes de travail conceptuel. Le premier concept d’éco-efficacité ou d’intelligence écologique à se concrétiser dans la conception « du berceau au berceau » est celui de la nature et de l’industrie en tant que systèmes métaboliques, alimentés par des « nutriments biologiques » dans la « biosphère » et des « nutriments techniques » dans la « technosphère », ou industrie. « Avec la bonne conception, tous les produits et matériaux de l’industrie alimenteront ces deux métabolismes, fournissant la nourriture pour quelque chose de nouveau », éliminant ainsi les déchets.

McDonough et Braungart ont opérationnalisé et popularisé le concept de « déchets égale nourriture », et par cette phrase, ils entendent que les déchets d’un système ou d’un processus doivent être la « nourriture » ou la matière première d’un autre. Ils s’inspiraient des écrits de Robert Ayres, Hardin Tibbs et d’autres sur l’écologie industrielle, car dans un circuit fermé, les déchets sont un élément nutritif (et un atout) plutôt qu’un problème à éliminer. Les déchets sont donc synonymes de nourriture.

Voir également Paul Hawken et William McDonough, « Seven Steps to Doing Good Business », Inc. novembre 1993, 81 ; William McDonough Architects, The Hannover Principles : Design for Sustainability (Charlottesville, VA : William McDonough Architects, 1992), 7. L’un des principaux objectifs de la conception durable est d’éliminer le concept de déchets afin que tous les produits alimentent un métabolisme. Bien que la réduction de la consommation de ressources ait ses propres retombées sur le système, la notion de déchet égal à la nourriture permet de produire des « déchets » non toxiques sans culpabilité, tant que ces déchets alimentent un autre produit ou processus.

Pour mieux expliquer les implications de la conception des deux métabolismes, McDonough, Braungart et Justus Englefried de l’EPEA ont mis au point le système de produits intelligents, une typologie de trois produits fondamentaux qui oriente la conception de manière à répondre au critère « déchet égal nourriture ». Les types de produits sont les consommables, les produits de service et les invendables.

Un « consommable » est un produit destiné à être littéralement consommé, comme la nourriture, ou conçu pour retourner en toute sécurité au métabolisme biologique (ou organique) où il devient un nutriment pour d’autres êtres vivants.Paul Hawken et William McDonough, « Seven Steps to Doing Good Business », Inc, novembre 1993, 81. McDonough ajoute que « les choses que nous concevons pour entrer dans le métabolisme organique ne doivent pas contenir de mutagènes, de carcinogènes, de métaux lourds, de toxines persistantes, de substances bio-accumulatives ou de perturbateurs endocriniens.

Un « produit de service », quant à lui, fournit un service, comme l’ont suggéré Walter Stahel et Max Börlin, entre autres. Parmi les exemples de produits de service figurent les téléviseurs (qui fournissent un service d’information et de divertissement), les machines à laver (qui fournissent des vêtements propres), les ordinateurs, les automobiles, etc. Ces produits seraient loués, et non vendus, à un client, et lorsque le client n’a plus besoin du service du produit ou souhaite l’améliorer, l’article serait renvoyé au producteur pour servir de nutriment au métabolisme industriel. Ce système de conception et de politique incite le producteur à utiliser la conception pour l’environnement (DfE) et l’ingénierie simultanée pour concevoir la remise à neuf, le désassemblage, la refabrication, etc. Braungart suggère que les « supermarchés des déchets » pourraient constituer des lieux centralisés de « déstockage » pour les clients, où les produits de service usagés sont retournés et triés pour être récupérés par le producteur.

Un « invendable », également appelé « non commercialisable », est un produit qui ne nourrit pas le métabolisme dans la technosphère ou la biosphère et qui ne devrait donc pas être fabriqué. Les invendables comprennent les produits qui incorporent des matériaux dangereux (radioactifs, toxiques, cancérigènes, etc.) ou qui combinent des nutriments biologiques et techniques de telle sorte qu’ils ne peuvent être séparés. Ces dernières combinaisons sont des « hybrides monstrueux » du point de vue de l’approche « du berceau au berceau » ou des « produits plus » – quelque chose que nous voulons plus une toxine que nous ne voulons pas. Le recyclage, comme l’a expliqué M. Ayres, est devenu plus difficile en raison des matériaux de plus en plus complexes qui forment des produits de plus en plus complexes. Il a cité en exemple l’industrie autrefois rentable du recyclage de la laine, qui a aujourd’hui pratiquement disparu parce que la plupart des nouveaux vêtements sont des mélanges de fibres provenant à la fois du métabolisme naturel et du métabolisme industriel, qui ne peuvent être séparés et retraités de manière économique.

Dans une économie durable, les invendables ne seraient pas fabriqués. Pendant la transition, les invendables, pour des raisons commerciales et de politique publique, appartiendraient toujours au fabricant d’origine. Pour garantir que les produits invendables ne soient pas déversés ou rejetés dans l’environnement à des endroits irrécupérables, des « parkings à déchets », gérés éventuellement par un service public, seraient créés afin que ces produits puissent être stockés en toute sécurité. Les fabricants d’origine des produits invendables devraient payer un loyer pour le stockage jusqu’à ce que des procédés soient mis au point pour détoxifier leurs produits. Tous les produits chimiques toxiques contiendraient des marqueurs chimiques permettant d’identifier le propriétaire du produit, et ce dernier serait responsable de la récupération, de l’atténuation ou du nettoyage de ses toxines si elles étaient découvertes dans les lacs, les puits, le sol, les oiseaux ou les personnes.

Le deuxième principe de l’intelligence écologique, « utiliser le revenu solaire actuel », est dérivé de la deuxième loi de la thermodynamique. Bien que la terre soit un système fermé en ce qui concerne la matière, elle est un système ouvert en ce qui concerne l’énergie, grâce au soleil. Cette situation implique qu’une économie durable et stable est possible sur Terre tant que le soleil continue de briller.

L’utilisation du revenu solaire actuel exige que le capital de la Terre ne soit pas épuisé – miné et brûlé – comme moyen de libérer de l’énergie. Ainsi, toute l’énergie doit être solaire ou provenir de sources dérivées du soleil, telles que l’énergie éolienne, les cellules photovoltaïques, la géothermie, l’énergie marémotrice et les combustibles issus de la biomasse. Les animaux et les plantes fossilisés, à savoir le pétrole et le charbon, bien qu’ils soient techniquement des sources solaires, ne passent pas le test actuel du revenu solaire, et leur utilisation viole l’impératif de préserver le fonctionnement sain des systèmes naturels puisque la combustion de combustibles fossiles modifie les systèmes climatiques et produit des pluies acides, entre autres impacts négatifs.

Le troisième principe de l’intelligence écologique est le « respect de la diversité ». La biodiversité, la caractéristique qui soutient le métabolisme naturel, doit être encouragée par une conception consciente. La diversité dans la nature augmente la résilience globale de l’écosystème aux chocs exogènes. Clinton Andrews, Frans Berkhout et Valerie Thomas suggèrent d’appliquer cette caractéristique au métabolisme industriel afin de développer une robustesse similaire. (Voir les métaphores directrices d’Andrews pour l’écologie industrielle plus haut dans cette section). Le respect de la diversité, cependant, a une interprétation plus large que la seule diversité biologique. Dans son sens le plus large, « respecter la diversité » signifie « une taille unique ne convient pas à tous ». Chaque lieu présente des flux de matières, des flux d’énergie, une culture et un caractère différents. Par conséquent, ce principe tente de prendre en compte le caractère unique du lieu en célébrant les différences plutôt que de promouvoir l’uniformité et les monocultures.

En plus de l’exigence d’intelligence écologique, un critère supplémentaire similaire à la quatrième condition de système de la TNS demande à la conception : « Est-ce juste ? » Du point de vue de la conception, la justice peut être difficile à définir ou à quantifier et se prête plutôt à une réflexion qualitative. Cependant, le cadre de conception durable impose une perspective intergénérationnelle de la justice à travers ses principes de conception et sa typologie de produits. Comme l’explique William McDonough, les produits conçus pour ne correspondre ni au métabolisme biologique ni au métabolisme industriel infligent une « tyrannie à distance » aux générations futures, car elles devront relever les défis de l’épuisement du capital terrestre et de la production de déchets totalement inutiles et souvent dangereux.

Enfin, l’éco-efficacité du berceau au berceau « considère le commerce comme le moteur du changement » plutôt que l’ennemi inhérent de l’environnement et « honore sa capacité à fonctionner rapidement et de manière productive ». Les entreprises doivent faire de l’argent, mais elles doivent aussi protéger la diversité culturelle et environnementale locale, promouvoir la justice et, dans le monde de McDonough, être amusantes.

Services de la nature

Les services de la nature sont apparus à la fin des années 1990 comme un cadre pratique permettant d’attribuer une valeur monétaire aux services que les écosystèmes rendent à l’homme, afin de mieux évaluer les compromis à faire entre la préservation d’un écosystème et sa conversion à un autre usage. La perspective des services de la nature repose sur deux postulats. Premièrement, « les biens et services provenant des écosystèmes naturels sont largement sous-évalués par la société… [et] les avantages de ces écosystèmes ne sont pas échangés sur des marchés formels et n’envoient pas de signaux de prix » (Gretchen Daily, ed., Nature’s Services : Societal Dependence on Natural Ecosystems (Washington, DC : Island Press, 1997), 2. Deuxièmement, nous atteignons rapidement un point de non-retour, où nous aurons spolié ou détruit tellement d’écosystèmes que la terre ne pourra plus supporter la population humaine en pleine expansion. Les systèmes de la nature sont trop complexes pour que l’homme puisse les comprendre entièrement, et encore moins les remplacer en cas de défaillance. En effet, Gretchen Daily, professeur de biologie à Stanford, a eu l’idée d’éditer le livre Nature’s Services, publié en 1997, après qu' »un petit groupe d’entre nous [scientifiques] s’est réuni pour déplorer le manque quasi total d’appréciation par le public de la dépendance de la société vis-à-vis des écosystèmes naturels ».

Les services de la nature se composent principalement de « biens écosystémiques » et de « services écosystémiques ». Les systèmes naturels ont développé des structures et des processus synergiques et étroitement imbriqués au sein desquels les espèces prospèrent, les déchets sont convertis en intrants utiles, et l’ensemble du système se maintient, soutenant la vie et l’activité humaines en tant que sous-ensemble. Par exemple, les services écosystémiques comprennent les cycles du carbone et de l’azote, la pollinisation des cultures ou la décomposition sûre des déchets, qui peuvent tous impliquer des espèces allant des bactéries aux arbres en passant par les abeilles. Les écosystèmes sains fournissent également des « biens écosystémiques », tels que des fruits de mer, du fourrage, du bois, des combustibles issus de la biomasse, des fibres naturelles, ainsi que de nombreux produits pharmaceutiques et industriels et leurs précurseurs. En bref, les écosystèmes fournissent des matières premières pour l’économie humaine ou créent les conditions qui permettent à l’homme d’avoir une économie en premier lieu.

Bien que ces biens et services naturels puissent être évalués de manière « biocentrique » (c’est-à-dire pour leur valeur intrinsèque) ou « anthropocentrique » (c’est-à-dire pour leur valeur pour l’homme), le cadre des services de la nature se concentre sur cette dernière parce que son public a besoin d’un moyen d’intégrer les écosystèmes dans les calculs conventionnels de coûts-avantages des projets humains. Par exemple, si un champ est « juste là », le calcul conventionnel du coût de sa conversion en parking se concentrera beaucoup plus sur le prix de l’asphalte et des entrepreneurs que sur la valeur perdue lorsque le champ ne peut plus filtrer l’eau, soutenir les plantes et la faune, cultiver de la nourriture ou offrir un plaisir esthétique. La perspective des services de la nature permet au contraire de saisir la valeur d’un champ qui fonctionne de manière à pouvoir la comparer directement à la valeur d’un parking.

Les systèmes d’évaluation anthropocentriques peuvent prendre de nombreuses formes. Ils peuvent prendre en compte la manière dont les écosystèmes contribuent aux objectifs généraux de durabilité, d’équité et d’efficacité ou à une activité économique plus directe. Par exemple, un agriculteur pourrait calculer le coût évité de l’application de pesticides lorsqu’un écosystème sain ou une méthode biologique permet de lutter contre les parasites. Une agence forestière d’État pourrait calculer la valeur directe de la consommation des produits de l’écosystème, comme la valeur des arbres coupés et finalement vendus comme bois d’œuvre, ou elle pourrait calculer la valeur indirecte de l’utilisation de la même forêt pour les loisirs et le tourisme, peut-être en calculant les frais de déplacement et autres frais que les gens sont prêts à supporter pour utiliser cette forêt.

Il peut être difficile d’estimer la valeur de la nature, notamment parce que nous n’avons pas l’habitude de penser à l’achat et à la vente de ses services, tels que l’air pur et l’eau propre, ou parce que nous les considérons comme si fondamentaux que nous voulons qu’ils soient gratuits pour tous. En outre, la plupart des gens ne connaissent même pas les services fournis par la nature ou la manière dont ces services interagissent. Néanmoins, en plus des méthodes susmentionnées, les économistes et autres personnes qui tentent d’utiliser les services de la nature sondent souvent la volonté des gens de payer pour la nature, par exemple en utilisant leur volonté de protéger un animal en voie de disparition comme indicateur de leur attitude envers l’écosystème de cet animal dans son ensemble. La figure 3.7 « Méthodes d’évaluation des services de la nature » illustre un éventail d’approches d’évaluation, où la valeur d’usage reflète la valeur anthropocentrique actuelle et la valeur de non-usage englobe la valeur biocentrique ainsi que la valeur anthropocentrique pour les générations futures.

Figure 3.7 Façons d’évaluer les services de la nature. Source : Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture

Outre l’incertitude liée à la détermination de la valeur de tout ce qu’un écosystème peut faire, les services de la nature sont confrontés à la question de savoir si les besoins de certaines personnes doivent être valorisés plus que d’autres et comment les choix actuels vont limiter les options futures. Les praticiens des services de la nature doivent également être en mesure de calculer les changements de valeur résultant de dommages progressifs, et pas seulement la valeur totale d’un écosystème. Par exemple, la coupe à blanc d’une centaine d’hectares de forêt tropicale pour planter des palmiers est un problème ; l’éradication de la totalité de la forêt tropicale amazonienne en est un autre. Le coût de la destruction des 100 premiers hectares peut être très différent de celui de la destruction des 100 derniers. C’est pourquoi l’approche des services de la nature tente de caractériser avec une résolution toujours plus grande les écosystèmes, leurs biens et services, et l’interdépendance des systèmes afin d’inclure les résultats dans les calculs économiques. Enfin, une fois ces valeurs quantifiées, les écosystèmes correspondants doivent être protégés comme tout autre bien. Les systèmes de surveillance et de sauvegarde des services de la nature doivent émerger en même temps que les estimations de leur valeur.

Robert Costanza et ses collaborateurs scientifiques et économistes ont rédigé l’un des premiers articles sur la valeur financière des écosystèmes. Ce document et l’article de synthèse « The Nature and Value of Ecosystem Services » de Kate Brauman, Gretchen Daily, T. Ka’eo Duarte et Harold Mooney méritent d’être lus pour une discussion accessible sur les services écosystémiques.

Biomimétisme

Le biomimétisme, expliqué par Janine Benyus dans un livre du même nom, est « l’émulation consciente du génie de la vie » pour résoudre les problèmes humains dans le domaine du design, de l’industrie et ailleurs. Le biomimétisme a également donné naissance à un cabinet de conseil et à une organisation à but non lucratif, tous deux basés dans le Montana. Le Biomimicry Guild aide les entreprises à appliquer les principes du biomimétisme, tandis que le Biomimicry Institute aspire à éduquer un large public et à diffuser ces principes. L’hypothèse de base du biomimétisme est que quatre milliards d’années de sélection naturelle et d’évolution ont apporté des réponses sophistiquées, durables, diverses et efficaces à des problèmes tels que la consommation d’énergie et la croissance démographique durable. L’homme dispose aujourd’hui de la technologie nécessaire pour comprendre bon nombre des solutions de la nature et pour appliquer des idées similaires dans nos sociétés, depuis le niveau des matériaux, comme l’imitation de la soie d’araignée ou l’obtention de produits pharmaceutiques à partir de plantes, jusqu’au niveau des écosystèmes et de la biosphère, comme l’amélioration de notre agriculture en s’inspirant des prairies et des forêts ou la réduction de nos émissions de gaz à effet de serre en adoptant l’énergie solaire.

Le biomimétisme ne se contente toutefois pas d’exploiter les secrets de conception de la nature dans l’industrie conventionnelle, que ce soit pour fabriquer du Velcro ou du maïs génétiquement modifié. Au contraire, le biomimétisme exige que nous assumions une place durable au sein de la nature en reconnaissant que nous en faisons inextricablement partie. Le biomimétisme se concentre « non pas sur ce que nous pouvons extraire du monde naturel, mais sur ce que nous pouvons apprendre de lui » Janine M. Benyus, prologue de Biomimicry : Innovation Inspired by Nature (New York : William Morrow, 1997). Cet accent conduit à trois préceptes : la nature est un modèle pour les conceptions et les processus durables, la nature est la mesure des solutions réussies et la nature est notre mentor. Il est également urgent de protéger les écosystèmes et de cataloguer leurs espèces et leurs interdépendances afin que nous puissions continuer à être inspirés, aidés et instruits par l’ingéniosité de la nature. À cet égard, le biomimétisme ressemble le plus à l’écologie industrielle et aux services de la nature, mais il partage clairement des traits avec d’autres cadres et concepts.

L’ingéniosité de la nature, quant à elle, présente des « lois, stratégies et principes » récurrents :

Nature

• fonctionne grâce à la lumière du soleil.
• n’utilise que l’énergie dont il a besoin.
• adapte la forme à la fonction.
• recycle tout.
• récompense la coopération.
• mise sur la diversité.
• exige des compétences locales.
• freine les excès de l’intérieur.
• exploite le pouvoir des limites.

Mme Benyus a été frustrée par le fait que sa formation universitaire en sylviculture était axée sur l’analyse d’éléments distincts, ce qui l’a empêchée, elle et d’autres, de voir les principes qui émergent de l’analyse de systèmes entiers. De même, les solutions aux problèmes de déchets et d’énergie doivent être envisagées dans une perspective globale. Benyus a explicitement allié le biomimétisme à l’écologie industrielle et élucidé dix principes d’une économie qui imite la nature :

1. Utiliser les déchets comme une ressource. Que ce soit à l’échelle des parcs d’activités intégrés ou de l’économie mondiale, « tous les déchets sont de la nourriture, et tout le monde finit par se réincarner dans quelqu’un d’autre. La seule chose que la communauté importe en quantité appréciable est l’énergie sous forme de lumière solaire, et la seule chose qu’elle exporte est le sous-produit de sa consommation d’énergie, la chaleur » Janine M. Benyus, Biomimicry : Innovation Inspired by Nature (New York : William Morrow, 1997), 255.
2. Diversifier et coopérer pour utiliser pleinement l’habitat. La symbiose et la spécialisation dans des niches permettent de ne rien gaspiller et de procurer des avantages à d’autres espèces ou parties de l’écosystème, tout comme à d’autres entreprises ou parties de l’industrie lorsque les entreprises collaborent pour faciliter l’efficacité, la refabrication et d’autres changements.
3. Recueillir et utiliser l’énergie de manière efficace. Utiliser plus efficacement les combustibles fossiles et les investir dans la production de ce qui compte vraiment à long terme, tout en passant au solaire et à d’autres ressources renouvelables.
4. Optimiser plutôt que maximiser. Privilégiez la qualité à la quantité.
5. Utilisez les matériaux avec parcimonie. Dématérialisez les produits et réduisez les emballages ; reconceptualisez les entreprises en tant que prestataires de services plutôt que vendeurs de biens.
6. Ne salissez pas les nids. Réduire les toxines et décentraliser la production de biens et d’énergie.
7. Ne pas épuiser les ressources. Adoptez des matières premières renouvelables, mais utilisez-les à un rythme suffisamment lent pour qu’elles puissent se régénérer. Investir dans le capital écologique.
8. Rester en équilibre avec la biosphère. Limiter les émissions de gaz à effet de serre, de chlorofluorocarbones et d’autres polluants qui perturbent gravement les cycles naturels.
9. Fonctionner grâce à l’information. Créer des boucles de rétroaction pour améliorer les processus et récompenser les comportements environnementaux.
10. Acheter localement. L’utilisation des ressources locales limite les populations régionales à des tailles supportables, réduit les besoins de transport et permet aux gens de voir l’impact de leur consommation sur l’environnement et les fournisseurs.

Si les concepts du biomimétisme peuvent être utilisés à différentes échelles, ils ont déjà été directement appliqués pour améliorer de nombreux produits conventionnels. Les papillons, à eux seuls, ont apporté une aide précieuse. Par exemple, la peinture Lotusan s’inspire de la structure de la surface des ailes de papillon pour se débarrasser de la saleté et rester propre, évitant ainsi l’utilisation de détergents, tandis que Qualcomm a étudié la façon dont les ailes de papillon diffusent la lumière pour développer son écran Mirasol à faible consommation d’énergie et hautement réfléchissant pour les téléphones portables et autres appareils électroniques. Ces produits, ainsi que d’autres, ont été catalogués par le Biomimicry Institute sur AskNature.org.

Chimie verte

La chimie verte, qui est désormais un domaine reconnu de la recherche et de la conception, est née de la prise de conscience du fait que les méthodes conventionnelles de synthèse des produits chimiques consommaient de grandes quantités d’énergie et de matériaux et généraient des déchets dangereux, tandis que les produits finaux eux-mêmes étaient souvent toxiques pour l’homme et les autres formes de vie et persistaient dans l’environnement. La chimie verte cherche donc à produire des produits chimiques plus sûrs de manière plus efficace et plus inoffensive, ainsi qu’à neutraliser les contaminants existants. Ces produits chimiques verts imitent généralement les composants et les réactions non toxiques de la nature.

La chimie verte est apparue comme un domaine après que l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) a lancé le programme « Alternative Synthetic Pathways for Pollution Prevention » en réponse à la loi de 1990 sur la prévention de la pollution. En 1993, le programme, rebaptisé « Chimie verte », a créé le prix présidentiel « Green Chemistry Challenge Award » pour encourager et reconnaître les recherches qui remplacent les produits chimiques et les procédés de fabrication dangereux par des alternatives plus sûres. Les récents lauréats de ce prix ont créé des moyens de fabriquer des cosmétiques et des produits personnels sans solvants et un moyen efficace de convertir les sucres végétaux en biocarburants.

En 1997, l’Institut de chimie verte, organisme à but non lucratif, a été créé et a ensuite été intégré à l’American Chemistry Society. L’année suivante, l’Organisation européenne de développement économique (OCDE) a créé le groupe de direction de l’initiative sur la chimie durable, et le livre de Paul Anastas et John Warner, Green Chemistry : Theory and Practice, Paul Anastas et John Warner a établi douze principes pour la chimie verte. Ces principes sont cités sur le site web de l’EPA. Reconnus comme des leaders dans le domaine de la chimie verte, Paul Anastas et John Warner ont continué à faire avancer les idées par l’innovation, l’éducation et la politique, Warner ayant contribué à la création du Warner Babcock Institute pour soutenir cette mission. Paul Anastas, quant à lui, a été confirmé à la tête du bureau de la recherche et du développement de l’EPA en 2010. Leurs principes de chimie verte se reflètent dans une hiérarchie d’objectifs fixés par le programme « Chimie verte » :

1. Chimie verte : Réduction à la source/prévention des risques chimiques
   – Concevoir des produits chimiques moins dangereux pour la santé humaine et l’environnement*.
   – Utiliser des matières premières et des réactifs moins dangereux pour la santé humaine et l’environnement*.
   – Concevoir des synthèses et d’autres procédés moins gourmands en énergie et en matériaux (économie d’atomes élevée, faible facteur d’alimentation).
   – Utiliser des matières premières dérivées de ressources renouvelables annuellement ou de déchets abondants.
   – Concevoir des produits chimiques en vue d’une réutilisation ou d’un recyclage accru et plus facile.
2. Réutiliser ou recycler les produits chimiques
3. Traiter les produits chimiques pour les rendre moins dangereux.
4. Éliminer les produits chimiques de manière appropriée
   *Les produits chimiques moins dangereux pour la santé humaine et l’environnement sont :
   – Moins toxiques pour les organismes et les écosystèmes
   – Ne sont pas persistants ou bioaccumulatifs dans les organismes ou l’environnement.
   – Intrinsèquement plus sûrs en termes de manipulation et d’utilisation.

Figure 3.8 Objectifs de la production de produits chimiques verts

James Clark, un chimiste qui dirige le Centre d’excellence en chimie verte de l’université de York, en Angleterre, a résumé les objectifs de la chimie verte dans un octogone. Cet octogone met également l’accent sur l’efficacité, les matières premières renouvelables et la santé humaine et environnementale.

La chimie verte fait également référence à une revue consacrée à ce sujet (Green Chemistry), et l’un de ses rédacteurs en chef adjoints, Terry Collins, a défini des mesures pour développer la chimie verte. Premièrement, intégrer les considérations environnementales et l’éthique de la durabilité dans la formation de tous les chimistes et dans leurs décisions en laboratoire. Deuxièmement, il faut être honnête sur les termes « vert » ou « durable » et sur les preuves des dommages causés par les produits chimiques.

Par exemple, une façon plus propre et plus efficace de produire un certain produit peut être un progrès, mais si le produit lui-même reste hautement toxique et persistant dans l’environnement, ce n’est pas exactement vert. Par conséquent, « étant donné que de nombreux objectifs de durabilité des produits chimiques, tels que ceux associés à la conversion de l’énergie solaire, nécessitent des approches de recherche ambitieuses et très créatives, il faut éviter de penser à court terme et de faire preuve de myopie. Le gouvernement, les universités et l’industrie doivent apprendre à valoriser et à soutenir les programmes de recherche qui ne produisent pas rapidement des publications, mais qui présentent au contraire une promesse raisonnable de promotion de la durabilité.

M. Collins a imaginé des moyens de dégrader les produits chimiques toxiques déjà présents dans l’environnement. Il a créé une spin-off de l’université Carnegie Mellon, GreenOx Catalysts, pour développer et commercialiser ses produits, qui ont décomposé en toute sécurité l’anthrax ainsi que les déchets dangereux des usines de pâte à papier. Cependant, la chimie verte n’existe pas seulement dans les enclaves gouvernementales ou universitaires. En 2006, la Dow Chemical Company, dont le chiffre d’affaires annuel dépasse les 50 milliards de dollars, a déclaré que la chimie durable faisait partie de sa stratégie d’entreprise.

DuPont, quant à elle, a créé une division « Bio-Based Materials » qui s’est attachée à utiliser du maïs plutôt que du pétrole pour produire des polymères destinés à diverses applications, des tapis aux équipements médicaux, tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.

Les produits chimiques synthétiques étant les éléments de base de la plupart des produits modernes, des chaussures aux iPhones en passant par les conservateurs alimentaires, la chimie verte peut jouer un rôle important dans la durabilité. La conception « du berceau au berceau », l’ingénierie des systèmes terrestres et pratiquement tous les autres cadres et outils peuvent bénéficier de matériaux plus respectueux de l’environnement au niveau moléculaire. Comme l’affirme John Warner, figure de proue de la sensibilisation des entreprises à la chimie verte, qui permet d’innover et de créer de nouveaux matériaux dans tous les secteurs,

Le domaine de la chimie existe dans une interprétation moderne depuis environ 150 ans, [et] nous avons inventé nos produits pharmaceutiques, nos cosmétiques, nos matériaux, dans un état d’esprit qui ne s’est jamais vraiment concentré sur la durabilité, la toxicité et l’impact environnemental. Lorsque l’on change de mode de pensée, on se retrouve dans un nouvel espace d’innovation. Dans ce nouvel espace d’innovation, c’est la marque de la créativité. Les entreprises constatent qu’au lieu de les ralentir, elles accélèrent la mise sur le marché, car elles rencontrent moins d’obstacles dans le processus réglementaire et dans le processus de fabrication. Et cela les place dans des espaces où elles n’étaient normalement pas présentes parce qu’elles les ont abordés sous un autre angle. La politique en matière de produits chimiques crée la demande. La chimie verte n’est pas une politique chimique. La chimie verte est le côté de l’offre, la science de l’identification de ces alternatives. Et donc, main dans la main, ces deux efforts permettent d’atteindre les objectifs d’un avenir plus durable. Mais ce n’est pas la même chose.

Ingénierie verte

L’ingénierie verte, telle que définie par Paul Anastas et Julie Zimmerman, est un cadre qui peut être appliqué à des échelles allant de la molécule à la ville pour améliorer la durabilité des produits et des processus. L’ingénierie verte fonctionne d’un point de vue systémique et s’articule autour de douze principes qui doivent être optimisés en tant que système. Par exemple, il ne faut pas concevoir un produit en vue d’une séparation et d’une purification maximales de ses composants (principe 3) si ce choix a pour effet de dégrader la durabilité globale du produit.

L’ingénierie verte considère deux priorités fondamentales avant toutes les autres : les « considérations liées au cycle de vie » et « l’inhérence ». Les considérations relatives au cycle de vie exigent des ingénieurs et des concepteurs qu’ils comprennent et évaluent l’ensemble du contexte et de l’impact de leurs produits, de la création à la fin de l’utilisation. L’inhérence signifie utiliser et produire des matériaux et des énergies intrinsèquement sûrs et renouvelables ou réutilisables. L’inhérence considère les moyens externes de contrôler la pollution ou de contenir les dangers comme un problème car ils peuvent échouer et ont tendance à tolérer ou à générer des déchets. En ce sens, l’inhérence est une forme rigoureuse de prévention de la pollution.

Parallèlement, les déchets sont un concept important dans de nombreux principes de l’ingénierie verte. Comme l’expliquent Anastas et Zimmerman, « un point important, souvent négligé, est que le concept de déchet est humain. En d’autres termes, il n’y a rien d’inhérent à l’énergie ou à une substance qui en fasse un déchet. Il résulte plutôt d’un manque d’utilisation qui n’a pas encore été imaginé ou mis en œuvre.

Les déchets ont souvent été conçus dans les systèmes comme une nuisance tolérable, mais de plus en plus, nous ne pouvons pas nous occuper de nos déchets, qu’il s’agisse de toxines, de déchets ou d’utilisations inefficaces de l’énergie et des ressources. Pour éviter les déchets matériels, par exemple, nous pouvons concevoir des produits qui se décomposent en toute sécurité peu de temps après la fin de leur durée de vie utile (par exemple, il est inutile d’avoir des couches jetables qui durent des millénaires après l’enfance). Pour éviter les gaspillages au sein de systèmes plus vastes, nous pouvons cesser de les surconcevoir en fonction des pires scénarios. Au lieu de cela, nous devrions concevoir la flexibilité du système et chercher à exploiter les entrées et sorties locales, comme la façon dont une voiture hybride récupère l’énergie du freinage pour recharger sa batterie alors qu’une voiture conventionnelle perd cette énergie en chaleur. Nous pouvons également reconnaître que certains objets très complexes, comme les puces d’ordinateur, ont tout intérêt à être collectés et réutilisés, tandis que des objets plus simples, comme les sacs en papier, ont tout intérêt à être détruits et recyclés. En substance, l’ingénierie verte préconise d’éviter les déchets et les dangers pour tendre vers la durabilité grâce à une planification et une conception plus approfondies et créatives.

Entrée	Sortie
Matériau	Renouvelable/recyclé, non toxique	Facilement séparable et recyclable/réutilisable, non toxique, pas de déchets (éliminé ou matière première pour autre chose).
Énergie	Renouvelable, non destructif à obtenir	Pas de déchets (chaleur perdue, etc.), non toxique (pas de pollution, etc.)
L’intelligence humaine	Conception créative au niveau des systèmes pour éviter le gaspillage, renouveler les ressources, etc. dans les nouveaux produits et processus.	Durabilité

Tableau 3.2 Résumé de la perspective de l’ingénierie verte

Analyse du cycle de vie

Les méthodes d’analyse du cycle de vie (ACV) sont des outils analytiques permettant de déterminer les incidences des produits et des processus sur l’environnement et la santé, de l’extraction des matériaux à leur élimination. Le processus d’ACV permet de révéler le réseau complexe de ressources qui décrit entièrement la vie d’un produit et aide les concepteurs (entre autres) à trouver des moyens de réduire ou d’éliminer les sources de déchets et de pollution. Une tasse de café est couramment utilisée pour illustrer le réseau de ressources du cycle de vie d’un produit.

Le voyage de la tasse de café commence par le défrichement des forêts en Colombie pour planter des caféiers. Les caféiers sont pulvérisés avec des insecticides fabriqués dans la vallée du Rhin en Europe ; les effluents du processus de production font du Rhin l’un des fleuves les plus pollués au monde, et une grande partie de la faune en aval est détruite. Lorsqu’ils sont pulvérisés, les insecticides sont inhalés par inadvertance par les agriculteurs colombiens, et les résidus sont rejetés dans les rivières, ce qui nuit aux écosystèmes en aval. Chaque caféier produit des grains pour environ quarante tasses de café par an. Les grains récoltés sont expédiés à la Nouvelle-Orléans dans un cargo de construction japonaise en acier coréen, dont le minerai est extrait sur des terres tribales de Papouasie-Nouvelle-Guinée. À la Nouvelle-Orléans, les grains sont torréfiés, puis emballés dans des sacs contenant des couches de polyéthylène, de nylon, de papier d’aluminium et de polyester. Les trois couches de plastique ont été fabriquées dans des usines situées le long du tristement célèbre « couloir du cancer » de Louisiane, où les industries polluantes sont implantées de manière disproportionnée dans les quartiers afro-américains. Le plastique a été fabriqué à partir de pétrole expédié par pétroliers depuis l’Arabie saoudite. Les feuilles d’aluminium ont été fabriquées à partir de bauxite australienne extraite à ciel ouvert sur les terres ancestrales des aborigènes, puis expédiées dans des barges alimentées par du pétrole indonésien vers des installations de raffinage situées dans le nord-ouest du Pacifique.

Ces installations tirent leur énergie des barrages hydroélectriques du fleuve Columbia, qui ont détruit les parcours de pêche au saumon considérés comme sacrés par les groupes amérindiens. Les sacs de grains de café sont ensuite expédiés à travers les États-Unis dans des camions alimentés par de l’essence provenant du pétrole du Golfe du Mexique raffiné près de Philadelphie, un processus qui a contribué à une grave pollution de l’air et de l’eau, à la contamination des poissons et au déclin de la faune dans le bassin du fleuve Delaware. Et tout cela ne tient pas compte de la tasse qui contient le café.

L’exemple du café illustre la complexité de la réalisation d’une ACV. L’ACV offre une perspective systémique mais est essentiellement un système comptable. Elle tente de rendre compte de l’ensemble du réseau de ressources et de tous les points d’impact associés, et il est donc difficile de la mesurer avec une précision totale. La Society for Environmental Chemistry a développé une méthodologie standard pour l’ACV. Les objectifs de ce processus sont les suivants :

• Dresser un inventaire des impacts environnementaux d’un produit, d’un processus ou d’une activité en identifiant et en mesurant les matériaux et l’énergie utilisés ainsi que les déchets rejetés dans l’environnement.
• Évaluer l’impact sur l’environnement des matériaux et de l’énergie utilisés et rejetés.
• Évaluer et mettre en œuvre des stratégies d’amélioration de l’environnement.

Le processus de réalisation d’une ACV révèle souvent des sources de gaspillage et des possibilités de reconception qui seraient autrement passées inaperçues. Comme le souligne John Ehrenfeld, professeur et auteur au Massachusetts Institute of Technology, « le simple fait d’invoquer l’idée d’un cycle de vie fixe les grandes dimensions du cadre pour tout ce qui suit et, à ce stade actuel de la pensée écologique, tend à élargir les limites du monde environnemental des acteurs.

Les ACV peuvent être utilisées non seulement comme un outil pendant la phase de conception pour identifier les points chauds environnementaux auxquels il faut prêter attention, mais aussi comme un outil pour évaluer les produits et les processus existants. L’ACV peut également être utilisée pour comparer des produits. Cependant, il faut veiller à ce que les mêmes méthodologies d’ACV soient utilisées pour chaque élément comparé afin de garantir des résultats relatifs précis.

L’ACV présente plusieurs limites. Les lacunes les plus souvent citées sont les suivantes :

• La définition des limites du système pour l’ACV est controversée.
• L’analyse du cycle de vie nécessite beaucoup de données et est coûteuse à réaliser.
• L’évaluation de l’inventaire seul est inadéquate pour une comparaison significative, alors que l’évaluation de l’impact présente de nombreuses difficultés scientifiques.
• L’ACV ne tient pas compte d’autres aspects non environnementaux de la qualité et du coût des produits.
• L’ACV ne peut pas saisir la dynamique de l’évolution des marchés et des technologies.
• Les résultats de l’ACV peuvent être inappropriés pour une utilisation dans le cadre de l’éco-étiquetage.

Ingénierie simultanée

L’ingénierie simultanée est une philosophie de conception qui rassemble les acteurs du cycle de vie d’un produit pendant la phase de conception. Elle offre la possibilité d’intégrer la protection de l’environnement dans le processus de conception avec la participation de représentants de l’ensemble du cycle de vie du produit. Les participants à une équipe de conception d’ingénierie simultanée comprennent des représentants de la direction, des ventes et du marketing, de la conception, de la recherche et du développement, de la fabrication, de la gestion des ressources, des finances, du service extérieur, des intérêts des clients et des fournisseurs.

L’objectif de l’équipe est d’améliorer la qualité et la convivialité des conceptions de produits, d’améliorer la satisfaction des clients, de réduire les coûts et de faciliter la transition du produit de la conception à la production. Les définitions de l’ingénierie simultanée varient, mais les concepts clés incluent l’utilisation d’une équipe pour représenter tous les aspects du cycle de vie du produit, la concentration sur les exigences du client et le développement de systèmes de production et de soutien sur le terrain dès le début du processus de conception.

Bien qu’elle semble être une approche de bon sens de la conception, l’ingénierie simultanée est loin d’être typique dans l’industrie. La procédure traditionnelle de conception des produits est linéaire, les individus n’étant responsables que de leur fonction spécifique et les conceptions étant transmises d’un domaine fonctionnel (par exemple, la fabrication, la recherche et le développement, etc. Cette approche peut être caractérisée par le fait de lancer des conceptions « par-dessus le mur ». Par exemple, un architecte peut concevoir l’enveloppe d’un bâtiment, comme un gratte-ciel en acier autour d’un noyau d’ascenseur, puis transmettre les plans à un ingénieur en construction qui doit déterminer comment acheminer les gaines de chauffage, de ventilation et de climatisation et les autres composants du bâtiment.

Cette disjonction peut être source d’inefficacité. Au lieu de cela, l’ingénierie simultanée prend en compte les nombreux services fournis par un bâtiment – par exemple, l’éclairage, le chauffage, la climatisation et l’espace de travail – et détermine les moyens les plus efficaces de les réaliser tous dès le début. L’ingénierie simultanée raccourcit donc le cycle de développement des produits en augmentant la communication dès le début, ce qui permet de réduire le nombre d’itérations de conception.

Les entreprises qui appliquent une philosophie de conception fondée sur l’ingénierie simultanée disposent d’équipes de conception autonomes, ouvertes à l’interaction, aux nouvelles idées et aux points de vue différents. L’ingénierie simultanée est donc un véhicule efficace pour mettre en œuvre des cadres de conception de produits tels que l’écoconception, la conception durable et même l’outil TNS orienté processus, qui n’est pas un cadre de conception en soi mais peut être utilisé efficacement comme guide pour la prise de décision en matière de changement pendant la conception.

Conception pour l’environnement

L’écoconception est une stratégie d’éco-efficacité qui permet à une entreprise de dépasser les concepts de fin de cycle et d’intérieur de cycle tels que le contrôle et la prévention de la pollution pour adopter une approche systémique, stratégique et concurrentielle de la gestion et de la protection de l’environnement. Il s’agit d’une approche proactive de la protection de l’environnement dans laquelle l’impact environnemental d’un produit sur l’ensemble de son cycle de vie est pris en compte dès sa conception.

La conception pour l’environnement est censée être un sous-ensemble du système de conception pour X, où X peut être l’assemblage, la conformité, l’environnement, la fabricabilité, la logistique des matériaux et l’applicabilité des composants, l’ordonnancement, la fiabilité, la sécurité et la prévention de la responsabilité, la facilité d’entretien et la testabilité. La conception en fonction d’un objectif final permet d’intégrer le plus efficacement possible les propriétés nécessaires pour atteindre cet objectif dans le cycle de vie d’un produit. Par conséquent, l’écoconception, tout comme l’ingénierie simultanée, devient un outil essentiel pour réaliser de nombreuses aspirations de cadres, tels que le « cradle-to-cradle », ou d’autres outils, tels que les chaînes d’approvisionnement vertes.

Dans le domaine de l’écoconception, on trouve des concepts tels que la conception pour le désassemblage, la remise à neuf, la recyclabilité des composants et des matériaux. Ces concepts s’appliquent à la logistique inverse, qui permet de collecter, trier et réintégrer les matériaux dans le flux d’approvisionnement de la fabrication afin de réduire les déchets. La logistique inverse devient particulièrement importante pour les chaînes d’approvisionnement vertes.

L’écoconception est née en 1992, principalement grâce aux efforts de quelques entreprises d’électronique, et est décrite par Joseph Fiksel comme « la conception de produits sûrs et éco-efficaces. Ces produits doivent minimiser l’impact sur l’environnement, être sûrs et respecter ou dépasser toutes les réglementations applicables ; être conçus pour être réutilisés ou recyclés ; réduire la consommation de matériaux et d’énergie à des niveaux optimaux ; et enfin être sans danger pour l’environnement lorsqu’ils sont éliminés. Ce faisant, les produits doivent également offrir un avantage concurrentiel à l’entreprise.

Chaîne d’approvisionnement verte

La gestion de la chaîne d’approvisionnement verte exige que les critères de durabilité soient pris en compte par chaque participant à la chaîne d’approvisionnement à chaque étape, de la conception à l’extraction des matériaux, la fabrication, le traitement, le transport, le stockage, l’utilisation et l’élimination ou le recyclage final. L’approche de la chaîne d’approvisionnement verte adopte une vision systémique plus large que la gestion conventionnelle de la chaîne d’approvisionnement, qui part du principe que différentes entités prennent des matières premières au début de la chaîne d’approvisionnement et les transforment en un produit à la fin de la chaîne d’approvisionnement, les coûts environnementaux devant être supportés par d’autres entreprises, pays ou consommateurs, puisque chaque maillon de la chaîne d’approvisionnement reçoit un intrant sans s’interroger sur son origine et oublie l’extrant une fois qu’il est sorti. En revanche, la chaîne d’approvisionnement verte prend en compte l’ensemble du parcours et internalise certains de ces coûts environnementaux pour les transformer en sources de valeur.

Les chaînes d’approvisionnement vertes modifient donc les chaînes d’approvisionnement conventionnelles de deux manières importantes : elles augmentent la durabilité et l’efficacité de la chaîne d’approvisionnement en amont existante et ajoutent une chaîne d’approvisionnement en aval entièrement nouvelle. Une chaîne d’approvisionnement verte encourage la collaboration entre les membres de la chaîne pour comprendre et partager les normes de performance en matière de durabilité, les meilleures pratiques, les innovations et la technologie pendant que le produit se déplace dans la chaîne. Elle cherche également à réduire les déchets tout au long de la chaîne d’approvisionnement en amont et à réduire et, idéalement, à éliminer les matériaux dangereux ou toxiques, en les remplaçant par des matériaux plus sûrs lorsque cela est possible. Enfin, par le biais de la chaîne d’approvisionnement inverse, les chaînes d’approvisionnement vertes cherchent à récupérer les matériaux après consommation plutôt que de les renvoyer dans l’environnement sous forme de déchets.

Le développement de la logistique inverse permettrait de remplacer la linéarité de la plupart des méthodes de production – matières premières, transformation, conversions et modifications ultérieures, produit final, utilisation, élimination – par un parcours cyclique ou une boucle fermée, du berceau au berceau, qui commence par le retour des produits usagés, dépassés, démodés et autrement « consommés ». Ces produits sont soit recyclés et remis dans le circuit de fabrication, soit décomposés en matériaux compostables. Le cycle est sans fin, car les matériaux retournent à la terre sous forme de structures moléculaires sûres (absorbées et utilisées par les organismes en tant que nutriments biologiques) ou sont perpétuellement utilisés dans l’économie comme intrants pour de nouveaux produits (nutriments techniques). Par conséquent, les chaînes d’approvisionnement vertes apparaissent implicitement dans de nombreux cadres conceptuels tout en s’appuyant sur divers outils de durabilité, tels que l’ACV et l’écoconception.

Les entreprises acheminent généralement les articles usagés des consommateurs vers la chaîne d’approvisionnement inversée, soit en louant leurs produits, soit en fournissant des points de collecte ou d’autres moyens de récupérer les articles à la fin de leur vie utile. Une fois collectés, que ce soit par le fabricant d’origine ou par un tiers, les produits peuvent être inspectés et triés. Certains articles peuvent retourner rapidement dans la chaîne d’approvisionnement avec seulement une réparation minimale ou le remplacement de certains composants, tandis que d’autres produits peuvent avoir besoin d’être démontés, remanufacturés ou cannibalisés pour récupérer les parties récupérables, tandis que le reste est recyclé ou envoyé dans une décharge ou un incinérateur.

Les préoccupations relatives à la chaîne d’approvisionnement verte sont apparues dans les années 1990, lorsque la mondialisation et l’externalisation ont rendu les réseaux d’approvisionnement de plus en plus complexes et diversifiés, tandis que de nouvelles lois et les attentes des consommateurs exigeaient des entreprises qu’elles assument une plus grande responsabilité vis-à-vis de leurs produits tout au long de leur vie. La chaîne d’approvisionnement verte répond à ces systèmes complexes en interaction afin de réduire les déchets, d’atténuer les risques juridiques et environnementaux, de réduire les effets néfastes sur la santé tout au long du processus de valeur ajoutée, d’améliorer la réputation des entreprises et de leurs produits, et de permettre la conformité avec des réglementations et des attentes sociétales de plus en plus strictes. Ainsi, les chaînes d’approvisionnement vertes peuvent accroître l’efficacité, la valeur et l’accès aux marchés, ce qui améliore les performances environnementales, sociales et économiques d’une entreprise.

Analyse de l’empreinte carbone

L’analyse de l’empreinte carbone est un outil que les organisations peuvent utiliser pour mesurer les émissions directes et indirectes de gaz à effet de serre associées à leur fourniture de biens et de services. L’analyse de l’empreinte carbone est également connue sous le nom d’inventaire des gaz à effet de serre, tandis que la comptabilité des gaz à effet de serre décrit la pratique générale de mesure des émissions de gaz à effet de serre des entreprises. La mesure des émissions de gaz à effet de serre

1. permet la divulgation volontaire de données à des organisations telles que le Carbon Disclosure Project,
2. facilite la participation à des systèmes de réglementation des émissions obligatoires tels que l’Initiative régionale sur les gaz à effet de serre, et
3. encourage la collecte de données opérationnelles clés qui peuvent être utilisées pour mettre en œuvre des projets d’amélioration des activités.

À l’instar des principes comptables généralement admis dans le monde de la finance, un ensemble de normes et de principes a vu le jour pour guider la collecte et la communication des données dans ce nouveau domaine. En général, les entreprises et les particuliers calculent l’empreinte de leurs émissions pour une période de douze mois. Ils calculent également de plus en plus souvent l’empreinte de produits, de services, d’événements individuels, etc. Les directives établies pour la comptabilisation des gaz à effet de serre, telles que le protocole sur les gaz à effet de serre, définissent la portée et la méthodologie du calcul de l’empreinte.

Le protocole sur les gaz à effet de serre, une méthodologie communément acceptée, est une initiative permanente du World Resources Institute et du World Business Council for Sustainable Development. Le protocole sur les gaz à effet de serre explique comment faire ce qui suit :

1. Déterminer les limites de l’organisation. Les structures d’entreprise sont complexes et comprennent des opérations en propriété exclusive, des coentreprises et d’autres entités. Le protocole aide les gestionnaires à définir les éléments qui composent l' »entreprise » pour la quantification des émissions.
2. Déterminer les limites opérationnelles. Une fois que les gestionnaires ont identifié les branches de l’organisation à inclure, ils doivent identifier et évaluer les sources d’émissions spécifiques qui seront incluses.
3. Identifier les sources indirectes. Les sources qui ne sont pas directement détenues ou contrôlées par l’entreprise mais qui sont néanmoins influencées par ses actions sont appelées sources indirectes, par exemple, l’électricité achetée aux services publics qui produit des émissions indirectes à la centrale électrique ou les émissions provenant des déplacements des employés, des activités des fournisseurs, etc.
4. Suivre les émissions dans le temps. Les entreprises doivent choisir une « année de référence » par rapport à laquelle les émissions futures seront mesurées, établir un cycle comptable et déterminer d’autres aspects de la manière dont elles suivront les émissions dans le temps.
5. Collecter les données et calculer les émissions. Le protocole fournit des conseils spécifiques sur la manière de collecter les données à la source et de calculer les émissions de gaz à effet de serre. En règle générale, la quantité d’énergie consommée est multipliée par une série de « facteurs d’émissions » spécifiques à la source pour estimer la quantité de chaque gaz à effet de serre produit par la source. Étant donné que plusieurs gaz à effet de serre sont mesurés dans le cadre du processus d’inventaire, les émissions de chaque type de gaz sont ensuite multipliées par un « potentiel de réchauffement planétaire » (PRP) pour générer un « équivalent CO2 » afin de faciliter la déclaration simplifiée d’un seul chiffre d’émissions. Le CO2 est la base parce que c’est le gaz à effet de serre le plus abondant et aussi le moins puissant. Par exemple, sur un siècle, le méthane provoquerait un réchauffement plus de vingt fois supérieur à celui d’une masse égale de CO2 :

Émissions totales en CO2eq = σ(combustible consommé × facteur d’émission du combustible × PRP).

La méthode de calcul des émissions d’une seule installation ou d’un seul véhicule est la même que celle qui permet de calculer les émissions de milliers de magasins de détail ou de camions de transport longue distance ; par conséquent, la quantification des émissions d’une entreprise classée dans le Fortune 500 ou d’une petite entreprise appartenant à ses employés implique le même processus.

Figure 3.9 Empreinte carbone de l’économie américaine.
Source : « L’empreinte carbone des Américains les plus économes est encore le double de la moyenne mondiale ».  

Les entreprises peuvent réduire leur empreinte carbone en réduisant leurs émissions ou en acquérant des « compensations », c’est-à-dire des mesures prises par une organisation ou un individu pour contrebalancer les émissions, soit en empêchant les émissions ailleurs, soit en retirant le CO2 de l’air, par exemple en plantant des arbres. Les compensations sont échangées sur des marchés réglementés (c’est-à-dire mandatés par le gouvernement) et non réglementés (c’est-à-dire volontaires), bien que les normes de vérification des compensations continuent d’évoluer en raison des questions relatives à la qualité et à la validité de certains produits. Une entreprise peut théoriquement être qualifiée de « neutre en carbone » si elle ne produit aucune émission nette sur une période donnée, ce qui signifie que pour chaque unité d’émission émise, une unité d’émission équivalente a été compensée par d’autres mesures de réduction ou que l’entreprise utilise uniquement de l’énergie provenant de sources non polluantes.

Figure 3.10 Empreinte carbone des individus.
Source : « L’empreinte carbone des Américains les plus économes est encore le double de la moyenne mondiale ».

COMPRÉHENSIONS CLÉS Les systèmes commerciaux et l’économie sont des sous-systèmes de la biosphère. Les entreprises, y compris les sociétés et les chaînes d’approvisionnement, et leurs liens d’interdépendance avec les systèmes naturels, comme ces derniers, sont composés de flux de matériaux, d’énergie et d’informations. La compatibilité entre les entreprises et les systèmes naturels, qui se renforce mutuellement, favorise la prospérité tout en maintenant et en développant les biens et services fournis par les écosystèmes. Les modèles commerciaux et les conceptions de produits inspirés de la biologie peuvent offrir des voies d’avenir rentables. Les contraintes, plutôt que de limiter les possibilités, peuvent ouvrir un nouvel espace pour l’innovation et la reconception des entreprises.

---