La transition énergétique, ses matériaux et ses technologies : quelle place pour la sobriété ?
Présentation de l’axe
A la croisée des méthodes quantitatives et qualitatives, l’axe 4 propose une lecture critique des scénarios de transition énergétique à l’échelle des territoires (villes, régions) sous l’angle des matériaux et des technologies. Le projet repose sur un double constat : premièrement, les scénarios de transition énergétique à l’échelle territoriale décrivent et évaluent mal l’évolution des capacités de production et le prix des matériaux et des technologies pour des évolutions pourtant prévisibles de la qualité (ore grade) des réserves exploitées ; deuxièmement, s’il existe bien une littérature sur les besoins en matières premières et leur criticité dans le cadre de la transition énergétique (IAE 2022 ; USGS 2022 ; EU 2020), il n’en reste pas moins que ces travaux effectués à l’échelle macro ne permettent pas d’estimer la criticité future des matières premières et de comprendre dans quelle mesure leur disponibilité pourrait impacter des secteurs spécifiques (le transport par exemple) à l’échelle d’un territoire, ni d’envisager de manière non anecdotique le développement et le déploiement des « low technologies ». De plus, la notion de criticité dans les matériaux innovants et en cours de développement nécessite d’être prise en compte et travaillée afin de proposer des matériaux et des technologies en phase avec les exigences de développement durable. Se pose alors la question de la performance de ces matériaux innovants mise en regard de leur criticité et de la sobriété indispensable requise dans la fabrication des dispositifs nouveaux associés, pouvant apporter des solutions technologiques à la transition énergétique.
Objectifs de l’axe
L’écart entre les scénarios de transition dessinés à l’échelle d’un territoire et la littérature sur la criticité des matières premières est l’objet de ce projet. L’objectif du projet est quadruple :
- Territorialiser la littérature sur la criticité pour mieux comprendre ce qu’implique une quantité limitée de matières premières à l’échelle d’un territoire
- Reconnecter les scénarios de transition dessinés à l’échelle des territoires avec les enjeux liés aux matières premières afin d’internaliser les impacts sociaux et environnementaux (impacts liés à l’extraction et la transformation des matières premières, émissions de GES associées aux infrastructures et aux différents moyens de transport, etc.)
- Mesurer la faisabilité des scénarios de transition au regard des enjeux liés aux matières premières et des objectifs climatiques
- Evaluer la capacité des systèmes sociotechniques et des consommateurs à évoluer vers une mobilité bas carbone selon une approche à la fois historique et prospective de la gouvernance et des usages
Evaluer les gains potentiels des nouvelles technologies (microsystèmes et capteurs).
Cadre théorique
Le cadre théorique retenu pour ce projet repose sur six piliers :
1) l’approche systémique telle que définit par Meadows (2008) et qui expose les liens entre les structures et les comportements, entre les villes et les systèmes sociaux (politiques publiques…) et techniques (flux d’énergie, de matières…) qui les alimentent ;
2) les travaux récents menés dans le champ des études sur le métabolisme urbain (Pincetl et al, 2012, 2014, 2017) dont la vocation est de croiser les approches quantitative et qualitative pour mieux comprendre comment les infrastructures en tant que services conditionnent les comportements et comment elles pourraient aider à la prise de décisions politiques en accord avec les objectifs climatiques et environnementaux ;
3) les travaux en histoire environnementale (études des flux de matières et leurs impacts socio-environnementaux), en histoire sociale, en histoire urbaine et en histoire des politiques publiques dans le domaine du transport ;
4) les travaux sur l’appréhension et la valorisation (économique et sociale) par les consommateurs/usagers de matériaux aux propriétés nouvelles et de technologies qui ne correspondent pas forcément aux standards du progrès technique tel qu’on l’entend depuis 30 ans ;
5) enfin, pierre angulaire du projet, le modèle DyMEMDS développé par Olivier Vidal et ses étudiants permet de quantifier la demande en ressources (matières premières, énergie, eau) pour des scénarios de transition, ainsi que l’évolution de la qualité des gisements exploités, l’énergie pour les produire et leur prix moyen. A ce titre, DyMEMDS permet de combler l’écart entre les travaux sur la criticité et les scénarios dessinés à l’échelle territoriale.
6) Les travaux sur les notions de criticité et de sobriété dans les matériaux innovants en cours de développement et leur mise en regard avec leurs performances techniques pour la fabrication de dispositifs nouveaux associés apportant des solutions technologiques à la transition énergétique.
Exemple de thématiques, de questions de recherche et d’approches analytiques pouvant découler de l’axe 4
La transition vers une mobilité bas carbone en Californie
| Questions de recherche | Approches analytiques | |
| 1) |
Quelles sont les ressources biophysiques (plus particulièrement l’énergie et les minéraux) nécessaires à une mobilité en accord avec les objectifs climatiques de 2050 ? |
Approche quantitative : DyMEMDS, UCLA’s Energy Atlas, écologie industrielle, métabolisme urbain |
| 2) |
Quelle est l’influence des systèmes sociotechniques sur la mobilité ? Quelles politiques publiques sont susceptibles de réduire les impacts sociaux et environnementaux liés aux domaines du transport et de la mobilité ? |
Approche qualitative : histoire des politiques publiques, histoire sociale et environnementale, histoire de la mobilité, économie politique, études de terrain et études comparatives. |
| 3) | Si une mobilité bas carbone doit se traduire par une réduction de la consommation d’énergie et de matières premières, quelle mobilité (déplacement en kilomètres/miles) et quel mix de mobilité (moyens de transport), peut-on envisager ? |
Scénarios et modélisation + études des comportements nouveaux, études de la mobilité active |