Limites planétaires et effondrement des sociétés

Une étude[5] pilotée par Johan Rockström, directeur du Stockholm Resilience Centre[6], se concentre sur les processus biophysiques du système terrestre qui déterminent la capacité d'auto-régulation de la planète. Elle se fonde sur le concept de seuils liés aux processus de grande envergure du système terrestre, dont le dépassement peut déclencher des changements non linéaires dans le fonctionnement du système. Prises ensemble, les limites – valeurs basses des seuils – représentent « l'espace biophysique dynamique du système terrestre dans lequel l'humanité a évolué et prospéré ». Le respect de ces limites permet de définir le « champ d’action planétaire » disponible pour l'entreprise humaine.

L’étude des limites planétaires propose une approche dans laquelle la Terre est pensée comme un système dont l’équilibre et la stabilité dépendent de neuf limites interdépendantes : le changement climatique, l'acidification des océans, la concentration en ozone stratosphérique, les cycles biogéochimiques de l'azote et du phosphore, l'utilisation mondiale de l’eau douce, le changement d’affectation des terres, la vitesse de l’érosion de la diversité biologique, la pollution chimique et la concentration atmosphérique des aérosols. Les auteurs estimaient à l’époque (2009) que l'humanité avait déjà transgressé trois limites planétaires : le changement climatique, la perte de biodiversité et le cycle mondial de l'azote. Une actualisation de l'étude effectuée en 2015[7] y rajoute une 10^e limite (la diffusion « d’entités nouvelles » dans l’environnement (molécules de synthèse, nanoparticules…) et précise qu’une 4^e limite est franchie : celle du cycle biogéochimique du phosphore.

H. Kahiluoto et al.[8] ont étudié les répercussions sur l’alimentation humaine des limites planétaires établies par l'équipe du Stockholm Resilience Center concernant l’azote et le phosphore. Leur étude propose une quantification des conséquences sur l’approvisionnement alimentaire d’un retour à l’intérieur des limites des consommations actuelles d’azote et de phosphore, compte tenu de la capacité de régulation du système Terre ; l'idée est que si l'on dépasse les limites de production d'azote et de phosphore, base des engrais qui permettent de nourrir la population mondiale, que se passerait-il pour l'alimentation mondiale si l'on restait à l'intérieur des limites de sécurité ?

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

L’étude montre qu’un retour brutal à l’intérieur des limites planétaires conduirait à des famines de masse et une diminution de la population actuelle. Si donc les limites planétaires d’azote et de phosphore devaient être prises au sérieux, une transformation radicale des systèmes agroalimentaires, nécessitant un large éventail de moyens, serait impérative, dont une transition mondiale vers un régime végétarien.

Haberl et al.[9] et Krausmann et al.[10] proposent des mesures de l’appropriation humaine de la production primaire nette.

La production végétale terrestre est au fondement du cycle du carbone de la biosphère. Grâce à l’énergie solaire, l’eau et le CO₂ atmosphérique sont transformés en hydrates de carbone de matière végétale. Cette matière végétale est source de nourriture, de fibres et de carburant pour l’humanité et est la base du système mondial de l’alimentation. On appelle production primaire nette (PPN) la quantité totale de carbone produite chaque année par la croissance des plantes.

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

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

Les calculs montrent que les humains s’appropriaient, en l’an 2000, près du quart (23,8 %) de la PPN terrestre (p. 12943)[9].

Cependant cette appropriation n’a fait que doubler pendant que la population mondiale a été multipliée par 4(p. 10324)[10].

En 2050, l’appropriation humaine de la production primaire nette pourrait s’établir à des montants compris entre 27-29 % et 44 % selon les scénarios de production de bio-énergie (p. 10328)[10].

L’empreinte écologique s’attache à représenter la capacité régénérative de l'écosystème qui doit être mobilisée pendant une période donnée pour fournir à l'éconosphère les ressources dont elle a besoin et assimiler les déchets qu’elle produit[11] ; elle mesure la superficie (en ha) nécessaire pour fournir les biens et services écologiques dont l'humanité profite[12].

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

L'empreinte écologique de l'humanité excède sa bio capacité, à savoir la superficie effectivement disponible pour assurer les biens et services que cette dernière produit.

Actuellement, l’humanité a besoin de la capacité régénératrice d'un peu plus d’une Terre et demie pour disposer des biens et services écologiques dont elle profite chaque année[13].

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

Au cours des 65 derniers millions d’années, le taux d’extinction moyen a tourné autour d’une extinction par an pour un million d’espèces. Aujourd’hui, ce taux serait entre « 50 et 560 fois supérieur au taux d’extinction attendu pour une biodiversité stable » mais beaucoup affirment que ce taux serait en fait 100 fois plus important et qu’il continue d’augmenter. Ce qui laisse à penser que nous allons vers une sixième crise d’extinction, d’autant plus qu’on sait que l’extinction d’espèces peut en entraîner bien d’autres en cascade.

Pour évaluer les taux d’extinction actuels, on utilise des modèles dans lesquels sont représentées les forces qui influent sur cette biodiversité. Ils tendent à montrer que la richesse du nombre d’espèces (dite richesse spécifique) va s’effondrer dans les années à venir. Le rapport du Millennium Ecosystem Assessment (2005) (groupe de scientifiques internationaux), évoque la disparition de 12 % des oiseaux, 25 % des mammifères et 32 % des amphibiens d’ici à 2100. Il ajoute que 20 % des récifs coralliens et 35 % des superficies de mangroves ont récemment disparu. Selon d’autres études^{[Lesquelles ?]}, les deux tiers de l’ensemble des espèces vivant sur Terre risquent de s’éteindre d’ici 100 ans simplement sous l’effet de la destruction de leurs habitats. Si l’on ajoute les récents travaux concernant l’extinction possible de 15 % à 37 % des espèces de la planète d’ici 2050 sous l’effet du réchauffement climatique, il est possible d’affirmer, même si ces études donnent encore lieu à des discussions, que l’on se trouve dans une période d’extinction massive[14].

L'EROEI (« Energy Returned On Energy Invested »), ERoEI, ou EROI (« Energy Return On Investment ») ou en français TRE (taux de retour énergétique), est le ratio d'énergie utilisable acquise à partir d'une source donnée d'énergie, rapportée à la quantité d'énergie dépensée pour obtenir cette énergie.

Pour comprendre comment l’EROI influence l'énergie nette, c'est-à-dire l'énergie réellement disponible pour utilisation, il faut regarder comment sont liés EROI et énergie nette :

• EROI = E_délivrée/ E_nécessaire
• Énergie nette = E_délivrée - E_nécessaire

En résolvant le système d’équations, on obtient : Énergie nette = E_délivrée *(1-(1/EROI))

Cette équation explique ce qu’on appelle communément « la falaise de l’énergie nette : une courbe d'énergie nette qui décroît très lentement jusqu'à un EROI de 8-10 environ, puis qui plonge littéralement vers zéro ensuite ». En raison de la nature asymptotique de la courbe EROI, il y a peu de différence dans le débit réel de l'énergie nette délivrée par des technologies qui ont des EROI au-dessus de 8. Le corollaire est que les processus d'extraction / conversion avec des EROI en dessous de 8 donnent des résultats extrêmement différents entre les flux d’énergie nette générée.

De quel EROI global une économie a-t-elle besoin ?

Selon Charles Hall[15], avec un EROI de 1,1/1, tout ce que l’on peut faire, c’est extraire le pétrole du sol. Avec 1,2/1, on peut en plus le raffiner. À 1,3/1, on peut en plus le déplacer. Pour conduire un camion, il faut un EROI d'au moins 3/1 en tête de puits. Pour charger le camion de quelque matière que ce soit il faut un EROI de 5/1. Et cela inclut la dépréciation pour le camion. Mais inclure l'amortissement des salariés concernés nécessite un EROI de 7/1. Les dépenses d’éducation correspondantes font monter l’EROI à 8 ou 9/1. Et les dépenses de santé nécessitent un EROI de 10/1 ou 11/1[15].

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

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

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

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

« Les points suivants ressortent clairement d'un examen de la littérature : (i) l'EROI de la production mondiale de pétrole est d’environ 17 et en déclin, tandis que celui des États-Unis est de 11 et à la baisse ; (ii) l'EROI du pétrole en eau ultra profonde et des sables bitumineux est inférieur à 10 ; (iii) la relation entre l’EROI et le prix du pétrole est inverse et exponentielle; (iv) pour un EROI en dessous de 10, la relation entre cet EROI et le prix devient fortement non linéaire; et (v) le prix minimum du pétrole nécessaire pour augmenter son approvisionnement à court terme est à des niveaux compatibles avec des niveaux qui ont induit des récessions économiques par le passé. Comme l’EROI du baril moyen de pétrole diminue, la croissance économique sera plus difficile à atteindre à long terme et à un coût énergétique et environnemental de plus en plus élevé. Les limites biophysiques qui se profilent, celles posées par le pic pétrolier, par la baisse des EROI et par le coût énorme du dérèglement climatique, sont susceptibles de se produire dans la même période historique, aggravant une situation économique dont le potentiel de croissance est en chute depuis des décennies[16].

Le Rapport Meadows, commandé par le Club de Rome en 1972, explique que « les matières et l'énergie utilisées par la population et les usines ne viennent pas de nulle part. Elles sont extraites de la planète. Et elles ne disparaissent pas. Lorsque leur usage économique est terminé, les matières sont recyclées ou bien constituent des déchets et des polluants, et la chaleur inexploitable de l'énergie se dissipe. Les flux de matière et d'énergie proviennent des sources de la planète, passent par le sous-système économique et finissent dans les exutoires de cette même planète sous forme de déchets et de polluants. (…) Or il y a des limites au rythme auquel les sources peuvent produire et les exutoires absorber ces flux sans porter préjudice aux hommes, à l’économie ni aux processus de régénération et de régulation de la planète (p. 97)[17] ».

Par effondrement, ces deux auteurs entendent « une réduction drastique de la population humaine et/ou de la complexité politique/économique/sociale, sur une zone étendue et une durée importante » (p. 15)[18]. Le phénomène d'effondrement est donc une forme extrême de plusieurs types de déclin moindres.

Décider du niveau de gravité d'un déclin à partir duquel on peut parler d'« effondrement » contient une part d'arbitraire. Parmi les types de déclin moindres figurent les fluctuations qui affectent normalement et modérément toute société, dont que les restructurations politiques/économiques/sociales mineures qui la modifient.

Les auteurs divergent sur les modalités de cet effondrement.

J. Diamond utilise la méthode comparative pour comprendre l’effondrement de sociétés ayant pour origine des problèmes environnementaux, rejoignant nombre de limites physiques ou écologiques évoquées ci-dessus.

Il relève douze processus par lesquels les sociétés anciennes ont causé leur propre perte en endommageant leur environnement : la déforestation et la restructuration de l'habitat ; les problèmes liés au sol (érosion, salinisation, perte de fertilité des sols) ; mauvaise gestion de l'eau ; la chasse excessive ; la surpêche ; les conséquences de l'introduction d'espèces allogènes parmi les espèces autochtones ; la croissance démographique et l'augmentation de l'impact humain par habitant, les sociétés modernes devant affronter aujourd'hui y ajoutant quatre nouveaux processus : les changements climatiques causés par l'homme ; l'émission de produits chimiques toxiques dans l'environnement ; les pénuries d'énergie et l'utilisation humaine maximale de la capacité photosynthétique de la terre.
De nombreux auteurs estiment que tout ou partie de ces douze menaces mettront le monde dans une situation critique ou une impasse dans les prochaines décennies (p. 17-18)[18].

Ne connaissant « aucun cas dans lequel l'effondrement d'une société ne serait attribuable qu'aux seuls dommages écologiques » (p. 23)[18], il utilise une grille d’analyse constituée de cinq facteurs potentiellement à l'œuvre pour comprendre tout effondrement environnemental éventuel. Quatre facteurs — dommages environnementaux, changement climatique, voisins hostiles et partenaires commerciaux amicaux — peuvent se révéler significatifs ou pas pour une société donnée. Le cinquième facteur — les réponses apportées par une société à ses problèmes environnementaux — est toujours significatif.

Diamond n’est pas totalement pessimiste, voyant la mondialisation comme une alliée pour la prise de conscience des réactions nécessaires, notant qu’aujourd’hui le flux d’information nous apprend en temps réel ce qui advient partout dans le reste du monde. Par ailleurs, nous accumulons des connaissances sur l’effondrement passé de des sociétés ; un bénéfice concret peut être tiré de ce savoir : [« Cette intelligence du temps et de l’espace d’hier à aujourd’hui, c’est notre chance, dont aucune société passée n’a bénéficié à un tel degré (p. 583)[18] ».

J. Tainter fait reposer son analyse sur ce qui a été appelé ci-dessus une limite socio-économique : la décroissance des rendements organisationnels dus à la complexité.
Les sociétés plus complexes, nécessitant des niveaux plus élevés de soutien par habitant, coûtent plus cher à maintenir que les sociétés plus simples.

Les sociétés complexes sont des organisations de résolution des problèmes, dans lesquelles, au fur et à mesure que les circonstances le nécessitent, apparaissent plus d’éléments, diverses sortes de rôles, plus de différenciation sociale, plus d’inégalités et plus de formes de centralisation et de contrôle social.

Au fur et à mesure que les sociétés augmentent en complexité, sont créées plus de réseau entre les individus, plus de contrôles hiérarchiques pour les réguler ; une plus grande quantité d'information est traitée, dont les flux sont plus centralisés ; il y a un besoin croissant de prendre en charge des spécialistes qui ne sont pas impliqués directement dans la production de ressources ; et ainsi de suite. La conséquence est que, tandis qu'une société évolue vers une plus grande complexité, les charges prélevées sur chaque individu augmentent également, si bien que la population dans son ensemble doit allouer des parts croissantes de son budget énergétique au soutien des institutions organisationnelles (p. 43,108)[19].

Or les sociétés humaines et les organisations politiques (comme tous les systèmes vivants) nécessitent un flux continu d'énergie. De l'unité familiale la plus simple à la hiérarchie régionale la plus complexe, les institutions et les interactions modélisées qui composent une société humaine dépendent de l'énergie disponible.

Les mécanismes par lesquels les groupes humains acquièrent et répartissent les ressources de base sont conditionnés par des institutions politiques intégrées en eux. Le flux d'énergie et l'organisation politique sont les deux pôles opposés d'une équation. Dans un groupe humain, aucun ne peut exister sans l'autre ni subir de changement substantiel sans altérer à la fois l'autre et l'équilibre de l'équation. Le flux d'énergie et l'organisation socio-politique doivent évoluer en harmonie.

Non seulement un flux d'énergie est nécessaire pour maintenir un système socio-politique, mais la quantité d'énergie doit être suffisante par rapport à la complexité de ce système (p. 107)[19] .

Les organisations socio-politiques rencontrent constamment des problèmes qui nécessitent un investissement accru, simplement pour préserver le statu quo. Cet investissement implique une inflation bureaucratique, l’accroissement de la spécialisation des administrations, les solutions organisationnelles cumulatives, l’augmentation des dépenses de légitimation et celle des coûts du contrôle intérieur et de la défense extérieure. Toutes ces augmentations doivent être supportées en prélevant des sommes plus élevées sur la population de soutien, bien souvent sans lui conférer d’avantages supplémentaires. Au fur et à mesure que le coût et la quantité des investissements dans l’organisation s’accroissent, la proportion du budget dont dispose une société pour investir dans la croissance économique future ne peut que décliner. C’est pourquoi, bien que l’investissement initial qu’effectue une société dans une complexité croissante puisse être une solution rationnelle aux problèmes perçus, cet heureux état de choses ne peut perdurer (p. 223)[19].

J. Tainter ne croit pas que le progrès technique, base du principe de substituabilité infinie des services et des produits, puisse suppléer à cette loi des rendements décroissants, d’une part parce qu’il ne s’applique pas aux investissements dans la complexité organisationnelle, d’autre part parce que ce principe ne peut s’appliquer indéfiniment. Non que la R&D ne puisse pas potentiellement résoudre les problèmes de l’industrialisme. La difficulté est que le faire nécessiterait d’y consacrer une part accrue du PIB. Le principe de la substituabilité infinie dépend de l’énergie et de la technologie. Avec les rendements décroissant de l’investissement dans la recherche scientifique[20]^,[21], comment maintenir la croissance économique ? La réponse est que pour maintenir la croissance, des ressources prélevées sur d’autres secteurs de l’économie devront être affectées à la science et à l’ingénierie. Le résultat aura de fortes chances d’être au moins un déclin temporaire du niveau de vie, alors que les gens disposeront de comparativement moins pour dépenser dans la nourriture, logement, l’habillement, les soins médicaux, le transport ou les loisirs…

Lui non plus n’est pas totalement pessimiste pour l’avenir des sociétés développées. En fait, comme J. Diamond, il relève des différences majeures entre le monde antique le monde actuel, qui ont des implications importantes pour l’effondrement. L’une d’elles est que le monde d’aujourd’hui est saturé. C’est-à-dire qu’il est rempli de sociétés complexes ; celles-ci occupent toutes les zones du globe, à l’exception des plus désolées. C’est un nouveau facteur dans l’histoire de l’humanité, car les effondrements de l’Antiquité se sont produits, et pouvaient seulement se produire, dans un vide de pouvoir où une société complexe (ou un agglomérat de régimes homologues) était cernée par des voisins moins complexes.

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• Aurélien Boutaud et Natacha Gondran, L'empreinte écologique, Paris, La Découverte, coll. « Repères / économie » (n^o 527), 2009, 122 p. (ISBN 978-2-7071-5685-3, ISSN 0993-7625, OCLC 434829223, notice BnF n^o FRBNF41418220, SUDOC 131398784). 
• Corinne Morel Darleux, Plutôt couler en beauté que flotter sans grâce : Réflexions sur l'effondrement, Libertalia, septembre 2019, 101 p. (ISBN 9782377290956).

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