Premier axe de recherche : Application des méthodes de comptabilité

« Complexus signifie ce qui est tissé ensemble ; en effet, il y a complexité lorsque sont inséparables les

éléments différents constituant un tout (comme l’économique, le politique, le sociologique, le psychologique, l’affectif, le mythologique) et qu’il y a tissu interdépendant, interactif et inter-rétroactif entre l’objet de connaissance et son contexte, les parties et le tout, le tout et les parties, les parties entre elles. La complexité, c’est, de ce fait, le lien entre l’unité et la multiplicité. Les développements propres à notre ère planétaire nous confrontent de plus en plus souvent et de plus en plus inéluctablement aux défis de la complexité. » E. Morin, Les sept savoirs nécessaires à l’éducation du futur, 1999

Notre premier axe de recherche, dans la lignée de nos travaux passés, a pour objectif d’expérimenter l’utilisation des méthodes de comptabilité environnementale à des systèmes complexes pour lesquels les méthodes n’ont pas été conçues originellement. En particulier, un des domaines d’application que nous souhaitons approfondir est celui des transports. En effet, les déplacements de personnes et de marchandises sont responsables d’une part importante des impacts environnementaux en France (Ministère de l'Ecologie, du Développement Durable et de l'Energie 2014b), et en particulier à l’échelle de la ville (Nicolas, Verry & Longuar 2012). L’évaluation environnementale de la mobilité, actuelle et à venir, est ainsi un enjeu important pour les acteurs publics afin, d’une part, de dégager un diagnostic des impacts générés actuellement par un système de déplacements urbains, mais également d’identifier les conséquences potentielles en termes d’impacts environnementaux de l’évolution de ce système de déplacements.

Les méthodes d’évaluation environnementale des transports, utilisées majoritairement aujourd’hui, sont très abouties soit, d’un côté, sur les nuisances et pollutions générées lors de la construction (études d’impacts) ou de l’utilisation des infrastructures (voir par exemple (Jullien, François 2006)), soit sur l’estimation des émissions directes de polluants atmosphériques, générées par les déplacements (voir par exemple les travaux des associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA de la région Rhône Alpes 2010). Il nous semble intéressant de développer une réflexion sur l’ensemble du cycle de vie de la mobilité, incluant simultanément les impacts environnementaux générés par la phase d’usage des moyens de transport (c'est-à-dire les déplacements eux-mêmes) mais également les phases situées en amont ou en aval, tant pour les infrastructures que pour les véhicules. Ce questionnement s’inscrit dans la continuité de plusieurs travaux portant sur le domaine des transports : projets sur la mise en place d’un système de management environnemental sur la mise à 2*2 voies de la RN7- RN 82, thèses de I. El Bouazzaoui (El Bouazzaoui 2008) et

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de S. Le Féon (Le Féon 2014). En particulier, S. Le Féon a pu montrer que les impacts amont ne sont pas négligeables : si, pour les modes de transports à combustion interne, les émissions directes liées à la phase d’usage des véhicules représentent entre 80 et 90 % des émissions globales, pour un mode de transport tel que le tramway, nécessitant une forte infrastructure et fonctionnant à l’électricité, cette phase ne représente plus que 30 % de l’impact global.

Un des domaines d’application sur lequel porteront en particulier nos recherches est la logistique urbaine. En effet, un des objectifs scientifiques de l’équipe PIESO (Performances Industrielles et Environnementales des Systèmes et des Organisations), dont nous faisons actuellement partie, consiste à développer des interfaces entre sciences de l’environnement et génie industriel. Ces interfaces se situent plus particulièrement sur deux thèmes qui font l’objet de projets de recherche au sein de l’équipe : la logistique urbaine et les systèmes produits services. L’hypothèse directrice des travaux concernant la logistique urbaine est qu’une meilleure organisation (probablement plus centralisée) du transport des marchandises en ville permettrait la réduction des impacts environnementaux. Nos apports à ces travaux viseront à tester cette hypothèse en proposant des méthodes d’évaluation environnementale, basées sur la démarche d’analyse de cycle de vie, qui pourraient être intégrées et interfacées à des outils, développés dans le cadre de travaux en Génie industriel, visant à simuler les conséquences, en termes de flux de véhicules, par exemple, de la mise en place de solutions logistiques.

Ces perspectives de recherche s’inscrivent en particulier dans le cadre du projet de recherches ANNONA (Aide à la décisioN pour le developpemeNt d’un espace lOgistique urbaiN durAble) financé par l’Agence Nationale de la Recherche, de 2014 à 2017. Ce projet, porté par notre équipe (composante de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne de l’UMR 5600 Environnement, Villes et Sociétés), rassemble un consortium interdisciplinaire regroupant également des chercheur(e)s du Laboratoire Ingénierie Circulation Transports (Unité mixte de l’IFSTTAR et l’ENTPE), du Laboratoire Economie des Transports, de l’Universidad de La Sabana (Colombie), ainsi que des experts de l’Agence d’urbanisme de la région stéphanoise EPURES, de Saint-Etienne Métropole et de la Fédération Nationale des Transports Routiers de la Loire (FNTR 42). Son objectif est d’aider les acteurs territoriaux à identifier comment et où aménager les infrastructures et les espaces logistiques dans une vision durable de la ville. Il a plus particulièrement pour objectif de développer une première version d’un prototype informatique, de type Web SIG (Système d’Information Géographique mis à disposition sur Internet), qui visera à modéliser puis évaluer a priori, les différents impacts économiques, environnementaux et sociaux de bouquets d’actions innovantes de logistique urbaine (espaces logistiques urbains, changements de véhicules, contraintes réglementaires, par exemple). Nous contribuerons plus particulièrement au développement des méthodes d’évaluation environnementale de ce prototype. A cette fin, trois étapes sont envisagées :

• Synthèse bibliographique sur l’évaluation environnementale de la logistique urbaine et le transport des marchandises en ville. Une attention particulière sera apportée aux démarches relevant de l’analyse de cycle de vie ainsi qu’au thème de la mobilité électrique qui pose des enjeux spécifiques en termes d’évaluation environnementale. • Définition et conception, à partir de cet état de l’art et d’entretiens avec les acteurs

territoriaux concernés par le transport des marchandises en ville, des méthodes d’évaluation a priori des impacts des actions innovantes en termes de logistique urbaine. En particulier, une attention particulière sera portée à l’évaluation (avec une approche de type analyse de cycle de vie) des solutions relevant de la mobilité électrique.

• Implémentation (en coopération avec deux ingénieurs développement informatique) dans le prototype des méthodes d’évaluation retenues.

La notion d’évaluation a priori mérite d’être précisée. Elle peut se rapprocher de l’évaluation

ex ante, pouvant être définie comme une « évaluation effectuée avant la mise en œuvre d’une

intervention publique » (Centre d’Évaluation, de Documentation et d’Innovation Pédagogiques

(CEDIP) 2006). L’évaluation ex ante consiste en une analyse approfondie du contexte à l’origine de l’intervention publique, du contenu de cette intervention, de ses conditions de mise en œuvre et de ses réalisations, résultats et effets attendus (Centre d’Évaluation, de Documentation et d’Innovation Pédagogiques (CEDIP) 2006). L’évaluation a priori est quant à elle une démarche plus simple visant à estimer les bénéfices (ou dommages) potentiels d’une action possible. Afin d’identifier ces bénéfices ou dommages, nous envisageons de nous baser sur trois sources de données complémentaires :

• La littérature concernant le retour d’expériences portant sur des actions similaires mises en place dans d’autres villes.

• Faute de littérature et si les actions envisagées sont mises en place à titre expérimental à Saint-Etienne, nous étudierons les conséquences de ces actions sur le cas stéphanois.

• Enfin, en l’absence de littérature et d’expérimentation de terrain, nous pourrons travailler avec les collègues de génie industriel pour modéliser les impacts potentiels, en termes de réduction de flux routier, par exemple, des actions proposées.

En termes de choix méthodologiques d’évaluation des impacts environnementaux, deux approches sont complémentaires en termes d’évaluation environnementale des trafics routiers :

• L’évaluation des émissions directes des polluants et des nuisances liées au trafic routier (à partir de la base de données COPERT 4, par exemple, évoquée ci-après). • La comptabilité environnementale, en particulier basée sur des méthodologies

relevant de l’analyse de cycle de vie, qui agrège les flux d’émissions de polluants sur l’ensemble du cycle de vie, c'est-à-dire prenant en compte la fabrication des infrastructures et des véhicules, la fabrication du carburant ainsi que la fin de vie des véhicules.

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Ces deux approches nous semblent nécessaires et complémentaires dans le cadre de l’évaluation de systèmes de transports en général et, plus particulièrement, de solutions de logistique urbaine. En effet, les décideurs souhaiteront estimer l’impact des émissions liées au transport des marchandises sur leur territoire afin d’avoir une idée de l’impact de la solution proposée en termes d’amélioration potentielle de la qualité de l’air de la ville. D’un autre côté, si des scénarios alternatifs sont proposés concernant, par exemple, l’utilisation de véhicules électriques, il nous semble indispensable d’envisager les impacts environnementaux globaux des scénarios proposés afin d’estimer les transferts de pollutions risquant d’être générés.

Les estimations des émissions directes de polluants pourront se faire grâce à la méthode COPERT 4 (COmputer Programme to Calculate Emissions from Road Transport) agréée par l’agence européenne de l’environnement et par l’ADEME. Cette méthode est également cohérente avec les lignes directrices du GIEC pour le calcul des émissions de gaz à effet de serre. A partir des données de trafic (flux et vitesses associées) qui seront estimées par le modèle proposé, les émissions de polluants (NOx, PM, COVNM, CH4 ainsi que les consommations de carburant) pourront être estimées en utilisant les bases de données de COPERT 4 qui recensent les émissions unitaires des différents véhicules (VUL et PL en particulier), en fonction de la réglementation en date lors de leur mise en service et des normes EURO qui s’y appliquent, de leur motorisation (essence ou gasoil), et de la composition générale du parc empruntant la voie considérée. Cette approche pourra a priori estimer les émissions générées sur les différents tronçons routiers de la ville. Une estimation géolocalisée des émissions de polluants semble donc possible. Deux catégories de sources d’émission nous paraissent intéressantes à localiser :

• celles où ont lieu les émissions (par tronçon de route, par exemple) sont particulièrement pertinentes pour les émissions de polluants ayant un impact local, • les localisations des entités à l’origine des émissions (lieu d’habitation des ménages

ou adresse des entreprises à l’origine (lieu d’émission ou de destination) des déplacements des marchandises.

En ce qui concerne l’approche par comptabilité environnementale, la méthode développée sera basée sur la méthode d’évaluation par analyse de cycle de vie de la mobilité urbaine développée par S. Le Féon (Le Féon 2014). L’approche consistera à estimer a priori les différents flux transportés par différents types de véhicules en tonnes.km puis d’appliquer des facteurs de caractérisation issus de bases de données dont Ecoinvent2. Les résultats seront ici globaux sur l’ensemble de la ville et non géolocalisés par tronçon. Cependant, ils pourront porter sur un plus vaste champ d’indicateurs (émissions de gaz à effet de serre, consommations d’énergie primaire, toxicité humaine, déchets solides, par exemple), l’objectif associé étant d’essayer d’identifier les risques de transferts de pollutions pouvant être générés par certaines solutions technologiques.

Ce travail de recherche fera l’objet d’un contrat pour une post-doctorante que nous encadrerons, financé dans le cadre du projet ANR ANNONA. Les attentes de ce post-doctorat se situent à deux niveaux. D'une part, et afin de répondre aux attentes des sciences de génie industriel dans lequel est positionné ce projet, des indicateurs environnementaux

opérationnels devront être implémentés dans l'outil développé dans le cadre du projet. Mais également, d'autre part, l’objectif est de faire une analyse approfondie des enjeux environnementaux et sociaux de la logistique urbaine, dans l’objectif de sélectionner les indicateurs qui soient réellement pertinents pour les acteurs. Cette analyse se fera à travers des entretiens avec des acteurs de terrains pour identifier les enjeux et indicateurs à prendre en compte, ainsi que les limites de l'outil développé par ailleurs dans le cadre du projet. Une collaboration a également débuté avec le LET (Laboratoire d’Economie des Transports). Notre premier projet commun a pris la forme du co-encadrement d’un étudiant de master (Cyrille François), financé par le pôle de compétence LUTB (Lyon Urban Truck and Bus) afin de contribuer à améliorer les modules d’évaluation environnementale de la plate-forme SIMBAD (Simuler les Mobilités pour une Agglomération Durable) du LET (Nicolas 2010). Actuellement, les modules d’évaluation environnementale intégrés dans SIMBAD estiment les émissions directes de CO2, NOx, particules et hydrocarbures. L’objectif de ces perspectives de recherche serait d’élargir la vision proposée par cette évaluation environnementale en intégrant, dans la suite des travaux de S. Le Féon, une méthode d’évaluation basée sur la méthodologie d’analyse de cycle de vie qui permet d’estimer non seulement les émissions directes, mais également les émissions indirectes associées à la mobilité urbaine. Cette méthode nous paraît particulièrement pertinente dans le cadre du développement de technologies telles que celles relevant de l’électro-mobilité, dont les impacts ne se situent pas sur le lieu d’utilisation des véhicules, mais en amont, lors de la fabrication des véhicules (batteries, par exemple) ou de l’électricité. Les indicateurs couramment considérés aujourd’hui (émissions de gaz à effet de serre, par exemple) ne sont toutefois pas forcément représentatifs des impacts générés par la production de l’électricité. Une réflexion sera donc menée sur les indicateurs pertinents face aux différents enjeux environnementaux que pose la mobilité urbaine : consommations énergétiques globales générées, déchets dangereux (associés aux batteries, par exemple), toxicité et écotoxicité (Daly), usage des sols, etc.

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4.2 Deuxième axe de recherche : vers une amélioration des outils