208 - Modéliser la complexité de la transition énergétique vers la carboneutralité : un défi pluridisciplinaire

Le Canada s'est engagé à atteindre la carboneutralité à l'horizon 2050, soit d'ici moins de 30 ans. Cet horizon de temps est court étant donnée l'ampleur des transformations qui doivent être réalisées dans nos systèmes sociétaux, en particulier nos systèmes énergétiques, et il laisse peu de place à l'erreur. La modélisation peut jouer un grand rôle pour informer et appuyer ces transformations. Quelles sont les limites des principaux types de modèles existants face à la carboneutralité? En s'appuyant sur différents exercices de modélisation énergétique à l'échelle canadienne, cette présentation vise à répondre à ces questions.

Au cours des deux dernières décennies, les modélisateurs en énergie-économie ont amélioré l'utilité de leurs modèles pour les gouvernements qui tentent de réduire les émissions de GES. Ces efforts doivent se poursuivre. Cette présentation explore comment les algorithmes des modèles peuvent mieux refléter les comportements réel des entreprises et des ménages et comment les leçons de la science politique peuvent être mieux intégrées à celles de l'économie et de l'ingénierie pour favoriser la conception de politiques ayant une plus grande chance de succès et donc de succès en matière de réduction de GES.

Dans un contexte d’urgence climatique, les gouvernements nationaux et infranationaux doivent dès aujourd’hui conjuguer avec des enjeux complexes où s’entremêlent capacités économiques, acceptabilité sociale et réalités biophysiques. Le concept de changements globaux, qui intègrent l’ensemble des y transformations majeures qui altèrent notre planète, offre une occasion de réfléchir sur les paramètres de la modélisation de la transition énergétique. Cette conférence vise à explorer différentes dimensions socio-écologiques qui pourraient être pertinentes pour les processus d'aide à la décision publique.

La bioénergie occupe une place importante dans les trajectoires vers la carboneutralité, tout comme les solutions naturelles de captation de carbone, en particulier au Québec où les forêts occupent un large territoire. Or, dans les modèles énergétiques utilisés pour étudier ces trajectoires, les flux de carbone biogénique sont normalement ignorés puisqu’il est considéré que l’émission du contenu en carbone de la biomasse est parfaitement neutralisée par la captation de carbone de l’atmosphère pendant la croissance. De nombreuses recherches publiées au cours des dernières années ont démontré que de ne pas considérer les flux de
carbone biogénique pouvait mener à des conclusions biaisées pour deux raisons : 1) la production de bioénergie ne mène pas nécessairement à un bilan de carbone biogénique neutre, car les activités humaines dans les écosystèmes peuvent entraîner des perturbations des stocks de carbone et 2) la production de bioénergie peut devancer ou retarder des émissions de carbone, menant à un bilan non neutre à court ou moyen terme, ce qui entraîne des impacts sur le climat. Dans cette conférence, les enjeux liés aux flux de carbone biogénique seront d’abord expliqués. Ensuite, les résultats d’un projet visant à intégrer les flux de carbone biogénique dans un modèle technico-économique du secteur énergétique seront présentés afin de montrer leur influence sur les trajectoires de carboneutralité.

Depuis plusieurs décennies, les données simulées par des modèles numériques du climat permettent de visualiser le système climatique. D’abord conçus pour faciliter la compréhension du système physique, ils sont également utilisés pour évaluer les résultats des efforts de réduction des émissions. À la base de tous les rapports d’évaluation du GIEC, les modèles numériques du climat demeurent les seuls outils permettant de saisir la complexité des modifications et des répercussions dans le système chaotique (non-linéaire) qu’est le système climatique. Les données climatiques sont également utilisées par différents secteurs dont celui de l’énergie pour la planification à long terme.

Pour autant que les modèles climatiques soient des outils versatiles et complexes, il demeure essentiel de saisir les différences entre les expériences et, surtout comment utiliser correctement les données. Les modèles de climat font beaucoup, mais ne font pas tout!

À travers quelques exemples liés à la transition énergétique, nous présenterons des utilisations adéquates (et inadéquates…) des données climatiques disponibles actuellement ainsi que de celles à venir.

Une transition énergétique est urgemment requise pour mitiger les effets des changements climatiques sans toutefois empirer la crise environnementale décrite par le dépassement de plusieurs limites planétaires. Les mesures choisies par les décideurs pour mitiger les changements climatiques peuvent mener à des déplacements d’impacts environnementaux montrant le besoin d’intégrer une pensée cycle de vie aux outils actuels. En ce sens, nous développons Energyscope, un outil de planification énergétique combinant modélisation énergétique et analyse de cycle de vie. Energyscope génère des scénarios de transition énergétique par une modélisation multiobjectif (économique, environnementale) sous contrainte de ressources disponibles pour répondre aux demandes en électricité, chaleur et mobilité d’un territoire donné. Il a été initialement conçu pour la Suisse mais est en cours d’adaptation aux réalités canadiennes et québécoises notamment à l’aide d’une approche de régionalisation par clustering, d’identification de contraintes physiques et socio-économiques et l’adaptation des technologies de conversion, stockage et transmission d’énergie propres au contexte Canadien. Energyscope sera ensuite amélioré via l’intégration des métriques de durabilité issues de l’analyse de cycle de vie. Cet outil open-source permettra d’évaluer diverses hypothèses et voies de transition proposées par les décideurs en fonction de paramètres économiques et environnementaux et contraintes d’acceptabilité.

Les efforts de modélisation des trajectoires de transition vers la carboneutralité ont historiquement peu tenu compte de la différenciation structurelle de la société. Par exemple, la plupart des modèles présuppose l'homogénéité de l'unité d'analyse "ménage", l'économie se divise en sous secteurs d'activités, mais les modèles ne tiennent pas compte d'écart de pouvoir entre les entreprises, ni de l'impact différencié de l'impératif de croissance sur leurs stratégies d'accumulation. La conflictualisation sociale de la transition et la question de la latence culturelle comme déterminant du rapport des individus à la transition, demeurent difficiles à intégrer dans ces modèles. Ce sont des questions qu'aborde l'analyse de structures socio-écologiques (Socio-Ecological Structure Analysis) des sociétés en transition (Eversberg et al. 2021). Cette analyse s'intéresse autant à la position relative des acteurs dans les structures sociales (source d'inégalités socio-économiques), aux identités collectives et à la capacité d'action collective différenciée (source de conflit), ainsi qu'aux représentations sociales des rapports sociétés nature qui émergent de l'expérience de cette positionalité (source de latence culturelle). L'intégration de certaines dimensions de l'analyse de structures socio-écologiques permettrait d'affiner les efforts de modélisation.

Nous avons enquêté sur la gouvernance de la décarbonisation des systèmes de transport des grandes régions métropolitaines des États-Unis et du Canada, en nous appuyant sur des entretiens avec des informateurs clés à Montréal, Toronto et Los Angeles entre 2020 et 2021. Les résultats révèlent des différences en termes d'organisations de gouvernance et d'institutions, qui pourraient être attribuées à des cadres institutionnels fédéraux différents. Aux États-Unis, des organisations de planification métropolitaine (MPO) mandatées par le gouvernement fédéral ont été exploitées pour faire avancer les objectifs climatiques au niveau régional métropolitain, tandis qu'au Canada, le processus de planification des transports est plus politisé et les provinces ont traditionnellement joué un rôle plus important. La planification de l'aménagement du territoire est dévolue aux gouvernements locaux dans le système fédéral américain, tandis qu'au Canada, elle relève de l'autorité provinciale. Nos résultats suggèrent qu'une combinaison d'éléments institutionnels américains et canadiens pourrait être plus efficace pour la décarbonisation des transports au niveau régional. Nous discutons des résultats à la lumière des théories de la gouvernance climatique transnationale et multiniveau. 

Les modèles qui évaluent les moyens d'atteindre les cibles de réductions de GES  négligent un facteur crucial : la politique. Les IAMs, qui évaluent les politiques telles que la tarification du carbone, ne tiennent pas compte de l'acceptabilité sociale ou des impacts sociaux. Or, l’inclusion des facteurs qui influencent l’acceptabilité sociale peut ouvrir la voie à des politiques climatiques plus ambitieuses. 

Cet article teste l'hypothèse suivante : l'inclusion de mesures d'équité dans la transition vers l'économie verte aura un impact sur l'acceptabilité sociale de la politique climatique. Cet article identifie et formule des politiques d'équité qui visent à créer des emplois verts et à soutenir les travailleurs dans cette transition. Ces dispositions sont incluses dans les questions de l'enquête évaluant l'acceptabilité sociale des politiques climatiques. Cette recherche se concentre sur deux politiques clés : la tarification du carbone et l'élimination progressive de la production de pétrole et de gaz. Une série de questions d'enquête compare le soutien social à ces deux politiques au Canada, avec et sans les mesures d'équité. Cet article utilise une enquête exclusive (n = 1 500) menée au Canada en 2022. Les mesures d'équité telles que le soutien aux travailleurs et l'investissement dans la création d'emplois verts ont toutes deux augmenté le soutien à un prix plus élevé du carbone et à une diminution plus rapide de la production de pétrole et de gaz.

Au Québec, la mobilité a principalement été étudiée depuis les disciplines de l’ingénierie des transports et de l’urbanisme. Il semble toutefois que ces approches ne soient pas suffisantes pour comprendre notre dépendance à l'auto solo et mener aux transformations ambitieuses et radicales que les bouleversements environnementaux nous commandent.

La conférence présentera les résultats d’un projet de recherche mandaté par la Ville de Montréal. Un devis mixte combinant des ateliers de discussion citoyens et un questionnaire fut mis sur pied afin de mieux comprendre les facteurs expliquant la possession et l’usage individuel de la voiture.

Dans la première démarche, les données collectées lors des groupes de discussion sont utilisées pour effectuer une segmentation exploratoire par modélisation afin de mieux comprendre les facteurs psychosociaux qui, combinés aux facteurs d’ordre structurel, peuvent expliquer les préférences de mobilité. Dans une démarche parallèle, les données de l’enquête auprès de la population montréalaise (n = 2185) sont utilisées pour modéliser les choix conjoints de possession automobile et d’abonnement à l’autopartage avec incorporation des attitudes via une modélisation de choix discrets avec classes latentes. Ce type d’approche de segmentation psychographique nous semble un outil pertinent qui, combiné à des considérations d’ordre structurel, pourrait informer et guider l’action publique vers des villes plus résilientes.

Face à la crise climatique, il est urgent de changer nos modes de production et de consommation énergétique. Dans cette perspective, le déploiement de projets d’énergies renouvelables semble tout indiqué. Toutefois, comme le montrent plusieurs études récentes, l’argument de l’utilité écologique qui les sous-tend ne suffit pas à convaincre les populations de soutenir ces projets. Quels autres facteurs entrent alors en ligne de compte? C’est ce que nous proposons d’aborder dans cette communication en nous intéressant aux grands principes de l’acceptabilité sociale.

Au Nunavik, l’accès à l’énergie est complexe et coûteux. En effet, le climat et le manque d’infrastructures y sont un obstacle. Les systèmes énergétique en place encore aujourd’hui impose à la région une forte dépendance aux énergies fossiles dans tous les usages.

Par ailleurs, les communautés du Nunavik font savoir leur volonté de maîtriser leur destin. Actuellement, la transition s’opère principalement autour des modes de production d’électricité qui sont de plus en plus adjoints à des modes de production alternatifs, le mode actuel, basé sur l’utilisation de génératrices, étant aussi un problème d’ordre sanitaire.

Afin de faciliter la lecture de la transition, ce projet de recherche vise à construire un ensemble d’indicateurs sur une base à la fois technique et sociale. A partir d’une analyse de journaux locaux, un cadre thématique est mis en place pour structurer le choix des indicateurs. Celui-ci choix sera pluridisciplinaire afin qu’il permette de comprendre sa dynamique, ses limites, et ses barrières.

Cette méthodologie permet de structurer les indicateurs selon le contexte et la perception des parties prenantes du Nunavik afin qu'elles puissent se les approprier et que leur analyse et leur interprétation soit simplifiée. Ce projet prend part à un programme de recherche international : ENERGON. Celui-ci vise à appliquer des méthodologies similaires sur différents territoires (les Observatoires Homme-Milieu), afin de comparer les résultats et d’évaluer les approches.