25 janvier 2023

Génie de l’environnement Recherche et innovation Le développement durable, l’économie circulaire et les enjeux environnementaux CÉRIÉC-Centre d’études et de recherche intersectorielles en économie circulaire

Perspectives climatiques d’une ville dynamique du futur

Achetée sur Gettyimages. Droits d’auteur.

Métabolisme urbain et empreinte carbone

Tel un organisme vivant, le métabolisme d’une ville désigne l’énergie et les matériaux qui y entrent, y circulent et en ressortent. Tout au long de leurs chaînes d’approvisionnement, ces ressources sont liées à des émissions directes et indirectes de gaz à effet de serre (figure 1).

Les efforts d’atténuation et d’adaptation relatifs au changement climatique ont fait l’objet de nombreux forums mondiaux, dont la récente COP27 en Égypte. Quant à la COP21 en France, en 2015, elle a mené à « l’Accord de Paris », acte qui vise à limiter l’augmentation de la température mondiale à 1,5 °C. Ainsi, d’ici 2030, la contribution moyenne ne devrait pas dépasser 2,9 tonnes d’équivalent CO₂ par personne et par an, à l’échelle mondiale.

Figure 1. Cadre de modélisation des changements mondiaux suscités par la demande urbaine. Le bleu représente les flux physiques, l’orange, les flux socioéconomiques et les lignes pointillées, le jumelage entre les systèmes humains et naturels (adapté de Elliot and Levasseur, 2022).

À partir d’une étude de cas à Montréal (Canada), nous avons simulé l’empreinte carbone urbaine entre 2018 et 2030 en vertu de deux scénarios, soit un cas de référence et un cas d’adoption croissante de régimes alimentaires à base de plantes. Ce dernier cas s’appuie sur le concept de « propagation socioécologique » afin de prédire la transmission entre pairs d’actions environnementales. En modélisant simultanément la croissance démographique de Montréal, nous avons comparé la tendance des émissions de gaz à effet de serre (GES) par personne au seuil mondial prévu pour 2030, soit 2,9 t CO₂e par personne pour atteindre l’objectif limite de 1,5 °C de l’Accord de Paris.

L’alimentation et les matériaux priment sur l’énergie

En 2018, le métabolisme urbain de Montréal présentait une empreinte carbone de 30,4 Mt CO₂e. D’après le scénario de référence, on estime que Montréal atteindra une empreinte carbone de 30,9 Mt CO₂e d’ici 2030, malgré plusieurs stratégies d’électrification des transports et des bâtiments. La nourriture devrait générer une grande partie des émissions de GES de la ville en 2030, une augmentation par rapport aux années précédentes de façon absolue et relative. Des réductions absolues sont prévues dans les secteurs commercial et institutionnel en raison de l’électrification, bien que d’ici 2030, l’effet des politiques d’électrification sur l’ensemble du métabolisme carbone serait éclipsé par la croissance d’autres activités urbaines. Entre-temps, les activités à demande moins élastique (nourriture, eau, construction) et celles dont les impacts ne sont pas influencés par les plans d’électrification de Montréal, devraient être relativement stables et augmenteraient donc leur part d’émissions générées localement. Au cours de la période étudiée, l’empreinte carbone demeure essentiellement stable, tandis que la portion des émissions produites dans la ville devrait passer de 25 % à 20 % d’ici 2030. Cette baisse des émissions locales est en grande partie due à l’électrification des transports et des bâtiments au cours des prochaines années, les activités urbaines de consommation de combustibles fossiles passant lentement à la production d’électricité non locale.

Tableau 1. Résultats de référence des émissions de GES par type de secteur, 2018 et 2030 (Elliot and Levasseur, 2022).

Montréal encore loin du seuil de 1,5 °C d’ici 2030

En 2018, la population de Montréal a généré environ 15 tonnes de CO₂e par personne. Pour 2030, la projection des niveaux d’émissions de GES et de population mène à une empreinte carbone de 12,7 tonnes par personne, soit plus de quatre fois le maximum de 2,9 tonnes de CO₂e par personne nécessaire au respect de la limite de réchauffement de 1,5 °C. Les résultats de ce scénario de référence montrent que d’ici 2030, une part croissante de l’empreinte carbone de Montréal est associée à des activités ayant lieu à l’extérieur du territoire, la majeure partie étant liée à la nourriture et aux matériaux consommés dans la ville. Nous prévoyons que les émissions de GES provenant de la nourriture en 2030 atteindront 3,9 tonnes de CO₂e/personne. Il faut donc tenir compte des émissions de GES indirectes lors de l’analyse de l’empreinte carbone urbaine si l’on cherche à limiter les émissions de GES anthropiques mondiales. Pour ce qui est de l’attribution moyenne des émissions de GES par personne en 2030 nécessaires à la limite de réchauffement de 1,5 °C, Montréal doit atteindre 7,0 Mt CO₂e/an d’ici 2030, une baisse de 77 % par rapport au niveau prévu de 30,9.

Tableau 2 Limites mondiales de GES par rapport au scénario de référence de Montréal en 2030 (Elliot and Levasseur, 2022)

Le scénario de régime à base de plantes entraîne une baisse de 26,2 Mt CO₂e en 2030, dont 23,6 % devraient se produire à Montréal (figure 2).

Baisse des GES avec alimentation à base de plantes

Figure 2. Émissions de GES locales et à l’extérieure de la ville associées au métabolisme urbain dynamique de Montréal simulées de 2018 à 2030 dans les scénarios de référence et de régimes à base de plantes (Elliot and Levasseur, 2022).

Les émissions par personne à Montréal passent de 15,0 t CO₂e en 2018 à 12,7 t CO₂e en 2030 d’après le scénario de référence, un dépassement de 9,8 t CO₂e/personne par rapport aux 2,9 t CO₂e/personne pour atteindre la limite de 1,5 °C de l’Accord de Paris. Le scénario de régime à base de plantes permettrait de baisser les émissions à 10,8 t CO₂e/personne d’ici 2030. Reste qu’il subsiste un dépassement de 7,9 t CO₂e/personne de l’objectif de l’Accord de Paris pour limiter le réchauffement climatique à 1,5 °C.

Intégrer le régime à base de plantes

Intégrer le régime à base de plantes devrait contribuer à la réduction de l’empreinte carbone de Montréal au cours de la prochaine décennie. Pour favoriser l’acceptation sociale, il faut éliminer les obstacles pour les consommateurs qui souhaitent réduire leurs émissions de carbone, par exemple en améliorant l’offre des aliments à base de plantes. L’incitation peut mener à une plus grande propagation socioécologique, réduisant ainsi les futures émissions de GES liées à l’alimentation dans les villes. Quelle que soit l’approche adoptée dans le cadre de l’accord de Paris de 2015, les systèmes métaboliques urbains sont au cœur des stratégies de réduction des GES et certains (sinon tous) flux métaboliques urbains à forte intensité en GES.

Conclusion

Nos simulations indiquent une baisse des émissions par rapport aux 15,0 tonnes de CO₂e/personne en 2018, en partie attribuable à l’augmentation de la population urbaine. Le scénario de référence indique une baisse se situant à 12,7 t CO₂e d’ici 2030. Le scénario de régime à base de plantes devrait faire passer les émissions de GES à 10,8 tonnes CO₂e/personne d’ici 2030, ce qui reste tout de même un dépassement de 7,9 tonnes CO₂e/personne de l’objectif de l’Accord de Paris limitant le réchauffement climatique à 1,5 °C.

Des efforts supplémentaires sont nécessaires pour faire passer la politique urbaine du niveau local au niveau mondial, en tenant compte des chaînes d’approvisionnement mondiales servant à répondre aux demandes des citadins et citadines. Il s’avère judicieux de modifier l’empreinte carbone de la ville liée à l’alimentation en favorisant la propagation socioécologique. Néanmoins, une réduction bien plus importante des GES est nécessaire pour atteindre l’objectif de 1,5 °C d’ici 2030. Si cet exemple explore la potentialité des choix alimentaires pour réduire l’empreinte carbone d’une ville, de nombreux autres secteurs pourraient être modélisés de cette manière, comme la propagation socioécologique des modes de transport dans les déplacements domicile-travail.