Faut-il faire confiance à l’innovation pour résoudre la crise écologique ?

L’innovation et les nouvelles technologies peuvent-elles résoudre la crise environnementale ? Et si l’intelligence humaine pouvait nous sortir de la crise écologique ?

On le sait désormais : la crise écologique est une menace sérieuse sur la pérennité de nos sociétés. Changement climatique, disparition de la biodiversité, acidification des océans, pollution de l’air, ou encore déplétion des ressources remettent progressivement en question nos modèles économiques et agricoles et nos conditions de développement, voire de survie. Il n’est plus aujourd’hui possible de nier ou d’ignorer la crise écologique. Elle est là et commence déjà à avoir des conséquences graves : les rendements des céréales baissent à cause du réchauffement climatique, les migrations climatiques et environnementales se multiplient déjà, la disparition de la biodiversité menace la stabilité des écosystèmes…

Le problème, c’est que la cause de cette crise écologique, c’est notre mode de vie. L’énergie que nous consommons, les ressources que nous puisons sur la planète, les territoires que nous occupons : tout cela pollue et dégrade les écosystèmes. Alors que faire ? Alors que certains proposent de renoncer à nos modes de vie avant qu’il ne soit trop tard (allant jusqu’à prôner la décroissance) d’autres estiment qu’il faut au contraire continuer à soutenir le progrès, la croissance et surtout l’innovation, avec une idée en tête : l’intelligence humaine serait capable d’inventer de nouvelles technologies susceptibles de réduire notre impact environnemental ou de résoudre les problèmes environnementaux.

Est-ce une position raisonnable ? Est-ce crédible ? Ou au contraire est-ce une fuite en avant ? Faut-il faire confiance à l’innovation technologique pour résoudre la crise écologique ? La question est plus complexe qu’il n’y paraît.

Innovation et écologie : une relation ambigüe

L’innovation, par définition, désigne le processus consistant à améliorer quelque chose d’existant. L’innovation est donc par principe positive, au moins sur un aspect précis d’un problème ou d’une situation. Mais cela ne veut pas dire qu’une innovation n’a toujours que des aspects positifs.

Prenons par exemple le moteur à combustion interne. À l’époque de son invention, dans les années 1860, puis de ses premières commercialisations dans les années 1890, il constituait une innovation très positive : il permettait de développer des moyens de transports efficaces à moindre coût et donc d’optimiser de nombreux aspects de nos sociétés, de l’agriculture à l’industrie en passant par la mobilité. Ce n’est que plus tard que l’on a pris conscience que la généralisation de cette innovation ferait peser sur le climat global une sérieuse menace à travers ses émissions de gaz à effet de serre.

Si l’on pose un regard critique sur l’innovation technologique des derniers siècles, il est évident qu’elle a eu en général des conséquences très positives. Que l’on parle de l’informatique, de la médecine, de l’énergie ou du transport, on ne compte plus les innovations technologiques qui ont permis d’améliorer nos vies, notre santé, notre productivité ou encore notre confort. Toutefois, nombre de ces innovations sont aussi à la racine de nos problèmes écologiques. Les technologies énergétiques, notamment, sont les principales sources de gaz à effet de serre. Les innovations de la chimie, ont largement contribué à polluer les écosystèmes et à affecter la biodiversité. L’innovation et la mécanisation dans l’agriculture sont aussi responsables de la dégradation de la qualité des sols…

En fait, l’écrasante majorité des problèmes écologiques actuels sont la conséquence des innovations technologiques des 150 dernières années. Le problème, c’est qu’en général les innovations technologiques tendent à consommer toujours plus d’énergie et de ressources et à produire des déchets. Le cas récent de la blockchain est une bonne illustration : la blockchain est utile dans bien des domaines, mais elle nécessite une consommation globale d’énergie très importante, qui augmente la pollution globale.

L’innovation technologique pour des solutions écologiques ?

D’un autre côté, l’innovation est aussi l’un des leviers les plus efficaces pour améliorer notre impact écologique. Par exemple, la France produit une énergie émettant très peu de gaz à effet de serre, notamment grâce à l’énergie nucléaire et dans une moindre mesure aux énergies renouvelables. La voiture électrique est aussi plus écologique que la voiture thermique. Les progrès en techniques et en technologies agricoles permettent aussi de produire plus de nourriture sur une plus petite surface et donc de réduire notre empreinte écologique. Jusqu’à aujourd’hui toutefois, un certain nombre de problèmes empêchent l’innovation technologique de constituer une solution complète à nos problèmes écologiques.

Le premier de ces problèmes, c’est l’énergie. Nous avons besoin d’énormément d’énergie pour soutenir nos systèmes économiques, agricoles ou sanitaires, et encore plus pour mettre en place certaines technologies potentiellement utiles sur le plan écologique (comme le big data, l’intelligence artificielle…).

Or, nous ne savons pas aujourd’hui produire une énergie réellement 100% verte. Déjà, la grande majorité de l’énergie que nous consommons et produisons est de l’énergie fossile : du pétrole, du gaz, du charbon. De nouvelles technologies permettent progressivement de remplacer une partie de ces énergies fossiles : les énergies renouvelables, le nucléaire, l’hydrogène « vert »… Mais aucune de ces énergies n’est une solution miracler.

Les énergies renouvelables émettent assez peu de CO2, mais elles sont difficilement généralisables car elles ne sont pas pilotables : elles produisent de façon intermittente, et pas forcément au moment où nous en avons besoin. Pour généraliser les énergies renouvelables, il faudrait développer des solutions de stockage à grande échelle qui sont techniquement complexes, chères, et pas forcément très écologiques, compte tenu des consommations de matériaux qu’elles nécessitent (pour plus de détails voir : Les énergies renouvelables sont-elles une solution écologique ?). Le nucléaire émet lui aussi très peu de CO2, et il a l’avantage d’être pilotable, mais les ressources en uranium ne sont pas illimitées : en l’état actuel de l’industrie nucléaire, difficile d’en faire une solution généralisable à long terme (voir : Le nucléaire est-il écologique ?). L’hydrogène, pour certains prometteur, nécessite tellement d’énergie primaire pour être produit qu’il pollue plus sur son cycle de vie complet que les énergies fossiles (voir : L’hydrogène est-il vraiment écologique ?). Bref, on ne sait pas aujourd’hui produire une énergie propre capable de soutenir une consommation toujours plus grande d’énergie.

Le second problème, c’est la consommation de ressources limitées. Pour de nombreuses technologies, et en particulier dans l’énergie, il faut des ressources naturelles comme les terres rares ou certains métaux comme le lithium. Or ces ressources sont limitées et on ne sait pas les recycler pleinement. Le lithium par exemple, indispensable pour les batteries (voitures électriques, stockage de l’énergie renouvelable) est aujourd’hui recyclable en moyenne à 50% avec les technologies actuelles. Des recherches récentes sont parvenues à atteindre 80% mais cela reste insuffisant pour assurer un approvisionnement adapté à un usage généralisé des technologies comme les voitures électriques ou l’énergie renouvelable à grande échelle. Il n’est donc pas certain que l’on ait assez de lithium pour assurer la transition énergétique. La tension existe sur de nombreux matériaux : cuivre, argent, cobalt, terres rares… Et le recyclage à 100% est virtuellement impossible en vertu des principes de la thermodynamique : il y a toujours une fraction du matériau initial qui est perdue dans le processus.

Enfin, le dernier problème c’est l’empreinte sur les écosystèmes. Pour fabriquer ces technologies, il faut miner des ressources naturelles, utiliser des procédés techniques ou chimiques complexes, des infrastructures… Tout cela a une empreinte réelle sur les écosystèmes : les mines détruisent des espaces naturels de façon quasi-irréversible, les procédés industriels génèrent des pollutions (air, sol, eau) là aussi difficilement réversibles. Une fois ces écosystèmes contaminés et dégradés, impossible de revenir en arrière, et cela contribue à la destruction de la biodiversité, des sols ou des réserves d’eau.
Pour ces trois raisons (et une multitude d’autres) les innovations technologiques récentes ainsi que celles que l’on entrevoit dans une perspective proche (hydrogène par exemple) ne peuvent pas être réellement des solutions généralisables à la crise écologique. Elles ne permettraient de résoudre qu’une fraction de nos problèmes environnementaux, et créeraient d’autres problèmes à résoudre.

Innover pour l’écologie : un pari sur l’avenir

Malgré tout, rien n’interdit d’envisager qu’un jour, de nouvelles innovations voient le jour. Que l’on produise par exemple une énergie presque totalement décarbonée, en utilisant des ressources largement disponibles. Certains espèrent ainsi que l’on parviendra à résoudre l’équation de la fusion nucléaire, ce qui permettrait de produire de l’électricité (et donc d’autres énergies comme de l’hydrogène) de façon quasi illimitée sans produire de gaz à effet de serre ou de polluants. Il est également possible qu’un jour ou découvre des procédés de recyclage beaucoup plus performants permettant de ne plus être en tension sur les matériaux critiques pour la production d’énergies renouvelables. Ou que l’on innove avec des matériaux bio-sourcés, des bio-énergies, ou encore d’autres innovations techniques que l’on n’imagine même pas aujourd’hui. Certains imaginent même le développement d’une « singularité technologique », une super-intelligence capable de résoudre virtuellement tous nos problèmes, ou que la conquête spatiale aide à résoudre la crise écologique.

Mais peut-on raisonnablement parier sur ces hypothèses ? Dans les faits, rien ne garantit que ces innovations verront le jour, mais rien ne garantit l’inverse non plus. La vérité, c’est qu’on ne peut pas prévoir l’avenir avec certitude. De nombreuses innovations naissent par sérendipité, d’autres font des avancées exponentielles suite au développement d’un marché plus mature. Inversement, certaines pistes de la recherche n’avancent pas, ou très peu, même sur de longues périodes et malgré des fonds importants. Alors que croire ? L’innovation peut-elle nous sauver de la crise écologique, ou non ?
Puisqu’aucun fait objectif ne permet d’être sûr, la seule manière de se faire une idée est d’avoir une approche probabiliste du problème. C’est-à-dire qu’il faut tenter d’évaluer de façon réaliste la probabilité pour qu’une innovation de ce type survienne. Et pour ça, on peut utiliser des raisonnements emprunté aux mathématiques.

Prédire l’innovation écologique : une approche probabiliste

L’inférence bayésienne, par exemple, est une manière d’aborder le problème. Pour simplifier, l’inférence bayésienne est un raisonnement probabiliste qui consiste à évaluer ou calculer la probabilité d’une hypothèse en fonction des connaissances actuelles disponibles sur cette hypothèse. Par exemple, et pour simplifier grossièrement : si l’on cherche ses clefs que l’on a égarées, on procède à un raisonnement basé sur l’inférence bayésienne pour estimer la probabilité que les clefs se trouvent à tel ou tel endroit (les hypothèses). L’hypothèse que les clefs se trouvent près du vide poche de l’entrée est assez probable, car on sait que l’on pose généralement ses clefs dans le vide poche de l’entrée. Inversement, l’hypothèse que les clefs soient dans le réfrigérateur sera estimée faible, car on sait que ces clefs ne se sont jamais retrouvées dans le réfrigérateur dans le passé. On va donc chercher d’abord vers le vide poche (plus probable) et seulement après dans le réfrigérateur (peu probable).

On peut tenter d’appliquer ce raisonnement à l’innovation. En utilisant l’inférence bayésienne, on peut par exemple prédire qu’il est assez probable que les technologies actuelles ou naissantes (panneaux solaires, éoliennes, et même éventuellement bio-énergies, hydrogène vert, ou encore l’efficacité énergétique, et même le recyclage…) vont s’améliorer de façon quasi-exponentielle. Concrètement, leur coût va probablement baisser tandis que leur déploiement va augmenter en suivant des courbes logarithmiques/exponentielles. En effet, des études statistiques ont montré que dans le passé, la plupart des procédés techniques ont suivi les courbes des lois de Moore et de Wright, qui prédisent de telles évolutions. On peut donc au moins raisonnablement penser que le coût et le déploiement des technologies « vertes » vont aller en s’améliorant : on observe déjà ce type de courbes à propos des panneaux solaires ou des éoliennes, dont le coût a baissé tandis que leurs ventes augmentent. C’est ce que des analystes comme Ray Kurzweil nomment la « loi du progrès accéléré ».

On notera que cela ne résout pas vraiment la question de l’impact de ces technologies sur le climat, au moins tant que leur production est dépendante des énergies fossiles, ou de leur impact sur l’écosystème, au moins tant qu’elle est dépendante de ressources limitées. Pour que ces question soient résolues il faudrait à la fois que le déploiement des énergies bas carbone se généralise, y compris dans des domaines où elles n’ont pour l’instant pas vraiment fonctionné (les transports, notamment longue distance, la machinerie, l’extraction…) et que la performance et le coût des procédés de recyclage suivent eux-aussi des courbes de Wright. Et il faudrait que tout cela ait lieu avant que les conséquences de la dégradation environnementale ne soient trop graves.

La question à résoudre : l’innovation technologique ira-t-elle assez vite ?

Concernant des technologies de rupture nouvelles, comme la fusion nucléaire, la capture du CO2 ou d’autres innovations imprévisibles, c’est la même chose. Il faut se poser la question suivante : compte tenu des connaissances et des ressources dont nous disposons aujourd’hui, quelle est la probabilité qu’une ou des innovations disruptives susceptibles de résoudre nos problèmes environnementaux apparaissent suffisamment vite pour éviter de (trop) graves conséquences sur nos sociétés ? Là encore, le raisonnement inductif permet de donner des éléments de réponse.

Depuis 200 ans, des innovations de rupture ont régulièrement eu lieu dans des domaines critiques pour l’écologie, comme l’énergie par exemple. Les premiers moteurs ou machines à vapeur ont été pensés et expérimentés au cours du 17ème et du 18ème siècle. Ils ont été remplacés progressivement par les moteurs à explosion à partir de la fin du 19ème. Les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) ont progressivement remplacé la biomasse classique, et elles se sont vues elles-même concurrencées par des énergies comme le nucléaire ou les énergies renouvelables à partir du début des années 1950 pour le premier et des années 1990 pour les secondes.

Mais on voit que ces révolutions énergétiques ont été relativement lentes : plusieurs décennies entre chacune d’elles. Et plus de 120 ans après la généralisation du charbon et du pétrole, ces énergies restent les premières ressources d’énergie primaire dans le monde. L’émergence d’une technologie énergétique de rupture ne signifie pas que cette technologie va se substituer aux précédentes. Parfois, il y a empilement. De plus, ces révolutions énergétiques n’ont pu se déployer qu’à partir du moment où elles ont pu procurer un avantage financier significatif : le nucléaire s’est développé en France au moment des chocs pétroliers, les énergies renouvelables n’ont récemment commencé à se déployer que lorsque leur coût a baissé suffisamment comparé à un pétrole en hausse… Compte tenu de ces données, on peut grossièrement considérer qu’il est peu probable qu’une nouvelle révolution énergétique majeure ait lieu dans les proches années à venir, et même si elle avait lieu, la probabilité qu’elle remplace les sources d’énergie actuelle rapidement est quasi-nulle.

Les technologies en développement actuellement (hydrogène, biocarburants, phytoénergies, et même les nouvelles générations d’EPR) sont loin d’être compétitives par rapport aux énergies fossiles, et elles ne le seront probablement pas avant plusieurs années, voire plusieurs dizaines d’années. Or, c’est aujourd’hui qu’il faudrait ces solutions, pour faire face à la crise climatique qui s’accélère.

Même les énergies renouvelables subissent ce paradoxe : tant qu’il y a des énergies fossiles à bas coût disponible, la généralisation des EnR n’est pas économiquement nécessaire, et la recherche sur de vraies solutions de stockage encore moins. C’est la même chose pour le recyclage des matériaux stratégiques : tant qu’il y a des réserves, les acteurs ont peu intérêt à investir dans le recyclage, moins rentable que l’extraction.  En l’absence d’incitatif financier par le marché, l’un des seuls leviers susceptible de permettre à des innovations technologiques stratégiques d’émerger rapidement serait un investissement public massif dans la recherche et le développement.

Innovation : une question de gestion collective

Mais là encore, les tendances récentes incitent plutôt à penser que ce n’est pas ce qui va se passer : l’abandon récent du projet ASTRID, et avant lui de projets comme les hydroliennes dans la Manche, montrent que la recherche perd ses financements dès l’instant où elle n’est pas capable de prouver sa rentabilité à court terme. Paradoxal, quand on pense que par définition, presque aucune innovation n’est rentable avant d’être mature.

Compte tenu de ce ralentissement de la recherche, il semble peu probable que des innovations technologiques avec un impact suffisant émergent dans les prochaines décennies. Bien sûr, pour avoir une idée plus précise de cette probabilité, il faudrait être capable de la quantifier, en utilisant de vrais modèles mathématiques intégrant les nombreux facteurs en jeux, chose qu’on ne prétendra pas pouvoir faire ici. Mais ces approximations permettent de penser que les conditions de l’émergence de telles innovations ne sont pas tout à fait réunies aujourd’hui. Or, si l’on écoute le GIEC, il faudrait procéder à des changements majeurs dès aujourd’hui pour éviter de déclencher des mécanismes climatiques incontrôlables.

À partir de là, il semble raisonnable de dire que les sociétés contemporaines sont, concernant l’innovation, devant une vraie question de gestion collective. Si l’on voulait pouvoir faire confiance à l’innovation technologique pour résoudre nos problèmes écologiques dans le court laps de temps qui nous est imparti, alors il serait nécessaire de s’en donner (réellement) les moyens. Cela signifierait donc qu’il faudrait drastiquement augmenter l’investissement privé et public dans la recherche, en particulier sur les sujets en lien avec l’écologie. Concernant l’argent public, dans un pays comme la France (où la tension sur les dépenses publiques est forte) cela impliquerait de renoncer à d’autres investissements publics, comme le soutien à certaines industries. Ou de s’endetter, ce qui pose d’autres questions économiques. Il faudrait peut-être également mettre en place des systèmes incitant les acteurs privés à investir dans ces domaines : des incitatifs financiers ou réglementaires. Et même comme cela, rien ne garantirait que l’on trouve une solution dans les temps.

Au contraire, si l’on estime qu’il est irréaliste de penser qu’une solution technologique majeure interviendra dans les années à venir, même en investissant à fond sur la recherche, alors cela veut dire qu’il est nécessaire de mettre en oeuvre d’autres mesures pour, si ce n’est résoudre la crise écologique au moins pour atténuer le choc. Cela ne signifie pas qu’il faille arrêter d’investir dans l’innovation et la recherche, bien au contraire. Mais il faut alors trouver d’autres moyens de décarboner l’économie et de limiter notre empreinte écologique globale et cela très rapidement. Et pour cela une certaine forme de sobriété devrait s’appliquer partout dans notre système économique et social : dans la mobilité, dans la consommation, dans notre gestion énergétique…

Innovation et sobriété écologique

Sobriété qui pourrait d’ailleurs questionner aussi l’innovation. En effet, la question de l’innovation face aux défis écologiques devrait sans doute nous inciter à repenser notre rapport à l’innovation et à la technologie en général. Par exemple en se posant les bonnes questions : quel est le coût environnemental de telle ou telle innovation ? Le bénéfice (social, économique, culturel, intellectuel…) de cette technologie mérite-t-il le coût environnemental qu’il engendre ? Comment peut-on encadrer, réguler, et gérer collectivement le déploiement et l’usage de telle ou telle technologie pour qu’il bénéficie au plus grand nombre sans nuire trop aux écosystèmes ?

Autant de questions que l’on évite aujourd’hui de se poser, trop occupés à opposer les paradigmes : d’un côté celui de ceux qui vénèrent une innovation toute puissante et toute positive, de l’autre ceux qui la refusent par principe au nom du « changement de modèle ».

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