Complexité, énergie et économie mondialisée 2/4

La suite de l'article de David Korowicz où l'on comprend le lien entre  mondialisation et complexité et entre complexité et énergie.

L'économie mondiale, augmentation la co-dépendance et l'intégration :

Quand l'économie mondialisée croit, la population augmente, la richesse et l'intégration ouvre la possibilité à de nouvelles économies d'échelle et à des niches productives plus diversifiées. Lorsque de nouvelles technologies et modèles d'affaires (solutions ou ensembles de solutions) émergent, ils co-adaptent et co-évoluent avec ce qui est déjà présent. Leur adoption et leur diffusion par le biais des réseaux plus larges dépend de l'efficacité qu'ils fournissent en termes de réduction des coûts et de nouveaux débouchés. L'un des principaux moyens de gagner en efficacité globalement est de laisser les différentes pièces du système partager les coûts des transactions en partageant des plate-formes d'infrastructures communes (réseaux d'information et de transport, réseau électrique, eau / eaux usées, systèmes financiers...etc). Ainsi, il y a une tendance qui se renforce à avantager ceux qui construisent la plate-forme ainsi que les utilisateurs de la plate-forme, qui grandit à mesure que le nombre d'utilisateurs augmente. Avec le temps, l'échelle du système devient un obstacle à une diversification vers des systèmes alternatifs puisque le coût initial et les économies d'échelle intégrés deviennent un obstacle plus important pour les nouveaux entrants, en particulier là où il y a une plaque tournante d’infrastructures complexes. Le manque de diversité du système n'est pas nécessairement due à des monopoles d'entreprise. Par exemple, il y a une concurrence vigoureuse entre les fournisseurs de services de téléphone mobiles, mais ils partagent des plates-formes d'information communes et dépendent des réseaux d'électricité et du système monétaire, qui ont tous deux peu ou pas de diversité de système.

Nos systèmes d'exploitation sont intégrés dans l'économie globale. Des infrastructures coûteuses et un besoin continuel pour des composants de remplacement signifie que les économies d'échelle et un grand nombre de personnes économiquement liées sont nécessaires pour les rendre viables. Par exemple, les ressources nécessaires pour maintenir l'infrastructure IT sur laquelle nous nous appuyons pour des services essentiels sont telles que cela requiert aussi que nous achetions des consoles de jeux, que nous envoyions des messages texte superflus et que nous regardions des vidéos sur YouTube. En d'autres termes, nos besoins non-discrétionnaires et les systèmes critiques qui les soutiennent sont abordables car ils sont subventionnés par des dépenses discrétionnaires, qui dépendent elle-même de nouvelles économies d'échelle générées par l'économie mondialisée qui nous fournit notre revenu discrétionnaire en premier lieu.

Dans cette perspective, poser des questions sur les besoins en ressources pour des produits individuels de l'économie (un ordinateur ou mon café du matin, par exemple) est équivalent à poser des questions sur les ressources nécessaires à votre doigt, cela n'a de sens que si le reste du corps est doté de ressources suffisantes .

Passage de l'énergie primaire à l'énergie finale pour la France
(source du graphique)

Chaque nouveau niveau de complexité dans les infrastructures implique de nouveaux coûts fixes en termes de flux d'énergie et de ressources nécessaires pour son entretien et son fonctionnement, et une économie d'échelle qui permet de subvenir à ces nouveaux flux. Cela verrouille également la co-dépendance entre les composantes de nos infrastructures essentielles qui intègrent le tissu opérationnel. Par exemple, si nos plate-formes informatiques échouaient, il en serait de même de nos systèmes financiers, de nos systèmes de connaissances et de nos systèmes énergétiques. De même, si notre système financier s'effondrait, il ne faudrait pas longtemps pour que notre infrastructure informatique et nos chaînes d'approvisionnement ne s'effondrent aussi. L'Institut britannique des ingénieurs civils reconnaît que les relations complexes entre les infrastructures critiques co-dépendantes ne sont pas bien comprises. [7]

Enfin, au fur et à mesure que de nouvelles plate-formes d'infrastructures sont établies, les systèmes existants sont peu entretenus ou même laissés à l’abandon. Ainsi, si soudain, nous perdions l'infrastructure de communications introduites au cours des dix dernières années, on ne reviendrait pas au système que nous avions avant que cette infrastructure ait été introduite. Au lieu de cela, la plupart d'entre nous seraient laissés sans aucun système de communication de repli.

L'économie mondiale a une résilience limité :

Une communauté isolée, pauvre et auto-suffisante est vulnérable vis a vis de risques graves d'une défaillance générale de la production alimentaire à cause d’inondations ou de parasites, par exemple. Même la France relativement riche au XVIIIe siècle a connu 18 famines générales et des centaines de famines  locales durant cette période [8]. Sans accès à des ressources monétaires, à des liaisons de transport, à des marchés et des communications, la production excédentaire d'ailleurs ne pouvait pas venir soulager les famines locales. La croissance de l'interdépendance, les infrastructures et les institutions de l'économie mondialisée signifiait que les risques locaux pourraient être partagés sur des réseaux plus larges, et cela améliora la résilience locale.

Une des grandes vertus de l'économie mondiale est que même si des usines échouent ou si des liens dans une chaîne logistique se rompent, l'économie peut s'adapter rapidement en se fournissant ailleurs ou en trouvant des substituts. Ceci est une mesure de la résilience de l'économie mondialisée et c'est une caractéristique naturelle de tout système délocalisé et en réseau adaptatifs complexes. Mais cela n’est vrai que dans un certain contexte. Il y a des plates-formes communes ou «hub d'infrastructure» qui maintiennent le fonctionnement de l'économie mondiale et son tissu opérationnel dans son ensemble, et l'effondrement de ces plates-formes est susceptible d'induire une défaillance systémique. Ces principaux “hub” sont le système monétaire et financier, les flux d'énergie accessibles, les infrastructures de transport, les économies d'échelle et les infrastructures intégrées de technologie de l'information et de l'électricité.

Notre liberté d’evoluer peut être limitée par des verrouillages systémiques :

Les verrouillages systémiques peuvent être définis en gros comme une incapacité à faire face à un problème en changeant un sous-système de l'économie sans modifier négativement les autres sous-systèmes dont nous dépendons. Par exemple, nous savons que notre système actuel d’approvisionnement en nourriture à flux tendu ou encore les pratiques agricoles actuelles sont extrêmement risquées. Alors que la crise économique  se resserre, les personnes impliquées dans la production et la distribution alimentaires s'efforcent de faire des gains d'efficacité supplémentaires et des économies d'échelle en même temps que la déflation entraîne leurs prix vers le bas. La baisse des prix aide à maintenir le bien-être et la paix sociale, et aide à rendre plus facile pour les consommateurs le service de leurs dettes, ce qui soutient à son tour nos banques fragilisées, dont la santé doit être préservé ou alors le marché obligataire ne pourrait pas assurer la vente aux enchères des bons du gouvernement. En conséquence, même si nous savons qu’il serait préférable de changer, il est très difficile de faire une opération majeure sur nos systèmes alimentaires si cela nécessite une hausse des prix alimentaires, une baisse de productivité et un retour sur investissement médiocre.

Cependant, le principal processus de verrouillage est l'économie de croissance elle-même. Nous tentons de résoudre les problèmes écologiques systémiques au sein de systèmes qui sont eux-mêmes dépendants de plus en plus de l'utilisation jusqu’à épuisement des ressources et de l’augmentation des déchets. Nous sommes intégrés dans des systèmes économiques et sociaux dont le bon fonctionnement est nécessaire à notre bien-être immédiat. Mais ces systèmes sont trop optimisés, interconnectés et complexes à comprendre pour qu'il soit possible de les contrôler et de les gérer de manière systémique pour permettre une contraction contrôlée, tout en conservant notre bien-être.

Le problème de verrouillage est en partie la raison pour laquelle il n'existe pas de possibilité de décroissance gérée.

L'adaptation de l'économie mondiale aux contraintes environnementales déplace et souligne les problèmes :

Le pic pétrolier devrait être la première contrainte écologique à avoir un impact significatif sur l'infrastructure de l'économie mondialisée. Toutefois, c'est seulement une partie d'un réseau de plus en plus intégré de contraintes, notamment les pénuries d'eau douce, la perte de biodiversité, l’érosion des sols et la fertilité des sols réduite, la pénurie des principaux minéraux et les changements climatiques. En conséquence, cela n'a guère de sens de compartimenter notre attention comme nous le faisons à travers la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques, par exemple. La nature interdépendante de notre situation est clairement démontrée par la Révolution verte des années 1960 qui est censé avoir «résolu» la pression croissante sur la production alimentaire d'une population croissante. La technologie a été mobilisée pour mettre la production alimentaire dans une logique de combustibles fossiles, ce qui a permis une explosion de la population et donc une croissance encore plus intense dans les demandes de ressources. Le résultat est que encore plus de gens sont encore plus vulnérables puisque leurs exigences de bien-être accru dépendent d'une base de ressources moins diversifiée et plus fragile. Au fur et à mesure que les limites se resserrent, nous répondons au stress sur une ressource clé (par exemple, réduire les émissions de gaz à effet de serre ou contourner les contraintes de carburant en utilisant les biocarburants) en plaçant les contraintes sur d'autres ressources clés qui sont elles-mêmes déjà sous pression (nourriture, eau). Que nous ayons à faire cela montre alors que la capacité d'adaptation qui nous reste est réduite.

Nos besoins locaux dépendent de l'économie mondiale :

Nos besoins de base et nos besoins facultatifs sont tributaires d'un tissu d'échanges mondialisé. Notre capacité à échanger notre travail pour payer ces besoins l’est aussi. Les conditions qui maintiennent notre bien-être sont réparties sur le globe.

Nous nous sommes adaptés à la stabilité de la croissance de la mondialisation au cours des décennies. Nos compétences et nos connaissances sont devenues de plus en plus affinées afin de contribuer à la diversité des niches au sein de l'économie mondiale. Les outils avec lesquels nous interagissons - ordinateurs et logiciels, téléphones portables, machines et systèmes de paiement - maintiennent notre productivité. C'est aussi le cas des chaînes d'approvisionnement qui nous nourrissent, fournissent les intrants à nos processus de production et maintiennent le fonctionnement des systèmes dont nous dépendons. Notre productivité dépend aussi d'une économie d’échelle d'envergure mondiale, pas seulement celle dont bénéficie nos clients directs, mais aussi les conditions qui favorisent leur activité économique dans l'économie en général. Nous sommes tous liés. Pour cette raison, nous pouvons dire qu'il n'y a plus de production totalement autochtones.

Monnaie et crédit intègrent l'économie mondiale : 

Si un côté de l'économie mondiale est constituée de biens et services, l'autre côté est constitué d'argent et de crédit. L'argent n'a aucune valeur intrinsèque, c'est un morceau de papier , on pourrait prendre l’image d’un condensateur chargé dans un circuit intégré. Il ne représente pas la richesse, mais une créance sur la richesse (l'argent n'est pas la maison ou la nourriture, nous pouvons les acheter avec elle). Partout dans le monde on échange quelque chose d’intrinsèquement précieux pour quelque chose d’intrinsèquement inutile. Cela fonctionne uniquement si nous jouons tous le jeu, les gouvernements mandatent la loi et la stabilité monétaire et la confiance est maintenue. L'hyper-inflation dans l'Allemagne de Weimar et au Zimbabwe, jusqu'à ce qu'y soit adopté le dollar américain montre ce qui arrive quand la confiance est perdue.

La thermodynamique de l'économie mondiale :

Tout comme les êtres humains et la vie sur terre, les économies nécessitent des flux d'énergie pour fonctionner et pour maintenir leur structure. Si nous ne maintenons pas les flux d'énergie (directement ou par l'entretien et le remplacement) les systèmes dont nous dépendons, se désintègrent. Les humains obtiennent leur énergie quand ils transforment les réserves d'énergie concentrée dans les aliments en métabolisant, en réfléchissant ou en travaillant physiquement, et en dispersant l'énergie sous forme de chaleur et d'excréments. Notre économie mondialisée n'est pas moins contrainte par l’énergie limitée, mais il y a une différence cruciale.

Lorsque les humains arrivent à maturité, ils cessent de croître et leur apport énergétique se stabilise. Notre économie s'est adaptée à la croissance continue, et cela signifie des flux croissants d'énergie.

L'auto-organisation et la biodiversité de la vie sur terre est maintenue par le flux d'énergie solaire d’entropie faible qui irradie notre planète puis se transforme en chaleur rayonnante dans l'espace d’entropie élevée. Notre civilisation complexe s’est formée en transformant de la matière vivante et des réserves fossiles d'énergie solaire en travail utile, et l'entropie de l'énergie thermique résiduelle, les gaz à effet de serre et  la pollution sont les conséquences nécessaires du fait qu'aucun processus n’est parfaitement efficace.

La première loi de la thermodynamique nous dit que l'énergie ne peut pas être créée ou détruite. Mais l'énergie peut être transformée. La deuxième loi de la thermodynamique nous dit comment elle est transformée. Tous les processus suivent le mouvement qui va d'un état plus concentré et organisé vers un autre plus désorganisé, autrement dit un mouvement qui va d’un état d'entropie faible vers un état d’entropie élevée. Nous voyons cela lorsque notre tasse de café chaud se refroidit à la température ambiante ou quand les humains et leurs artefacts se désagrègent en poussière. La deuxième loi définit la direction dans laquelle les processus se produisent. En transformant l'énergie à partir d'un état de faible entropie vers un état supérieur d'entropie, un travail peut être produit, mais ce processus n'est jamais efficace à 100%. De la chaleur sera toujours perdue et ne sera donc pas disponible pour travailler. Ce travail est ce qui construit et maintient la vie sur terre ainsi que notre civilisation.

Alors, comment ce peut-il qu’un l'îlot de civilisation concentré et complexe à faible entropie puisse se former dans un univers ou la tendance au désordre est universelle ? La réponse est que de l'énergie de plus en plus concentrée doit circuler à travers lui de façon à maintenir le système local de plus en plus loin du désordre vers lequel il tend. 

L'évolution et l'émergence de structures complexes maximise la production d'entropie de l'univers (système local plus partout ailleurs) dans son ensemble. Clairement, si faire croître la complexité et la maintenir coûte de l'énergie, alors l'approvisionnement en énergie est la plate forme principale dont toutes les formes de complexité dépendent. [9]

Le tissu opérationnel évolue avec de nouveaux niveaux de complexité. Comme l'intégration et la co-dépendance augmentent, et que les économies d'échelle sont établies, des coûts fixes de plus en plus grands sont nécessaires pour maintenir ce tissu opérationnel. Ce coût est inclus dans les flux d'énergie et de ressources. Par ailleurs, quand les infrastructures, installations et machines qui sont nécessaires pour maintenir la production économique à chaque niveau se développent, celles-ci sont sujettes à des coûts d'amortissement plus grand, en termes thermodynamiques, elles sont soumises à une usure entropique.

La corrélation entre la consommation d'énergie et le changement économique et social ne devrait donc pas surprendre. Les transitions majeures dans l'évolution de la civilisation humaine, des chasseurs-cueilleurs jusqu’aux révolutions agricole et industrielle, ont été fondées sur des révolutions dans la qualité et la quantité des sources d'énergie utilisées..

Nous pouvons voir cela dans un exemple. Selon le Recensement de 1911 de l'Angleterre et au Pays de Galles, les trois principaux groupes professionnels étaient les services domestiques, l'agriculture et les mines de charbon. En 2008, les trois plus grands groupes sont le personnel de vente, les cadres intermédiaires et les enseignants. [10] Ce que nous pouvons d'abord remarquer est qu’il y a 100 ans, une grande partie du travail effectué dans l'économie était du travail humain direct. Et beaucoup de ce travail était associé directement avec l’aquisition d'énergie sous forme de combustibles fossiles ou de nourriture. Aujourd'hui, les grandes multinationales ont peu à voir avec la production, mais sont davantage axées sur la gestion de la complexité, directement ou indirectement en fournissant les connaissances de base requises par les personnes vivant dans un monde de rôles professionnels de plus spécialisés et diversifiés.

Ce qui a évolué au cours du siècle intermédiaire est que l'effort humain dans la production directe d'énergie a été remplacé par des combustibles fossiles. Le contenu énergétique d'un baril de pétrole équivaut à 12 années de travail pour un adulte à 40 heures par semaine. Même à 100 dollars le baril, le pétrole est remarquablement bon marché par rapport au travail humain ! Comme l’utilisation des combustibles fossiles a augmenté, l'effort humain dans l'agriculture et l'extraction de l'énergie a baissé, de même que le prix réel des aliments et du carburant. Ces chutes de prix ont libéré un revenu discrétionnaire, ce qui a rendu les gens plus riches. De plus, les travailleurs libérés pouvaient fournir les compétences requises plus sophistiqués pour construire une économie moderne et complexe qui reposait sur un afflux de combustibles fossiles, d'autres ressources et d'innovation.

En termes d'énergie un certain nombre de choses se sont passées. Premièrement, nous avons eu accès à de grands stocks d'énergie hautement concentrée en quantité croissante. Deuxièmement, les combustibles fossiles requièrent peu d'énergie pour les extraire et les traiter, c'est à dire que l'énergie nette qui reste après que le coût énergétique de l'obtention ait été payé, est très élevé. Troisièmement, les combustibles utilisés étaient de haute qualité, en particulier le pétrole, qui est concentré et facile à transporter à température ambiante ; de même les carburants pouvaient être convertis pour fournir de l'électricité de manière très polyvalente. Enfin, notre dépendance a co-évolué avec la croissance des combustibles fossiles, de sorte que nos réseaux routiers, nos chaînes d'approvisionnement, nos modes de peuplement, et le comportement des consommateurs, par exemple, sont devenus adaptatés à des vecteurs d’énergie particuliers et basés sur l'hypothèse de leur disponibilité future.

La croissance et la complexité de notre civilisation, dont le PIB est un indicateur de croissance économique primaire, est par nécessité un système thermodynamique et donc soumis aux lois fondamentales.

Dans les modèles économiques néo-classiques de croissance économique, l'énergie n'est pas considérée comme un facteur de production. Il est supposé que l'énergie est non-essentielle et sera toujours remplaçable par du capital. Cette hypothèse a été contestée par les chercheurs qui reconnaissent que les lois de la physique doivent s'appliquer à l'économie et que la substitution ne peut continuer indéfiniment dans un monde fini. De telles études voient une relation très étroite entre l'énergie et la croissance. Ils voient des flux croissants d'énergie comme une condition nécessaire pour la croissance économique, ce dont ils ont fait la preuve à la fois historiquement et en théorie. [11] [12] [13] Il a été noté qu'il y a eu un certain découplage du PIB de la fourniture totale d'énergie primaire depuis 1979, mais beaucoup de cette perception de découplage est annulée lorsque l’on tient compte de la qualité de l'énergie qui est plus élevée [14]

Il est parfois suggéré que l'intensité énergétique (énergie / unité de PIB) se stabilise ou baisse un peu dans les économies avancées, un signe pour certains qu’un découplage local peut se produire. Cela confond ce qui tient des effets locaux avec le fonctionnement d'une économie de plus en plus globale et intégrée. Les économies avancées du savoir et des services ne font pas autant qu’avant de production à forte intensité d'énergie et de matières premières, mais leurs économies restent tributaires de l'utilisation de produits à forte intensité d'énergie fabriqués ailleurs, et de la prospérité des fabricants à qui ils vendent.

(A suivre)

7. State of the Nation: Defending Critical Infrastructure. Institute of Civil Engineers (2009).
8. Braudel, F. (1981). The Structure of Everyday Life (Vol. 1): The limits of the possible. Collins. Page 74.
9. Chaisson, E. (2001) Cosmic Evolution: The Rise of Complexity in Nature. Harvard Univ. Press.
10. Kinsella, T. Politics must liberate itself for revolution to succeed. The Irish Times. 16th March 2009.
11. Cleveland, C. et al. Energy and the US Economy: A biophysical Perspective. Science 255 (1984).
12. Ayres, R., Ayres, L., Warr, B. Energy, Power, and Work in the US Economy, 1990-1998. Energy 28 (2003).
13. Ayres, R., Warr, B. (2009) The Economic Growth Engine: How Energy and Work Drive Material Prosperity. Cambridge, Edward Elgar Publishing.
14. Cleveland, C., Kaufmann, R., Stern D., eds, Aggregation and the Role of Energy in the Economy. Ecological Economics 32. Elsevier (2000).