Pour des villes intelligentes

Les villes sont d’importantes sources de pollution. La réduction de leurs émissions de gaz à effet de serre est un enjeu majeur.

Les villes sont le lieu de la croissance économique. Dans ce contexte de métropolisation, l’inflexion des émissions de gaz à effet de serre des villes, qui sont liées notamment aux consommations énergétiques des bâtiments et des transports, constitue1, avec la transformation des systèmes énergétiques et l’usage des sols, le principal défi à relever pour stabiliser le climat, ou, à tout le moins, préserver des capacités d’adaptation suffisantes face à son évolution. La réduction de ces émissions dépend de multiples facteurs, techniques, économiques et sociaux, qui vont de l’urbanisme aux modes de vie.

Des cadres d’action commencent cependant à se construire à la fois pour “découpler” ces émissions de la croissance et, aussi, pour adapter les villes à des évolutions du climat qui, déjà, sont en partie irréversibles. La mise en place de ces politiques nécessite un processus d’innovation sans précédent et ne peut être conçue séparément des autres volets de la gestion des villes.

Pour des villes bas-carbone

Bien qu’elles n’occupent que 2 % des terres, les villes sont à l’origine d’au moins deux tiers des usages de l’énergie et des émissions de gaz à effet de serre, compte tenu du poids dans ces émissions, de l’énergie (26 %), notamment de la production d’électricité et de chaleur, des transports (13 %), des bâtiments résidentiels et tertiaires (8 %), de l’industrie (19 %) et de la gestion des déchets (3 %).

L’organisation des villes en question

Le rôle de l’urbanisme sur la consommation d’énergie a été abondamment discuté, suite à la publication, en 1999, de l’ouvrage de Newman et Kenworthy, éloquent quant au dilemme à résoudre : “Sustainability and Cities : Overcoming Automobile Dependance”. Ceux-ci observaient une relation globale inverse très marquée entre les densités urbaines (personnes par ha) et les consommations d’énergie liées aux transports, les villes européennes se situant en position intermédiaire, entre les villes asiatiques et les villes américaines.

Les études plus récentes confirment que les formes urbaines (densité et distance au centre) sont des déterminants cruciaux des émissions de CO2 liées aux transports. L’orientation qui s’en déduit, en faveur de villes denses et de taille importante pour réduire les “empreintes carbone”, ne heurte pas les recommandations des analyses purement économiques en matière de stratégies d’urbanisation. En effet, la “nouvelle économie géographique” souligne que la densité démographique est source de richesse, car elle permet d’exploiter les économies d’agglomération qui sont associées à la diffusion des connaissances, à un marché du travail efficace, à de larges viviers de qualifications et de facteurs de production, et à l’exploitation des économies d’échelle dans la production. Cependant l’empreinte écologique se joue moins au niveau de la concentration des activités que des mobilités et densités2 “résidentielles”, avec comme obstacle à lever, de construire des villes denses et attractives, sachant que, dans les enquêtes, les gens répondent souvent qu’ils se sentent plus heureux dans les environnements “ouverts”.

Ville

Bien que la conception des politiques correspondantes soulève encore beaucoup de difficultés, des références commencent à émerger. Par exemple, l’OCDE a proposé un cadre général d’action pour le financement des infrastructures urbaines “vertes”. Ses recommandations insistent tout d’abord sur l’importance de la cohérence des politiques entre les différents niveaux de gouvernement.

En effet, l’action au niveau des villes sera d’autant plus facile et efficace qu’un cadre général pour les politiques climatiques sera en place au niveau national.

Ceci nécessite notamment : l’établissement d’un signal-prix général incitant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre ; l’élimination des réglementations qui constituent des obstacles à l’action des villes en ce domaine, y compris au niveau des possibilités d’expérimentation ; et d’éventuels fonds de compensation pour les collectivités locales s’engageant sur des objectifs plus ambitieux.

Il convient ensuite de s’assurer, qu’au sein des villes, les agents économiques sont pleinement responsabilisés aux coûts sociaux de leurs choix. Ceci passe par l’élimination de tout ce qui pourrait constituer, par exemple, des subventions ou incitations à l’étalement urbain, et par des politiques de tarification des déplacements routiers qui incitent à la réduction des trafics et des pollutions. Les organisations internationales (FMI, OCDE, AIE…) pointent à cet égard que le niveau actuel bas des prix des combustibles fossiles constitue une opportunité à ne pas manquer pour démanteler les subventions aux énergies fossiles. Ceci nécessite cependant que les usagers disposent d’alternatives, notamment de transports publics, et donc une programmation cohérente des investissements.

Atténuation et adaptation

Traditionnellement, les politiques climatiques sont fondées sur les appels à la “responsabilité” vis-à-vis des générations futures, et à la “conciliation” entre économie et environnement. Ces ressorts apparaissent souvent insuffisants ou trop abstraits pour déclencher l’action. Suite à la tempête Sandy, qui a fait prendre conscience à New-York de son exposition au risque climatique, de nouvelles manières de poser les enjeux émergent, dont témoigne le récent rapport Bloomberg-Paulson-Steyer3. Celui-ci suggère un autre angle d’attaque, s’attachant d’abord à faire prendre conscience des risques auxquels est exposé le développement de chaque grande région ou secteur d’activité du fait du changement climatique. Les politiques climatiques peuvent alors être conçues différemment, non pas comme conflictuelles avec le développement, mais simplement prudentielles, de “management des risques” pour réduire notre exposition à ceux-ci.

Inondation en France

À cet égard, les villes apparaissent particulièrement vulnérables à l’accroissement des évènements climatiques extrêmes (inondations, vagues de chaleur), ainsi qu’à l’élévation du niveau des eaux. “L’îlot de chaleur urbain”, c’est-à-dire l’excès de température par rapport aux zones avoisinantes, peut atteindre une dizaine de degrés dans certaines mégalopoles, ce qui accroît leur vulnérabilité aux fortes chaleurs. Par ailleurs, l’urbanisation se développe d’abord sur les littoraux. Les aires susceptibles d’être submergées par les “marées de tempête” augmentent donc, celles-ci affectant particulièrement les zones urbanisées qui concentrent la population et sont dépendantes des réseaux de transport et d’énergie. De plus, les systèmes d’assainissement et de drainage de ces villes doivent pouvoir faire face à des précipitations plus intenses. Elles doivent aussi disposer de ressources en eau, pour la consommation et la production d’électricité, suffisantes en cas de sécheresse.

Paradoxalement, cette approche conduit à renforcer le besoin de politiques de réduction des émissions de CO2 car il apparaît qu’au-delà de mesures sans regret, les politiques d’adaptation sont contraintes par l’incertitude qui demeure sur la localisation précise des impacts. Dans ce contexte, la rentabilité “collective” de l’atténuation du risque se trouve renforcée.

Le rôle des “maires”

Les villes sont donc doublement concernées par les enjeux climatiques : comme sources d’émissions de gaz à effet de serre ; et parce qu’elles sont menacées par les impacts du réchauffement planétaire. Ces enjeux sont maintenant bien perçus par la plupart des responsables de villes et de collectivités, comme le montrent les rapports de l’Agence ONU-Habitat ou les déclarations de la Convention des maires et, en pratique, le développement des plans d’action climat-énergie territoriaux.

Le programme pour le XXIe siècle (Agenda 21) de la Conférence de Rio en 1992 avait constitué le point de départ de la reconnaissance que ces enjeux concernaient les villes en tant qu’institutions. Cependant, ce rôle restait alors à préciser. En effet, les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère constituant un “bien public global”, il était alors souligné à juste titre que l’efficacité économique réclame que l’on ne dépense pas 200 € pour éviter l’émission d’une tonne de CO2 quelque part, alors que des gisements d’abattements à 15 €/t CO2 demeurent inexploités ailleurs.

Pour cela, les politiques visant la réduction des émissions de gaz à effet de serre devraient donc être définies au niveau le plus élevé, c’est-à-dire international, d’où l’idée d’aller vers un prix uniforme du carbone, qui aurait pu ensuite être décliné nationalement, pour réguler les pollutions “diffuses” tendanciellement les plus importantes. A contrario, certaines interventions visant à construire des politiques d’atténuation au niveau local (orientation du parc automobile, énergies renouvelables) semblaient receler des coûts à la tonne de carbone évitée très hétérogènes et souvent excessifs, par rapport à ce que serait une approche mobilisant progressivement les possibilités d’abattement des émissions par ordre de mérite efficace. Dans ce contexte, les “agendas 21 locaux” visaient essentiellement à ce que les politiques locales intègrent les concepts du développement durable, l’accent étant mis sur la gouvernance.

Cependant, les émissions de CO2 sont certes “diffuses” par rapport aux agents émetteurs mais elles sont géographiquement très concentrées, dans les villes. De plus, si leur ampleur dépend de choix individuels, – de localisation, d’équipements, et de mobilité –ceux-ci sont conditionnés par les équipements publics des villes, notamment l’offre de transports publics, et leurs régulations foncières. Par ailleurs, ce sont en fait les villes et les gestionnaires de leurs différents réseaux qui sont concernés au premier chef par l’adaptation au changement climatique.

Les villes apparaissent ainsi de plus en plus impliquées dans les politiques climatiques. Deux éléments renforcent encore ce processus : la difficulté à élaborer et faire accepter les politiques d’atténuation au niveau national, où les intérêts des différentes industries et types ménages apparaissent très contradictoires et par là trop difficiles à concilier ; et la nécessité de développer des expérimentations, ou démonstrateurs, “grandeur nature”.

La fabrique de villes bas-carbone

Si beaucoup peut être fait pour réduire les émissions de CO2 des villes avec les technologies existantes, notamment en modifiant les comportements dans un sens favorable à l’efficacité énergétique ou en rénovant le parc de bâtiments, réaliser le facteur 4 ne pourra se faire sans nouvelles technologies. Cela nécessite des cadres adaptés pour le financement de la croissance verte et les politiques de soutien à l’innovation. Mais leur déploiement ne peut se faire que dans un cadre intégré de gestion des réseaux urbains. Ces enjeux sont au cœur du projet de loi de programmation pour la transition énergétique.

Le financement de la croissance verte

La transition économique vers un modèle de croissance plus respectueux de l’environnement et plus sobre en ressources nécessite un vaste effort d’investissement et de recherche-développement, notamment dans les domaines de l’énergie, du bâtiment et des infrastructures.

Ces investissements nécessaires à la croissance verte sont de plusieurs ordres : un effort de recherche et d’innovation pour faire émerger de nouvelles technologies et de nouveaux modèles économiques, permettant notamment d’économiser de l’énergie et de réduire les émissions de carbone ; une adaptation des stocks de capital productif et immobilier existants ; le déploiement de nouveaux réseaux d’infrastructures.

Leur réalisation se présente aujourd’hui sous un jour délicat, non seulement parce qu’il est toujours difficile de maintenir au niveau souhaitable la conscience des enjeux de long terme, mais aussi parce que les Finances publiques se sont dégradées. Ainsi, la crise économique a accentué les difficultés : l’environnement économique est plus incertain ; l’aversion au risque est plus importante ; et les dettes publiques atteignent des niveaux historiquement élevées pour un temps de paix. L’opportunité de faire du développement durable le vecteur d’une nouvelle croissance nécessite donc que les contraintes de financement ne pèsent exagérément sur notre croissance et compétitivité futures.

À cette fin, le problème de financement peut être qualifié en premier lieu comme un problème “d’externalité” : beaucoup d’investissements écologiques créateurs de valeur ne bénéficient pas assez à leurs promoteurs pour être finançables sans intervention. Pour autant, ceci ne signifie pas qu’ils doivent être réalisés par le secteur public, mais qu’ils ne prendront leur essor que si un signal-prix approprié, établi dans la durée par les régulations publiques, en favorise la rentabilité privée.

Ensuite, le financement de ces investissements doit résoudre d’autres difficultés :

  • les marchés sont incomplets. L’absence des générations futures, principales concernées par le changement climatique et l’épuisement des ressources, qui empêche le partage des coûts et des bénéfices entre générations, est une donnée fondamentale du bouclage du financement de la croissance verte. Du fait de cette incomplétude intertemporelle, les marchés ne permettent pas une allocation efficace des risques entre générations, ce qui pose un véritable problème en termes d’équité sociale comme d’anticipation des risques ;
  • les marchés financiers sont imparfaits, rendant difficiles à financer les projets de long terme ;
  • le fort degré d’incertitudes (environnementales, économiques, réglementaires) soulève des difficultés de valorisation du risque qui complique les choix d’investissements. En particulier, l’incertitude et la volatilité des politiques en réduisent souvent drastiquement l’efficacité, ce risque “régulatoire” détournant les investisseurs.

Les politiques d’innovation

La question du financement se pose avec une acuité particulière à propos de l’innovation. Certes, l’établissement de prix écologiques est un élément déterminant pour déclencher les investissements dont la rentabilité dépend de la rémunération future anticipée des technologies propres par rapport aux produits actuels. Mais il faut compter aussi avec la difficulté d’établir ces prix, et avec les spécificités de projets particulièrement risqués, qui nécessitent souvent une intervention publique plus directe, car il faut considérer à la fois les externalités environnementales et les externalités technologiques. En effet les bénéfices des innovations en phase d’invention sont souvent publics, et il faut prendre en compte les effets d’apprentissage auxquels fait face la phase de diffusion. Ainsi, les incitations à innover venant du marché sont insuffisantes, et l’on manque d’utilisateurs précoces.

Innovation

Des subventions sont donc nécessaires pour corriger ces imperfections des marchés, même si elles n’ont pas vocation à être permanentes. En revanche, il est intéressant de les mettre en place tôt, l’écart entre les technologies polluantes et propres devenant souvent plus difficile à combler avec le temps. Par ailleurs, ces subventions doivent être différenciées en fonction des économies attendues, qui sont en effet variables selon les types de technologies. Il faut aussi anticiper les besoins en capital humain et l’évolution du travail, sans quoi l’inélasticité de l’offre de compétences appropriées se transmet dans les prix.

S’agissant d’investissements longs et innovants, sont à souligner : l’importance de la visibilité et la confiance dans le cadre réglementaire qui supporte la rentabilité de l’investissement ; l’importance des phases de “de-risking” (R&D, démonstrateurs) ; et la nécessité de trouver le bon profil d’investisseur, à chaque phase du projet (capital-risque en phase amont, épargne et dette en phase aval).

Symétriquement, l’intervention publique doit être adaptée à la maturité des technologies. S’agissant, par exemple, des technologies encore loin de la maturité, il faut donc “penser R&D”, c’est-à-dire capacité des laboratoires et soutien non-discrétionnaire, plutôt qu’implémentation. Deux autres points d’attention émergent alors concernant les besoins en fonds propres pour l’innovation d’un coté, et la qualité de la gouvernance publique nécessaire à la pleine réussite des “programmes d’investissements d’avenir”, de l’autre.

La gestion des réseaux urbains

Depuis le milieu des années 2000, on a pris conscience que la réduction des consommations énergétiques et des émissions de gaz à effet de serre des bâtiments ne pouvait être obtenue seulement en agissant sur les performances thermiques des nouveaux bâtiments. Il faut en effet s’intéresser au parc existant, qui demeure – et pour longtemps encore – le lieu de l’essentiel des émissions. Au-delà des bâtiments, c’est en fait l’ensemble de la gestion urbaine qui se trouve confrontée aux mêmes enjeux d’optimisation de l’existant. Mais la tâche n’est pas mince, car il ne s’agit pas seulement de maintenir des actifs “en l’état”, mais de rendre des services plus nombreux et de meilleure qualité aux citadins tout en prenant en compte les nouvelles contraintes liées aux impacts du changement climatique.

Le développement des TIC dans la gestion des réseaux urbains (transports, énergie, bâtiment) offre cependant de nouvelles opportunités : pour leur exploitation, leur maintenance, ou encore pour développer des nouvelles approches tarifaires permettant de mieux les valoriser. Chaque type de réseau ayant ses spécificités, les solutions en matière de valorisation des actifs sont à établir au cas par cas. Toutefois, des problèmes communs de gestion économique semblent émerger, les mots-clefs ressortant de l’analyse étant : décloisonnement et interconnexions ; “asset-management” ; tarification en présence d’externalités de réseaux ; gouvernance.

Certes le développement du véhicule électrique, par exemple, ne requiert pas que les villes deviennent elles-mêmes fournisseurs d’électricité. Cependant, la situation des transports, où les villes disposent en général de véritables compétences, leur permettant de couvrir les différents enjeux, contraste avec le domaine de l’énergie, où les villes n’ont de fait que peu de pouvoir. Surtout, l’intégration peut être intéressante dans certains cas, par exemple pour les projets de rénovation de gares qui incluent une démarche de valorisation immobilière (Joint Property Development). L’infrastructure est ainsi financée en récupérant la valeur créée, qui se capitalise dans le foncier4. Cela n’est bien sûr pas toujours possible. En revanche, il est essentiel que de tels projets de gares s’accompagnent d’une évolution de l’offre foncière dans leur voisinage.

Voiture écologique

Si la perspective de l’intégration ne peut être érigée en règle générale, celle du décloisonnement peut l’être à l’évidence. Elle vaut en premier lieu pour la gestion des gares et des transports publics urbains, le cas de Madrid illustrant les bénéfices d’une approche dépassant les cloisonnements modaux, avec à la fois le développement de bus sur autoroutes là où le fer ne peut atteindre la “massification des flux” suffisante et une interconnexion complète entre les différents modes, régional et urbain dans les grandes gares5

On note aussi que les gestionnaires électriques (producteurs et gestionnaires de réseaux) sont amenés à considérer de manière beaucoup plus active les demandes spécifiques pour le logement ou le développement des réseaux de bornes de recharge, devenant ainsi des acteurs majeurs de la rénovation thermique et de l’évolution de la mobilité. Dans le même ordre d’idée, la réussite suédoise (jusqu’à présent) en matière de décarbonation de son économie à coûts raisonnables trouve sa clef – outre dans la tarification des émissions – dans la bonne intégration entre réseaux de chaleur et production d’électricité6.

Les questions de tarification sont essentielles pour construire les modèles économiques de cette nouvelle gestion de réseaux urbains optimisés. En effet, le souci de disposer de ressources suffisantes et peu volatiles a dominé jusqu’à présent, complété éventuellement par des objectifs sociaux (notamment pour les transports publics) ou soumis aux contraintes d’acceptabilité (pour les transports routiers). Corrélativement, la dimension incitative de la tarification a été reléguée au second plan. Cependant, trois éléments suggèrent que ceci devra évoluer :

  • la question des rééquilibrages entre part fixe et part variable est posée pour tous les biens et services dont la consommation est source de pollutions. Mais comment convaincre des opérateurs dont l’équilibre financier dépend des volumes vendus, qu’ils doivent aussi promouvoir la sobriété vis-à-vis de leurs produits et la diffusion des équipements permettant de les réduire ? Faut-il envisager certaines compensations comme pour certaines “utilities” américaines ? Comment financer le développement du comptage ? ;
  • indépendamment des péages urbains, les études sur les transports urbains convergent pour souligner les bénéfices potentiels d’une meilleure tarification, à la fois de la route et des transports publics ;
  • le développement des réseaux intelligents est en quête de modèles tarifaires.

Les villes doivent donc tirer le meilleur parti de l’existant et optimiser la gestion de leurs réseaux dans un contexte évolutif, à la fois du côté de la demande des citoyens et de l’environnement, dans le cadre de nouveaux modèles économiques et tarifaires. Ainsi, le développement de villes “intelligentes” et leur transformation “bas-carbone” constituent deux processus à aborder avec une vision d’ensemble du développement urbain, intégrant les trois dimensions économique, sociale et environnementale.

Dominique Bureau, délégué général Conseil économique pour le développement durable

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(1) Cf . “Better Growth, Better Climate”, rapport de la “Global Commission on the Economy and Climate” animée par N. Stern et F. Calderon.
(2) À ne pas confondre avec les choix architecturaux, comme la question des tours, car il n’y a pas de corrélation avec les densités : par exemple, l’urbanisme de Paris intra-muros est très dense ; et, a contrario, celui des quartiers composés de “barres” s’avère en fait peu dense globalement.
(3) “Risky Business : the Economic Risks of Climate Change  in United-States”.
(4) La Fabrique de la Cité (2013), Quels mécanismes de financement pour les gares urbaines ?, Étude réalisée par Richard Abadie (PwC) : http://www.lafabriquedelacite.com/fabrique-de-la-cite/site/fr/publications/page /quels_mecanismes_de_financement_pour_les_gares_urbaines_etude_realisee_par_pwc.htm
(5) Voir à ce sujet la note de La Fabrique de la Cité “Les enjeux de mobilité pour les habitants du périurbain”.
(6) Voir Maxime Depalle (2013), “L’impact des EnR : regards croisés sur la Suède et la Californie”, Références économiques n°25, Conseil économique pour le développement durable.

  1. Cf . “Better Growth, Better Climate”, rapport de la “Global Commission on the Economy and Climate” animée par N. Stern et F. Calderon.
  2. À ne pas confondre avec les choix architecturaux, comme la question des tours, car il n’y a pas de corrélation avec les densités : par exemple, l’urbanisme de Paris intra-muros est très dense ; et, a contrario, celui des quartiers composés de “barres” s’avère en fait peu dense globalement.
  3. “Risky Business : the Economic Risks of Climate Change  in United-States”.
  4. La Fabrique de la Cité (2013), Quels mécanismes de financement pour les gares urbaines ?, Étude réalisée par Richard Abadie (PwC) : http://www.lafabriquedelacite.com/fabrique-de-la-cite/site/fr/publications/pages/quels_mecanismes_de_financement_pour_les_gares_urbaines_etude_ realisee_par_pwc.htm
  5. La longue élaboration du concept d’énergie – Roger Balian – mars 2013 – Académie des Sciences.
  6. Voir Maxime Depalle (2013), “L’impact des EnR : regards croisés sur la Suède et la Californie”, Références économiques n°25, Conseil économique pour le développement durable.