Le Carbone et son contrôle de gestion

Eléments de base sur l’énergie au 21è siècle
Jean-Marc Jancovici - ENSMP 2010
Partie 8 - Le Carbone et son contrôle de gestion
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Reprenons : nos prix sont faux, et notre économie aussi
Nous avons tous appris P = F(K,W). Les ressources
naturelles ne sont pas dans la formation des prix : seuls y
figurent le coût du travail humain, et le consentement -
humain - à se défaire de sa propriété
En fait P = F(K,W,R). Il faut « corriger » les prix de :
- la « dotation aux amortissements » pour diminution des stocks de toute
sorte, et notamment d’hydrocarbures
- la « provision pour risques » pour changement climatique futur (Rapport
Stern)
Comme le carbone n’est pas pas dans la formation des
prix, l’économie « ordinaire » ne permet pas de voir
venir les risques présentés plus haut
Il faut repartir de la physique pour détecter les signaux
faibles
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Le bilan carbone… compte le carbone
Il donne donc de la visibilité sur la distance
à la contrainte pour l’aspect « émissions »
CO2
O2
C H
n
p
Mais il donne aussi de la visibilité
sur la distance à la contrainte pour
l’aspect « ressources »
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Les pays ont déjà leur comptabilité du problème aval
Dans le cadre de la Convention Climat (UNFCCC), les pays doivent
faire des inventaires d’émission :
Prenant en compte toutes les sources présentes sur le territoire, mais
rien que ces sources (pas de prise en compte des importations et
exportations)
Limités aux « 6 gaz » : CO , NH , N O, HFC, PFC, SF (ni ozone, ni vapeur
2
4
2
6
d’eau stratosphérique)
Dont la communication est obligatoire dans le cadre de la convention
Climat
Dont ils peuvent déduire ce qui est économisé « ailleurs », sous
certaines limites
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Et la France vient d’en rajouter une couche
Loi Grenelle 2, votée en mai 2010 :
Sont tenus d’établir un bilan de leurs émissions de gaz à effet de
serre :
1 - Les personnes morales de droit privé employant plus de cinq
cents personnes ;
2 - L’état, les régions, les départements, les communautés
urbaines, les communautés d’agglomération et les communes ou
communautés de communes de plus de 50 000 habitants ainsi
que les autres personnes morales de droit public employant plus
de deux cent cinquante personnes
Ce bilan est rendu public. Il est mis à jour au moins tous les trois
ans. Il doit avoir été établi pour le 31 décembre 2012.
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Un acteur économique doit-il compter comme un pays ?
+
=
le lieu d’émission est sans importance
pour l’avenir climatique
Une entreprise est toujours un acteur d’une chaîne, et n’a pas
d’existence indépendamment de ce qui se passe en amont
(fournisseurs) et en aval (clients).
Cela donc du sens de mettre dans un même calcul toutes les
émissions « dont dépend une entreprise », quel que soit
l’émetteur et où qu’il se trouve, pour avoir une vision globale
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En économie, un maître mot : la dépendance
Le Bilan Carbone vise à caractériser non un lien de responsabilité ou
de territorialité, mais un lien de dépendance :
Dans le BC d’un magasin, on doit trouver le fret pour acheminer les
marchandises jusqu’au magasin
Dans le BC d’un distributeur d’eau, on doit trouver les émissions de
fabrication des tuyaux renouvelés
Dans le BC d’un coiffeur, on doit trouver les émissions de fabrication des
laques, mais aussi celles du chauffage du magasin ou encore celles liées
au déplacement des client(e)s
Dans le BC d’un constructeur d’immeubles on doit trouver les émissions
de fonctionnement de l’immeuble une fois vendu, et dans le BC d’un
constructeur auto celles du fonctionnement des véhicules après la vente
Dans le BC d’une banque il y aura les émissions de fabrication de
l’informatique, voire celles de la formation des informaticiens…
On peut encore faire le BC d’un toiletteur pour chiens, d’un fabricant de
bottes, d’une agence de mannequins ou d’une école d’ingénieurs !
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Qu’allons nous compter exactement ?
Comme les inventaires de l’UNFCCC, le Bilan Carbone est un
inventaire (particulier) des émissions humaines de GES
Seules sont prises en compte les émissions qui modifient de
manière discernable le forçage radiatif du gaz considéré
les émissions directes de vapeur d’eau sont exclues (pas de
modification de la concentration dans l’air), sauf dans le cas de la
stratosphère (avion)
les émissions de CO organique sont exclues pour toute combustion
2
de biomasse qui se renouvelle
Seuls sont pris en compte les gaz directement émis dans l’air
sans nécessité de réaction chimique atmosphérique
l’ozone troposphérique est exclu (pas d’émissions directes et
incapacité à calculer les émissions indirectes avec une règle simple)
L’unité de compte (équivalent carbone ou équivalent CO ) se
2
base sur le PRG à 100 ans
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Emissions de GES : calcul ou mesure ?
Pour une activité humaine, il n’est généralement pas possible de
procéder par mesure directe : impossible de mettre un capteur sur tout
pot d’échappement, ou de mettre toute vache sous cloche !
Le bilan carbone s’appuie donc sur des métrologies existantes (pompes à
essence, masse des matériaux achetés, métrage des bâtiments construits,
poids des déchets jetés, etc) et utilise un facteur d’émission pour les
« convertir » en émissions.
Un facteur d’émission désigne donc la grandeur qui permet de convertir
des « données d’activité » (litres d’essence consommés, km parcourus,
tonnes d’acier coulé…) en équivalent carbone ou CO .
2
Il est souvent le résultat, pour le coup, d’une analyse « de laboratoire » ou
d’un calcul précis.
Exemple : combustion de 1 litre d’essence
émissions de CO = FE x litres d’essence
2
FE est le Facteur d’Emission. Il peut refléter un processus
unique ou un ensemble de processus
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Facteurs d’émissions pour l’énergie
Kg équivalent carbone par tonne équivalent pétrole, en analyse de cycle de vie.
Compilation de l’auteur
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Facteurs d’émissions pour l’électricité
Kg équivalent carbone par kWh (sortie de centrale) pour divers producteurs
européens, pour les seules émissions liées à l’utilisation de l’énergie primaire
(European Carbon Factor, 2004)
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Où l’on retombe sur ses pieds (carbonnés)
Grammes de CO2 émis par kWh d’électricité
% d’électricité d’origine renouvelable
% d’électricité nucléaire
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L’électricité, de presque zéro à 1 kg de CO par kWh
2
Kg equ C par kWh en 2006. Source AIE, 2008
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Facteurs d’émissions pour certains matériaux
Kg équivalent carbone par tonne pour divers matériaux (moyenne européenne),
en analyse de cycle de vie.
(Valeurs tirées du guide des facteurs d’émission du Bilan Carbone)
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Une moyenne peut avoir un écart type majeur
Source : « Aluminium smelting greenhouse footprint and sustainability »,
Jeffrey Keniry, 2008
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Facteurs d’émissions pour les transports
120
100
100
100
80
60
60
60
40
22,9
25
20
3
0
train SNCF
Train Royaume-
bus
voiture, route
avion long
voiture, ville
avion court
Uni
courrier
courrier
Grammes équivalent carbone par passager.km pour divers modes de transport, en
ordre de grandeur (Jancovici, 2002)
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Facteurs d’émissions pour les voitures
Grammes équivalent carbone par km en cycle mixte, en fonction de la puissance
fiscale du véhicule, pour les automobiles diesel.
Source Jancovici/ADEME (Bilan Carbone), 2005
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Et même la nourriture !
Kg équivalent carbone pour la production d’un kg de nourriture.
Source : Jancovici/Ademe, 2009
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Public ou privé ?
« Privé »
Public
• 1 tableur général
• manuel tableur général
• guide méthodo.
• 2 utilitaires techniques
• manuels utilitaires techniques
• guide des FE
• 1 utilitaire économique
• manuel utilitaire économique
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Le bilan carbone, une métrologie linéaire…
Exemple : émissions liées aux déplacements en avion
Résultat en kg
Donnée d’activité
équ . carbone
Intitulé du poste d’émission
Facteur d’émission
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Comme dans un vrai bilan, on agrège par poste
Immobilisations
Fabrication des biens durables
Matériaux entrants
Energie & Process
fabrication initiale
transformation
Transport
Transport
fret amont
fret aval
Transport
Transport
personnes
fret interne
Produits finis
Déchets
utilisation
fin de vie
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On peut aussi faire des matrices
Approche
par service
Approche
par flux
Adminis-
Enseigne-
Logement
Voirie
tration
ment
Énergie
Transport
Intrants
Etc…
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On peut aussi faire des matrices (bis)
Approche
par site,
produit,
processus,
etc
Approche
par flux
Site 1
Site 2
Site 3
Site 4
Énergie
Transport
Intrants
Etc…
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Et même un bout du pays !
Cas d’une collectivité, vue sous l’angle « territoire » : ce dernier
devient un site unique
Fret
Industries
marchandises
Production d’énergie
Construction
Agriculture
Tertiaire
et voirie
Transport
personnes
Eau, déchets,
assainissement
Résidentiel
Difficulté à appréhender les intrants, ce qui peut faire un paquet !
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Un distributeur d’eau
Tuyaux remplacés,
Electricité de
Déplacements pièces de rechange,
process
et fret
nouveaux compteurs,
Carburant du
services
génie civil
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Un opérateur de téléphone
Fabrication des
Construction du
Electricité du
téléphones,
réseau
réseau
factures
Electricité des
téléphones
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Une société de BTP (hors utilisation)
Engins de chantier
et postes
Acier et ciment
d’enrobés
Camions
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Une banque (hors prêts)
Services pour
Déplacements domicile
Construction
Chauffage (pour l’essentiel)
l’essentiel
-> travail + avion
des bureaux et
& électricité
fabrication des
ordinateurs
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Un organisme public de promotion des échanges culturels
Déplacements en
avion des employés
Déplacements en
du bureau parisien
avion des personnes
subventionnées
Matériel informatique et
bureautique
Chauffage
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Une antenne de médecins sans frontières
Groupe
Recours systématique
Matériel médical stricto
électrogène au
au fret aérien
sensu
diesel
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Et même un producteur de spiritueux !
N O des
2
Fabrication
Bouteilles,
Distillation
engrais
des engrais
cartons, etc
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Exemples de chantiers à ouvrir
Diminuer les engrais de la viticulture
Diminuer l’énergie de distillation
Développer le co-voiturage, le bus,
le vélo et la marche à pied
Moins prioritaire et/ou + difficile :
Revoir la politique produits ( la
valeur ajoutée par unité de poids)
Efficacité des process ;
électricité EDF ; Isolation ;
Revoir le fret routier
chauffage solaire : marginal
jusqu’à l’embarquement
Revoir le flaconnage et le suremballage
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Vos anciens (enfin presque) : la DGEMP
Moins de chauffage
Déplacements dans
Immeuble : plus
(isolation, taille bureaux,
le cadre du travail
rien à faire.
température intérieure,
(domicile-travail
Rotation du parc
etc) ; moins de
négligeable)
informatique à
bureautique ; télétravail ?
allonger
Papier,
nombreuses
publications
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Un gestionnaire de déchets ménagers
Une seule chose à faire
ou presque : capter le
méthane !
Notez que la fabrication
des futurs déchets n’est
pas prise en compte
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Une chaîne de télévision
Travailler sur la
consommation et
la durée de vie
des téléviseurs ?
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Une agence imprimant des prospectus publicitaires
Faire des
prospectus
sans papier ?
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Un industriel des biens d’équipement (hors consommation)
Concevoir
Réorganiser la
différemment
logistique
les produits ?
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Dis moi ce que tu émets, je te dirai si tu consommes
Bilan CO2 du français
3000
2700
2500
2400
2000
2000
2
1600
1500
1500
qu CO
K e
1000
500
300
0
Construction et Consommation Alimentation
Autres biens de Déplacements
Services
gros entretien
d'énergie des
consommation
des personnes
des logements
logements
Emissions de gaz à effet de serre par Français en 2009 pour sa
consommation finale. Source Carbone 4-TF1-Mines ParisTech
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La même, en couleurs
Service
Construction et Consommation
Electricit
Chauffa
s
chauffa é (hors
ge et
privés
gros entretien
d'énergie des
ge
chauffag
ECS -
15%
des logements
logements
urbain
e et
Electricit
5%
ECS)
é
3%
14%
8%
7%
Services
19%
Service
s
Chauffa
d'utilité
ge -
Fioul
général
Gaz
domesti
e
41%
que,
85%
GPL,
charbon
Alimentation
37%
Déplacements
15%
des personnes
23%
Bus et
cars
2%
Autres biens
Avion
de
26%
consommation
Biens
Fret
26%
durabl
32%
es
37%
Voiture
71%
Biens
conso
couran
te
31%
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Ensuite, se projeter dans la durée
En 2009, « invention » du film carbone : CarbonEco
Déplacements
Déplacements
- des occupants
Maintenance
- des visiteurs
Energie
Construction /
Utilisation / Exploitation
Fin de vie
Investissement
Matériaux
et services
Fret
incorporés
Energie
Intrants
- Electricité
- Si nécessaires à la « vie » du bâtiment
- Gaz
- Fret si significatif
- Fioul
- Autres
Durée de vie (années)
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De la photo au film carbone
8%
13%
5%
Emissions de l’infrastructure au cours du temps
Construction et utilisation sur la durée de vie

Fin de vie
74%

Gros entretien
Exploitation - ˇnergie
Construction

2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
Annˇes
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Le film permet d’envisager plusieurs scénarios d’évolution
Emissions de l’infrastructure au cours du temps
9%
15%
Construction et utilisation sur la durée de vie
9%

Investissement permettant
une réduction des émissions
Fin de vie
Entretien
67%
annuelles d’exploitation

« simple »
Gros entretien
Exploitation - ˇnergie
Construction

2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
Annˇes
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Simulation d’une perte de rendement
7%
11%
4%
Emissions de l’infrastructure au cours du temps
Construction et utilisation sur la durée de vie

78%
Fin de vie

Gros entretien
Exploitation - ˇnergie
Construction

2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
Annˇes
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Là comme ailleurs, bien poser les limites est essentiel
Durée de vie de l’ouvrage
6
Durée du contrat

Cas d’un BOT
5
Construction
seule
4

Fin de vie
Durée du contrat

Gros entretien
3
d’exploitation
Exploitation - ˇnergie
2
Construction
1
0
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
Annˇes
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Coût carbone global lié à l’offre
issions en tonnes ˇquivalent carbone
Fin de vie
Gros entretien
Exploitation - ˇnergie
Construction
Em
Base
Investissement
Economie
Variante
Investissement << Economie
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Revenons aux euros, finalement…
Objectif : disposer d’un ordre de grandeur du surcoût lié
à une hausse des hydrocarbures
En effet, dès qu’il y a du CO dans le Bilan Carbone (quel que soit le poste), c’est qu’il y a eu
2
des hydrocarbures (liquides, solides ou gazeux) de brûlés « quelque part ». On peut donc
« remonter à la source » :
Modélisation économique
Qté CO émise
Qté hydrocarbures « brûlés »
2
Surcoût pour celui qui brûle
MON hypothèse de coût
Surcoût pour celui qui fait son Bilan
Carbone, et/ou ses clients ?
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Revenons aux euros (bis)
On peut jouer presque au même jeu avec la taxe carbone
Modélisation économique
Qté GES
Surcoût pour celui qui émet
MON hypothèse de taxe
Surcoût pour celui qui fait son
Bilan Carbone, et/ou ses clients ?
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Si les hydrocarbures augmentent, d’où vient la facture ?
Exemple d’utilisation de la simulation économique dans le Bilan Carbone
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Emissions ou euros, il y a un lien
Dépenses liées à l’infrastructure au cours du temps à
prix de l’énergie constant
21%
)
79%
R
(EUes
OPEX
CAPEX
ˇpensD
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
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Le prix de l’énergie pilote le coût complet
$ par baril
12%
Exploitation
s (EUR)
Construction
nse
88%
Dˇpe
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
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Une taxe carbone aussi !
€ par t équ CO2
Loi de finances
15%
30%
Taxe Carbone
Exploitation
s (EUR)
Construction
nse
55%
Dˇpe
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
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Le coût à la tonne de CO évitée, sage critère de gestion
2
Investissement << Economie
Investissement > Economie
Gain = − 4 800 tonnes équivalent CO2
Coût = + 170 kEUR
45
5
O2 40
4,5
Cnt
ale 35
4
os
eur 3,5
s ˇquiv 30
d'
25
3
tonne
ilions
Fin de vie
2,5
m
rs de 20
Gros entretien
Carbone
illie
2
15
Exploitation - ˇnergie
OPEX
n m
es en
e
Construction
1,5
ns
CAPEX
10
ˇpe
sions
1
D
ism 5
E
0,5
0
0
Base
Investissement
Economie
Variante
Base
Investissement
Economie
Variante
La réduction globale des émissions est de 4 800 de tonnes éq. CO pour un
2
coût global de 170 000 €. , le coût à la tonne de CO résultant est :
2
170 000 ÷ 3 800 = 35 € / t CO eq
2
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Quand on réduit, ne pas se tromper d’indicateur
Réduction ??
Evolution des émissions brutes et rapportées au PIB de 1970 à 2004.
Source : GIEC, 4è rapport d’évaluation, mai 2007
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Le mariage des euros et des GES peut aussi donner ceci
Moyenne des services en France ≈ 30 grammes équivalent
carbone par euro HT
Moyenne des « gens dans un bureau » (avocats, comptables,
caisses de retraite) ≈ 10 grammes équivalent carbone par euro
Moyenne de l’industrie manufacturière française ≈ 100 grammes
équivalent carbone par euro de CA
Moyenne de l’€ de PIB en France ≈ 75 grammes équivalent carbone
Ce à quoi il faut arriver à PIB constant : ≈ 17 grammes équivalent
carbone par euro ; avec 2% de croissance du PIB par an : 7,5
grammes
équivalent
carbone
par
euro,
10
fois
moins
qu’aujourd’hui !
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Quels métiers pour le « développement durable » ?
Et revoici Kaya…
Faire du « greenwashing »
Le plus naturel pour
Expliquer que le problème
d’autres ingénieurs :
Le plus difficile : Planning
n’existe pas
Renouvelables
familial, éducation des
Ou qu’il est totalement sous
Nucléaire
femmes, modification du
contrôle
rapport à la mort, toucher
Ou publier l’indicateur
à la religion, à la politique
qui va bien… mais rien
de la famille, etc
Le plus « naturel » pour un ingénieur
d’autre !
Améliorer les procédés
Isoler les bâtiments
Modifier les déplacement (un
Le plus macro : jeter le PIB à la
peu de technique, beaucoup
poubelle et trouver le « bon »
de social)
indicateur de pilotage macro-
économique, puis attendre
Repenser une organisation,
patiemment le Prix Nobel
un produit, un service, une
structure des métiers…
Plus généralement, réfléchir aux
bons indicateurs à utiliser
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Quels métiers pour le « développement durable » ? (bis)
+
W
-
K
-
Passer de ça…
Ressources
Stocks
naturelles
naturels non
…à ça
renouvelables
renouvelables
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Quels métiers pour le « développement durable » ? (ter)
Eviter la déforestation :
Contrôle de la démographie
Gestion du foncier dans les
pays concernés (règles de
propriété, cadastre)
rendements des cultures
Régimes alimentaires
Efficacité des foyers…
Et surtout mécanismes de
financement
Régimes alimentaires
Nature des amendements
Systèmes de gestion des
effluents (purin, lisier…), etc
Méthanisation des bovins
Répartition des émissions de gaz à effet de serre
Nature de riz cultivé
dans le monde par activité, 2004, hors ozone.
(Source IPCC)
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Quels métiers pour le « développement durable » ? (quater)
Savoir comment on fait la révolution est nécessaire, mais il faut aussi…
Etre capable de proposer
l’organisation qui va avec
trouver quelqu’un qui
savoir vendre
accepte de payer pour cela
savoir négocier (et se
mettre à la place d’autrui)
savoir observer
pouvoir expliquer simplement
Ne jamais avoir
ce que l’on a en tête
peur de poser une
question
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Et pour conclure…
BON VENT !
Jean-Marc Jancovici - Mines Paris Tech mai-juin 2010 - www.manicore.com

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