L’effet Sénèque : pourquoi le déclin est plus rapide que la croissance – Ugo Bardi

Article d’Ugo Bardi paru en Août 2011 sur son blog Cassandra’s Legacy



La Falaise de Sénèque

N’avez-vous pas trébuché, parfois, sur quelque chose qui semble faire beaucoup de sens, mais vous ne sauriez dire exactement pourquoi ? Longtemps, j’ai eu à l’esprit que lorsque les choses commencent à aller mal, elles ont tendance à aller mal vite. Nous pourrions appeler cette tendance « l’effet Sénèque » ou la « falaise Sénèque », image inspirée par la citation de Lucius Annaeus Sénèque « la richesse est lente, et le chemin de la ruine est rapide ».

Ne serions-nous pas déjà face à la falaise de Sénèque ? Si tel est le cas, alors nous avons un problème. Avec le pic pétrolier ou qui va “peaker” bientôt, il est difficile de penser que nous allons voir une descente en douceur de l’économie. Nous pourrions plutôt avoir une baisse si rapide que nous pouvons l’appeler « effondrement ». Les symptômes sont tous là, mais comment prouver ce qui nous attend vraiment ? Il ne suffit pas de citer un philosophe romain qui a vécu il y a deux mille ans. Nous devons comprendre les facteurs qui pourraient nous conduire à tomber beaucoup plus vite que la croissance que nous avons connue jusque-là. Pour cela, nous avons besoin de faire un modèle et de voir comment les différents éléments du système économique peuvent interagir pour générer l’effondrement.

Je travaille sur cette idée depuis un certain temps et maintenant je pense que je peux réaliser un tel modèle. Nous verrons que la falaise de Sénèque peut en effet être une partie de notre avenir si nous continuons à agir comme nous avons agi jusqu’ici (et comme nous le ferons probablement). Mais entrons dans les détails.

Les modèles de croissance et de déclin.

Le paradigme de tous les modèles de croissance et de déclin est le modèle de Hubbert. Voici comment il est apparu pour la première fois, dans un article publié par Marion King Hubbert en 1956 où il a dévoilé sa prédiction pour la production de pétrole brut pour les 48 États américains contigus (lower states).

Si vous êtes intéressé par ce sujet, vous avez probablement vu ce graphique de nombreuses fois et vous savez aussi que cette prédiction a très bien fonctionné. La production de pétrole aux États-Unis a passé son pic, comme Hubbert l’avait prédit, en 1970. Le modèle de Hubbert a été éprouvé et est une très bonne description de nombreux cas historiques de régions productrices de pétrole, tel que rapporté, par exemple, par Adam Brandt dans son document de 2007 “Test de Hubbert“. Il fonctionne, non seulement pour le pétrole mais aussi pour d’autres ressources minérales et des ressources biologiques qui se renouvèlent lentement telles que les baleines (Bardi, 2007).

Nous pouvons prendre le modèle de Hubbert comme une première étape pour la description d’un système économique fondé sur l’exploitation d’une ressource non renouvelable. L’idée que sous-tend le modèle est que l’exploitation commence avec les plus faciles, les ressources au rendement le plus élevé. Puis l’épuisement force lentement l’industrie à se déplacer vers les ressources de rendement moins élevé. Les profits chutent et la capacité de l’industrie à investir dans de nouvelles extractions baisse en conséquence. Cela ralentit la croissance et, finalement, provoque le déclin de la production (Bardi et al., 2010). Donc, c’est un modèle très général qui pourrait décrire non seulement les cas régionaux, mais des civilisations entières. La plupart des civilisations agraires du passé étaient basées sur une ressource épuisable, un sol fertile, comme j’en ai parlé dans un de mes articles en 2009.

Toutefois, le modèle de Hubbert ne génère pas l’effet Sénèque. Non seulement la courbe de production est normalement supposée être symétrique, mais il y a plusieurs cas historiques où elle est inclinée vers l’arrière ; quelque chose que nous pourrions appeler l’effet « anti-Sénèque ». La prévalence de ces cas dans la production de pétrole a mené Brandt (2007) vers l’affirmation que (p. 27) « … il n’y a simplement aucune preuve dans les données historiques que les taux de déclin seront généralement plus forts que les taux d’augmentation. Cela devrait être pris comme une nouvelle réconfortante pour ceux qui se soucient d’un déclin rapide de la production entraînant une perturbation supplémentaire au-delà de ce qui est déjà anticipé pour la transition du pétrole conventionnel vers des substituts ».

Très bien, mais il y a un problème. Les résultats rapportés par Brandt sont tous des cas régionaux et il ne pouvait pas en être autrement. Mais, dans un cas régional, lorsque les coûts d’extraction augmentent, les opérateurs se déplacent tout simplement vers des régions où les coûts sont moins élevés. Qu’arrive-t-il quand il n’y a aucune nouvelle région vers laquelle se déplacer ? Est-ce qui se passe lorsque vous examinez la tendance mondiale ? Les gens abandonnent-ils tout simplement l’extraction, comme c’est implicitement supposé dans le modèle de Hubbert, ou continuent-ils plus difficilement ? Et dans ce dernier cas, que se passe-t-il ?

Bien sûr, nous ne disposons pas de données historiques pour l’ensemble du cycle de production de pétrole, dans le monde entier. Mais il existe des modèles qui sont plus sophistiqués que le modèle de Hubbert et qui peuvent nous en dire plus sur les tendances dans le monde entier. L’un d’eux est “World3”, modèle utilisé pour Les Limites à la Croissance, étude publiée en 1972 pour la 1ère fois. Le modèle est basé sur des hypothèses, contrairement à la base du modèle de Hubbert (voir mon post comparant les deux modèles), mais il considère l’économie mondiale comme un tout. Voici les résultats du scénario « de base » de la version 2004.

Ici, nous voyons clairement que les courbes pour la production alimentaire et la production industrielle sont inclinées vers l’avant. L’effet Sénèque semble être une tendance générale de ces modèles. Pour une vue encore plus claire de cette tendance, voici un graphique tiré de la couverture de l’édition 2004 Les limites de la croissance :

Maintenant, qu’est-ce qui crée l’effet Sénèque dans un modèle complexe comme “World3”, mais pas dans un modèle plus simple comme celui de Hubbert ? Pour comprendre ce point, je vais essayer maintenant de construire des modèles simples du monde («Mind Sized*») et voir quels paramètres sont la cause des courbes inclinées vers l’avant. Nous verrons que l’asymétrie est principalement causée par un facteur que nous pouvons appeler « la pollution ».

Modélisation du monde « Mind Sized* »

(Littéralement « taillé pour l’esprit ou bien à la taille de l’esprit »)

« Mind sized » est un terme inventé par Seymour Papert dans son livre « Mind Storms » (1980). L’idée est que, pour être convaincu qu’un certain phénomène est réel, ou qu’il peut arriver vraiment, vous avez besoin de comprendre ce qui le rend réel. Pour cela, un modèle doit être assez simple pour que vous puissiez lui donner un sens dans votre esprit. Ce fut l’un des problèmes avec “The Limits to Growth” étude de 1972 ; le modèle était si complexe que les gens avaient tendance à ne pas croire ses résultats principalement parce qu’ils ne comprenaient pas comment le modèle fonctionnait, comme je l’affirme dans mon livre sur ce sujet (Bardi 2011). Donc nous allons voir si nous pouvons faire des modèles mondiaux à la « taille de l’esprit », en essayant d’expliciter leur relation avec la thermodynamique. Ce fut l’essentiel d’un discours que j’ai donné en Espagne cette année (2011), “Entropie, le pic pétrolier et la philosophie stoïque”.

Pour construire ces modèles, je vais utiliser « la dynamique des systèmes », la même méthode utilisée pour l’étude “The Limits to Growth”. C’est un procédé de simulation sur la base de la description des systèmes constitués de “stocks” reliés entre eux par des « flux » contrôlés par des « vannes ». L’exemple classique de ce type de systèmes est celui d’une baignoire. La baignoire est le stock, vous pouvez la remplir par une arrivée d’eau, ou vous pouvez la vider en ouvrant l’écoulement de l’eau. Ceci est appelé “la dynamique de la baignoire » et vous pouvez lire un bon article sur ce sujet par Linda et John Sweeney Sterman. Il ne devrait pas être nécessaire de dire qu’une baignoire obéit aux lois de la physique, mais parfois il le faut. Vous devez vous rappeler que la masse doit être conservée afin de comprendre comment une baignoire se remplit ou se vident. Plus généralement, l’énergie doit être conservé – c’est la première loi de la thermodynamique. Vous devez vous rappeler également la deuxième loi de la thermodynamique, qui dit, dans tout ce qui arrive spontanément, l’entropie doit augmenter. En fin de compte, le fait que l’eau coule par la vidange d’une baignoire a à voir avec l’augmentation de l’entropie de l’univers.

Donc, nous allons essayer de faire un simple « mind-sized » modèle qui décrit comment un système économique exploite une ressource non renouvelable. Nous commençons avec un stock que nous appelons « Ressources ». Nous supposons qu’un stock d’énergie, sur la base de l’idée que l’énergie peut être transformée en d’autres types de ressources (disons des métaux) mais pas l’inverse. La ressource pourrait être, p. ex. du “pétrole brut”, qui est la principale ressource sur laquelle repose notre civilisation. Ensuite, nous avons une autre boîte que nous appelons le « Capital » qui représente l’énergie utile stockée. Nous pourrions dire que ce stock est un secteur de l’économie, disons, « l’industrie du pétrole » ou qu’il représente toute une civilisation. Ensuite, nous tirons les flux d’énergie à partir du stock de ressources vers le stock de capital et la dissipation de chaleur vers les basses températures, comme le commande la seconde loi de la thermodynamique. Voici le modèle :

Ceci est le même graphique que j’ai montré dans des posts précédents (p. ex. ici) mais, ici, je l’ai tourné de 90 degrés vers la droite afin de souligner le fait que l’énergie va “vers le bas”, des potentiels thermodynamiques élevés vers des potentiels thermodynamiques bas, comme le fait l’eau dans une baignoire ou une fontaine. Contrairement au cas d’une fontaine ou d’une baignoire cependant, ici, le débit est régi par des rétroactions : les ressources sont transformées en capital en proportion de la quantité de ressources et de capital. Notez également que la ressource est en partie perdue sans rien produire (Rate3). Cela est dû à l’inefficacité du processus de production, pensez aux fuites de pétrole ou de gaz naturel relâché et torché.

Comme vous le voyez, la courbe de production (taux 1 sur la figure) est en forme de cloche et symétrique. Ce modèle, en effet, est équivalent au modèle de Hubbert (Bardi et Lavacchi 2009). Le problème est que vous ne pouvez pas jouer avec le modèle autant que vous voulez, changer les valeurs des trois constantes, les courbes ne montreront pas l’effet Sénèque ; et que le déclin n’ira pas plus vite que la croissance. Donc, nous manque-t-il quelque chose, ici ?

Il semble en effet qu’il nous manque un élément qui est, de plus, présent dans l’étude des modèles mondiaux de “The Limits to Growth”. Ce qui nous manque est la pollution ou, pour mieux dire, les effets de la pollution. Dans le modèle simple ci-dessus, l’énergie dégradée est dissipée vers l’environnement sans dommage, il n’a pas d’effet sur les autres éléments du modèle. Mais nous savons que, dans le monde réel, cela est faux. La pollution a un coût : de l’argent et des ressources doivent être dépensées pour la combattre, que ce soit l’eau ou l’empoisonnement de l’air ou des effets tels que le réchauffement global.

Afin de simuler les effets de la pollution, nous pouvons définir comme un troisième stock qui draine l’énergie à partir du stock de capital en proportion de la taille du capital et des stocks de pollution. Notez que, comme il y a plusieurs constantes, je les ai regroupés sous la lettre “L” (du terme « loss » perte en anglais) celles qui vont directement à partir d’un stock à l’espace extérieur (L1, L2, L3). J’ai gardé la lettre “k” pour les flux qui vont d’un stock à l’autre. Voici le modèle. Je vous montre un exemple de sortie où j’ai choisi des paramètres qui accentuent l’effet Sénèque.

Voici la courbe de production seule, d’une simulation différente.

Ainsi, le modèle peut générer une courbe de production qui montre clairement la « falaise de Sénèque ». Elle monte lentement, puis elle s’effondre rapidement. Comme le dit Sénèque, « le chemin de la ruine est rapide. »

Maintenant, pouvons-nous dire avec des mots ce que génère la falaise de Sénèque ? Oui nous le pouvons. Voyons comment : d’abord, considérer que l’effet de la pollution est d’épuiser le capital économique. Deuxièmement, considérer que la pollution augmente en se nourrissant du stock de l’économie – elle doit attendre que l’économie grandisse avant qu’elle puisse se développer. C’est ce délai qui provoque une augmentation du taux d’épuisement de l’énergie de l’économie dans le processus continu. Comme la taille de l’économie de stock détermine le taux de production, nous voyons aussi que ce paramètre descend rapidement après le sommet. Telle est l’essence de l’effet Sénèque.

Regardons plus en profondeur le modèle. Quelle est exactement cette « pollution » qui provoque tant de mal ? C’est ce que les auteurs de “Limits to Growth” appellent “la pollution persistante” pour la différencier du rayonnement infrarouge qui disparaît sans dommage dans l’espace. C’est un concept très général qui comprend tout ce qui est généré par le capital et captera les ressources du capital. La catastrophe de Fukushima est un bon exemple de la pollution qui affecte en retour l’industrie qui l’a produite. Cela pourrait être un empoisonnement de l’air ou de l’eau. Cela pourrait être le réchauffement climatique ou encore des guerres. Les guerres sont de grandes productrices de pollution et une guerre nucléaire serait un effet Sénèque quasi instantané.

Maintenant que nous comprenons comment le modèle fonctionne, nous pouvons revenir à l’étude de Brandt et expliquer pourquoi, dans la majorité des cas historiques de la production de pétrole les courbes sont symétriques ou montrent des formes “anti-Sénèque”. Nous avons dit que l’effet Sénèque est généré par la pollution, ce résultat ne signifie-t-il pas que l’extraction du pétrole ne produit aucune pollution ? Pas du tout, bien sûr. Cela signifie seulement que ceux qui extraient le pétrole ne doivent pas payer pour la pollution qu’ils produisent. Pour donner un exemple concret, avec l’extraction de pétrole des 48 États américains contigus, la pollution persistante a principalement été du CO 2 et d’autres gaz à effet ajoutés à l’atmosphère. Ceci est un facteur qui ne nous a pas encore affectés mais, finalement, quelqu’un devra payer pour les dommages causés par le réchauffement de la planète. Quand la facture arrivera – et elle arrivera – nous pourrions découvrir qu’elle est plus chère que ce que nous pouvons payer.

Le progrès technologique pourrait-il nous sauver de la falaise de Sénèque ? Eh bien, pas automatiquement. En fait, il pourrait rendre la falaise plus abrupte ! Une façon de simuler la technologie est de supposer que les constantes du modèle ne sont pas constantes mais varient comme le produit de cycle. Par exemple, une augmentation de la valeur des constantes correspond à “K1” aux améliorations technologiques dans la capacité d’exploiter la ressource. Cela va augmenter la quantité totale produite à la fin du cycle, mais génèrera également une forte baisse après le pic, comme j’en ai parlé dans un de mes articles (Bardi 2005). Une idée plus intéressante serait d’ajuster le modèle en rendant le “K2” constant plus petit progressivement. Cela simulerait le développement de technologies qui réduisent la production de la pollution. En d’autres termes, le modèle nous dit que “la production propre (écologique)” est une bonne idée dans le sens où elle aurait tendance à rendre le cycle de production plus symétrique.

Vous pouvez essayer d’autres modifications du modèle, par exemple en augmentant sa complexité en ajoutant plus de stocks. Que diriez-vous d’un stock “de la bureaucratie” qui accumule puis dissipe de l’énergie ? Eh bien, il agira de même façon que la quantité de “pollution”, peut-être pourrions-nous dire que la bureaucratie est une forme de pollution. Incidemment, de toute façon, avec ce stock ajouté le modèle devient plus proche du modèle de Tainter qui est que les civilisations déclinent et s’effondrent en raison d’une augmentation de la complexité qui apporte plus de problèmes que d’avantages. Si vous continuez à ajouter plusieurs éléments au modèle, à la fin vous arrivez à quelque chose qui peut être similaire au modèle “World3” utilisé dans l’étude “The Limits to Growth”. Nous avons vu précédemment que ce modèle génère des courbes obliques vers l’avant.

Il existe de nombreuses façons de modifier ces modèles et l’effet Sénèque n’est pas le seul résultat possible. Jonglez avec les contraintes et vous pouvez également générer le comportement inverse, qui est une courbe “anti-Sénèque”, avec un déclin plus lent que la croissance. Comme on peut s’y attendre, c’est ce qui se passe en utilisant des constantes qui réduisent au minimum l’accumulation de la pollution persistante. Mais, en général, l’effet Sénèque est une caractéristique « robuste » de ce type de modèles et il apparait dans une grande variété d’hypothèses. Vous ignorez la falaise de Sénèque à vos dépens.

L’effet Sénèque dans le monde réel

Avons-nous des exemples historiques de l’effet Sénèque ? Eh bien, plusieurs, mais pas beaucoup pour lesquels nous disposons de données quantitatives. La civilisation romaine, par exemple, a pris environ sept siècles pour atteindre son sommet et à peu près trois siècles pour chuter, au moins dans sa partie occidentale (et Sénèque lui-même peut avoir perçu le déclin romain de son temps). Cependant, les données que nous avons sur des paramètres tels que la population romaine ne sont pas assez fiables pour voir l’effet sous la forme d’une courbe oblique vers l’avant.

Nous semblons avoir quelques données, à la place, pour la civilisation Maya. Voici une image empruntée à Dunning et Al (1998). L’échelle de l’abscisse est un temps très long : 10 000 ans à partir de la frontière Pléistocène/Holocène.

Dans ce cas, la pollution prend la forme de l’érosion du sol qui épuise le capital de ressources et génère l’effondrement de la population. Nous devons être prudents avec cette interprétation car certains auteurs croient que l’effondrement Maya a été causé par un changement climatique. Mais le modèle de monde, développé ici, semble compatible avec les données historiques.

Voici un exemple plus proche de nous, avec une figure empruntée à l’article de Dmitry Orlov « Le pic pétrolier c’est de l’histoire » elle montre la production pétrolière Russe.

L’Union Soviétique était une économie presque fermée avant son effondrement, un « mini monde » à elle seule. Notez à quel point la production russe de pétrole est descendue rapidement après le pic, une falaise de Sénèque classique. Notez aussi comment la production s’est reprise par la suite. À un moment, l’Union Soviétique a cessé d’être un système économique isolé et a été intégrée au système économique mondial. À ce moment-là le modèle simple que nous avons utilisé ne fonctionne plus, sûrement parce que le stock de capital reçoit un afflux de ressources venant de régions extérieures au modèle.

Conclusion : Un banquet de conséquences.

Très souvent, nous échouons à comprendre les effets retardés de nos actions. John Sterman nous rappelle ceci lors d’une conférence sur le changement climatique, citant Robert Louis Stevenson : « Tout le monde, tôt ou tard s’assoie à un banquet de conséquences. » Les modèles présentés ici nous disent que la falaise de Sénèque est le résultat de conséquences différées.

Comme toujours, l’avenir est quelque chose que nous construisons avec nos actions et les modèles ne peuvent que nous dire quel genre de mesures nous conduira, à terme, à un certain résultat. Utilisés de cette façon, les modèles peuvent être extrêmement utiles et peuvent même être appliqués aux systèmes qui sont beaucoup plus modestes que toute une civilisation, par exemple pour une seule entreprise ou nos relations sociales personnelles. Dans tous les cas, l’effet Sénèque sera le résultat d’efforts plus intenses pour que tout continue comme d’habitude. De cette façon, nous épuiserons plus vite les ressources nécessaires au fonctionnement du système : que ce soit une ressource physique ou une réserve de bonne volonté. La façon d’éviter cette issue, peut être de laisser le système suivre son cours naturel, sans tenter de le forcer à aller dans le sens où nous voulons qu’il aille. En d’autres mots, nous devons prendre les choses dans la vie avec un certain stoïcisme, comme l’aurait probablement dit Sénèque lui-même.

Pour réfléchir à la situation mondiale et aux problèmes que cela implique, réchauffement global et épuisement des ressources, ce que le modèle nous dit est que la falaise de Sénèque peut être le résultat inévitable d’une trop grande pression sur des ressources naturelles déjà largement en baisse. Nous devrions, plutôt, développer les stocks de ressource alternatives tel que les énergies renouvelables (ou le nucléaire). En même temps nous devrions éviter d’exploiter les ressources très polluantes et très chères comme les sables bitumineux, les pétroles de schiste, et l’off-shore profond, et d’une manière générale la philosophie du « drill, baby, drill » (fore, chéri, fore !) Toutes ces stratégies sont vouées à l’échec. Malheureusement c’est exactement ce que nous faisons.

Je ne sais pas ce que Sénèque dirait s’il voyait cet effort planétaire que nous faisons afin de mettre en pratique l’idée qu’il a exprimée dans sa lettre à son ami Lucilius. Je peux seulement imaginer qu’il le prendrait avec un certain stoïcisme. Ou peut-être qu’il le commenterait par cette citation tirée de son essai « De Providentia » : « Que la Nature utilise comme elle veut les corps qui lui appartiennent, nous, joyeux et courageux face à tous les événements, nous penserons que rien de notre corps ne périra »

Merci à Dmitry Orlov pour avoir été l’inspiration de ce post avec son article « Peak Oil is History »

*”Mind Sized” littéralement « taillé pour l’esprit ou bien à la taille de l’esprit » est un terme inventé par Seymour Papert, le créateur du langage de programmation “logo”. Il affirme que les problèmes complexes peuvent toujours être divisés en blocs à la taille de l’esprit, et peuvent donc être saisis par l’esprit humain. En effet, la plupart d’entre nous (y compris les politiciens) ont tendance à prendre des décisions basées sur la façon dont nous comprenons ce qui se passe et notre compréhension ne peut être qu’à la taille de l’esprit. En outre, nous avons tendance à ignorer ce que nous ne comprenons pas. Cela peut être une des raisons pour laquelle le pic pétrolier est si souvent ignoré par les politiciens et les décideurs.