Analyser les données du métabolisme

De Metabolisme territorial
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Nous avons évoqué la diversité des analyses des données possibles, tant dans les méthodes disponibles que dans les variables à étudier selon différentes dimensions (§ 1.1.3.4). Aussi, il n'existe pas une approche unique pour analyser les données relatives au métabolisme des territoires. Au lieu de ça, nous disposons au contraire d'une multitude d'approches complémentaires qui vont permettre d'étudier ce métabolisme sous différents angles.

En plus des choix des méthodes et des dimensions, il faut prendre en compte la nature des résultats qui sont plus ou moins accessibles selon les publics. Or, même s'il peut être un objet d'étude scientifique, le métabolisme nous semble avant surtout être une approche permettant d'accompagner les divers acteurs du territoire pour qu'ils soient plus efficaces dans l'utilisation des ressources et réduisent leur pression environnementale. Les résultats des études doivent ainsi leur être accessible, et ne doivent pas seulement rester à destination d'un public académique (§ 2...).

Nous présentons ainsi dans cette partie différentes approches identifiées dans la littérature pour analyser les données. A partir de là, nous mettons en évidence huit dimensions du métabolisme. Ces dimensions vont nous permettre de construire des questionnements à mener sur les données, certains d'entre eux pouvant être parfaitement opérationnels. Toutefois, ce grand nombre de dimensions va aussi nous poser problème dès lors qu'il s'agit de représenter graphiquement les données, approche pourtant essentielle pour rendre accessible les études à un public large.

Approches identifiées dans la littérature

Dans son guide méthodologique, le CGDD (2014) intègre une partie dédiée à l'analyse des résultats pour aider à l'extraction des informations utiles de l'étude. Le groupe de travail (Metabolism of Cities 2016) a également rassemblé de nombreuses suggestions de visualisation de données pour représenter le métabolisme urbain.

  • Le Bilan Entrées / Sorties :

Le bilan Entrées/Sorties est finalement une synthèse des différentes données collectées. Le guide méthodologique du CGDD (2014), propose en annexe un tableur préformaté. Il contient un onglet pour chaque type de flux (importations, rejets dans l'environnement, recyclage, ...), chaque onglet détaillant les quantités relatées aux différents items de la nomenclature EWMFA. Un onglet contient en outre une synthèse de ces données sous la forme d'indicateurs (voir partie suivante).

Ce bilan peut prendre différentes formes graphiques, plus ou moins élégantes. Notre graphique figure X2 (§2) reprend sobrement les données le bilan E/S réalisé par (Région Alsace & Ademe 2015), mais en intégrant une mise à l'échelle. On peut aussi citer le travail du groupe Elioth (2014) sur une représentation dynamique du métabolisme de Paris et de l’Île-de-France.

Si le bilan E/S global d'un territoire est un indicateur intéressant, il manque d'exploitabilité. Il faudrait pouvoir


Cette structuration des données :

  • ne permet pas d'analyse historique (il s'agit de la synthèse d'un exercice mené sur un an)
  • peut permettre de dissocier, mais de façon peu exploitable, les différents types de flux selon leur origine et leur moyen de transport
  • Les indicateurs du métabolisme (DMI, DMC, ...).

Toutefois, il faut être prudent dans l'utilisation de ces indicateurs. Outre leur aspect très macro, + AUTRE PB (cf article), certains indicateurs (les importations, les exportations et les indicateurs qui en sont dérivés) peuvent être qualifiés de "sensibles à l'échelle". Ils vont varier de façon non linéaire avec l'échelle du territoire étudié (ville, région, pays ...) et posent un problème fondamental d'interprétation lorsqu'ils sont ramenés au nombre d'habitants. Nous invitons ainsi les praticiens des études de métabolisme à éviter d'exprimer les indicateurs sensibles à l'échelle sous forme de ratio par habitant. Nous détaillons cette problématique dans un article Chapitre X, et nous proposons des alternatives, notamment un indicateur d'importation individuelle.

  • L'étude des aires d'approvisionnement vise à étudier la distance parcourue par les produits arrivant sur un territoire donné. Elle distingue les produits issus du territoire, de ceux importés des limitrophes (1er et 2e cercle par exemple) ou plus lointain. Elle permet de mettre en évidence les liens et la dépendance d'un territoire vis-à-vis des autres territoires.

Huit dimensions d'analyses

En examinant la littérature, nous avons identifions plusieurs typologies d'analyses : analyse spatiale, temporelle, quantitative, qualitative, ... Cela vient répondre à plusieurs natures d'interrogation : où, quand, combien, quoi ? En poursuivant le fil de cette réflexion, nous reprenons naturellement les interrogations de la méthode empirique "QQOQCCP"[1] pour Qui, Quoi, Où, Quand, Comment, Combien, Pourquoi ? Cette méthode, héritée de la Rome antique à travers l' "hexamètre de Quintilien" (la question combien n'y figurant alors pas), reste très utilisée aujourd'hui dans des démarches qualités, de projet ou de résolution de problème. Elle permet de tendre vers une complétude de l'information en précisant des circonstances ( https://www.cairn.info/revue-le-travail-humain-2010-3-page-261.htm ). Ces questions permettent en effet d'interroger le métabolisme d'un territoire :

  • Qui : Quels sont les acteurs qui échangent, mobilisent et transforment la matière (sous-entendu inclus l'énergie, même électrique) ?
  • Quoi : Quelles sont les matières mobilisés ?
  • Où : Dans quels territoires / à quel endroit du territoire sont-elles mobilisées ?
  • Quand : A quelle moment / à quelle période sont-elles mobilisés ?
  • Comment : Quels moyens de transport permettent d'acheminer la matière (routier, ferroviaire, fluvial, maritime, aérien, pipeline, câble électrique) ?
  • Combien : En quelle quantité ?
  • Pourquoi : Dans quelle but / intention la matière est mobilisée ?

A la question combien, la réponse peut toutefois différer selon l'unité que l'on souhaite utiliser ([§2...]). En fait il nous semble nécessaire d'ajouter une huitième question :

  • Combien de quoi : dans quelle unité les quantités sont-elles exprimées ?

Ces questions peuvent obtenir des réponses avec des degrés de finesse différents : on peut parler de métaux, ou de fer, d'argent et de cuivre ; on peut les localiser dans une région, ou dans un département ou une ville ; on peut étudier les flux sur un an, ou sur un mois ou une semaine, ... Il est également fréquent de ne pas avoir toutes les informations sur les flux, notamment sur les questions "pourquoi" ou "comment".

Nous obtenons ainsi huit axes d'analyse pour le métabolisme d'un territoire. Ces huit dimensions peuvent être utilisées pour imaginer et structurer les questions que l'on souhaite aborder, comme celles que nous avons listées précédemment. Elles peuvent aussi être utilisées pour structurer les données au sein du SINAMET, même si les spécificités de chaque dimension ont des conséquences différentes sur l'implémentation du système d'information (voir chapitre X : Automatiser les traitements de données avec un système d'information). Enfin, ces dimensions peuvent également être utilisées pour restituer les résultats, les approches graphiques permettant notamment de représenter une ou plusieurs dimensions simultanément.

Expression graphique

Nous mentionnions l'importance de l'approche graphique pour exprimer de manière plus accessible une grande quantité de données. L'approche n'est toutefois pas exempte de biais, et certaines précautions doivent être prises. Toutefois, au regard des huit dimensions du métabolisme, le principal problème de l'expression graphique est sa limite intrinsèque du nombre de dimensions.

La phase de manipulation et de croisement des données doit permettre de construire des résultats. Nous identifions trois formes

Un des aspects qui nous paraît essentiel dans les études de métabolisme territorial est de rendre les résultats accessible à un public large. En effet, l'objectif de la démarche est de mieux comprendre la dynamique matérielle et énergétique des territoires afin d'entreprendre les actions nécessaires pour la rendre durable. Cette dynamique résulte des choix et actions des acteurs du territoires, avec des influences diverses selon qu'ils soient décideurs politiques (élus, administration), économiques (entreprises) ou techniques (ingénieurs, architectes, …), acteurs professionnels (salariés, syndicats, fédérations), de la société civile (associations, citoyens), chercheurs ou autres praticiens ... Les études de métabolisme doivent donc parler à tous ces profils et leur fournir des informations pragmatiques qui leur permet d'intégrer les considérations matérielles et énergétiques dans leur stratégie. Il s'agit de "produire de la connaissance dont peuvent se saisir les acteurs concernés, tant individuellement que collectivement" (Buclet 2015, p.40).

Il y a encore toutefois peu d'études dont les résultats sont véritablement accessible à un public large (Beloin-Saint-Pierre et al. 2016). L'exercice est en effet complexe, tant les besoins sur la forme et sur le fond des résultats diffère selon le public. Plusieurs travaux explorent la piste d'un système d'aide à la décision (DSS - Decision Support System), notamment à destination des élus, qui visent à intégrer les questions relatives au métabolisme dans la prise de décision (Chrysoulakis et al. 2015 ; Courtonne 2016). Ces approches se basent sur la construction d'indicateurs personnalisés et des représentations graphiques et cartographiques.

Dans les études de métabolisme que nous avons examiné, nous avons identifié quatre formes que peuvent prendre les résultats : Le discours (oral ou écrit), les tableaux de données, les indicateurs, les graphiques. Le discours se base généralement sur d'autres formes de résultats, mais peuvent y associer un raisonnement logique

Après la phase d'analyse à proprement parler, les résultats obtenus doivent devenir humainement appréhendables. Si des tableaux de données (une ou deux dimensions) permettent d'offrir une compréhension à de l'information détaillée, il faut néanmoins pouvoir rendre plus appréhendable l'information globale. Deux autres possibilités s'offrent à nous : les indicateurs et les graphiques.




Adapter les résultats pour un public diversifié

Les exemples sus-citées, bien qu'offrant des approches intéressantes, restent réservés à un public initié à l'usage d'un DSS ou qui disposent de capacité analytique pour interpréter les résultats. D'autres travaux, plus empiriques, visent à rendre encore plus accessibles les résultats des études. On peut notamment citer le document de (Région Alsace & Ademe 2015) qui en 6 pages, visent à extraire une information générale à destination du grand public ou l'infographie interactive (http://metabolisme.paris.fr/) qui présente les composante du bilan matière de la ville de Paris (et Région ???).


Dans ces travaux, nous avons voulu étudier la façon dont il est possible de restituer les résultats des études de métabolisme territorial. Comme introduit précédemment, notre objectif est de transformer de nombreuses données en une information directement intelligible et si possible exploitable par un public diversifié. L’approche privilégiée dans nos travaux consiste à décliner l’étude du métabolisme territorial en différents volets thématiques, puis d’explorer chaque volet à travers des informations clefs et des représentations graphiques. Cette approche est la conclusions de différentes réflexion que nous allons développer.

Le choix d'une approche graphiques et limites graphiques : Vers une projection ?

L’exploration de chacun des volets doit ensuite permettre aux acteurs de comprendre les dynamiques de leur territoire, les conséquences environnementales qui en résultent et les leviers d’action dont ils disposent. Cette exploration peut prendre la forme de textes ou de tableaux de données, mais des indicateurs clefs et des représentations visuelles sont probablement plus efficaces pour toucher un public non averti. Le contenu de ces indicateurs et de ces représentations reste toutefois à définir.

La représentation des résultat prend alors un rôle clef dans les études de métabolisme. En effet, la quantité de données oblige forcément à une synthèse, celle-ci pouvant prendre la forme de texte, de tableau ou de graphique. Dans le premier cas, la quantité d'information qu'il est possible de présenter est assez limité (sauf à prendre la forme d'une longue liste peu digeste de nombres), le tableau a l'avantage de la précision, mais ne permet pas de "visualiser" les phénomènes.

Nous sommes généralement limités graphiquement à 2-3 dimensions d'analyses, voir jusque 5 en abusant de techniques de représentations qui n'améliorent pas forcément la lisibilité. Mais aucune visualisation ne permettrait de représenter le métabolisme d’un territoire dans ses huit dimensions. Nous excluons ainsi la perspective d’une représentation unique des huit dimensions, et nous orientons plutôt vers une multiplicité de représentations explorant chacune une à quatre dimensions. L’objectif final est de pouvoir se construire une représentation cognitive de ce concept en huit dimensions, un peu à l’image de plusieurs clichés en 2D qui permettent de construire un modèle en 3D.

La diversité des représentations permet de proposer aux acteurs celles qui leur conviennent le mieux et les plus proches de leurs considérations métier (Flichy 2013). C’est aussi un moyen de valider les données, en les abordant sous différents angles, là où une représentation unique ne le permettrait pas (Davis 2012).

Approche thématique

Décliner l’étude en volets thématiques permet de réduire la difficulté d’une analyse globale en se focalisant sur certaines matières en particulier. Nous pouvons par exemple imaginer des volets portant sur la matière organique, les métaux, le transport, le réchauffement climatique, les équipements électriques et électroniques (Bahers 2012) ... Éventuellement, ces volets peuvent se recouper sur certains aspects, avec par exemple l’effet de la décomposition de la matière organique sur le réchauffement climatique.

Analyser pour produire de l'information

  • Différentes typologie de résultat

Bilan E/S & Indicateurs

Indicateurs

Approche géographique

  • Aire d'approvisionnement, dépendance extérieure


Voir également

  • (Lemoisson et al. 2015)
  • DualIne : durabilité de l'alimentation face aux nouveaux enjeux - Chapitre 7 - Pertes et gaspillage : les connaître, les reconnaitre pour les réduire et les valoriser.
  • voir aussi : D.P.S.I.R FOR POLICY MAKING
  • Voir également : Représenter le métabolisme



Références

• Beloin-Saint-Pierre, D., Rugani, B., Lasvaux, S., Mailhac, A., Popovici, E., Sibiude, G., Benetto, E., Schiopu, N., 2016, A review of urban metabolism studies to identify key methodological choices for future harmonization and implementation, Journal of Cleaner Production. DOI : 10.1016/j.jclepro.2016.09.014
• Buclet, N., 2015, Essai d'écologie territoriale: l'exemple d'Aussois en Savoie. CNRS éditions, 216 p.
• CGDD, 2014, Comptabilité des flux de matières dans les régions et les départements - Guide méthodologique, Références du Service de l’observation et des statistiques (SOeS). Commissariat Général au Développement Durable. [En ligne] URL : https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/sites/default/files/EIT_-_comptabilite_des_flux_de_matieres.pdf. Consulté le 19 avril 2018.
• Chrysoulakis, N., Castro, E., Moors, E., 2015, Understanding urban metabolism: a tool for urban planning. Routledge
• Courtonne, J., 2016, Evaluation environnementale de territoires à travers l'analyse de filières : la comptabilité biophysique pour l'aide à la décision délibérative. Thèse de doctorat en Sciences de gestion. Université Grenoble Alpes. [En ligne] URL : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01421664. Consulté le 19 avril 2018.
• Elioth, 2014, Métabolisme Urbain de Paris. [En ligne] URL : http://metabolisme.paris.fr/. Consulté le 19 avril 2018.
• Lemoisson, P., Tonneau, J., Maurel, P., 2015, L’intelligence territoriale dans le bassin de Thau : un observatoire pour penser et piloter l’action, pp. 59-74. DOI : 10.3917/quae.torre.2015.01.0059
• Metabolism of Cities, 2016, Data Visualizations in Urban Metabolism Research. [En ligne] URL : https://metabolismofcities.org/datavisualization. Consulté le 19 avril 2018.
• Région Alsace, Ademe, 2015, Consommations, besoins et richesses du territoire alsacien. [En ligne] URL : https://alsace.ademe.fr/sites/default/files/files/Domaines-intervention/Economie-circulaire/synthese_etude_de_flux_juillet2015.pdf. Consulté le 19 avril 2018.
• Shahrokni, H., Lazarevic, D., Brandt, N., 2015, Smart Urban Metabolism: Towards a Real-Time Understanding of the Energy and Material Flows of a City and Its Citizens, Journal of Urban Technology, 22, pp. 65-86. Routledge. DOI : 10.1080/10630732.2014.954899


Autres

L'extraction d'information à propos du métabolisme territorial nécessite de formuler une réponse à une question relativement simple mais très générale : Qu'aimerions-nous savoir à propos de la dynamique matérielle et énergétique des territoires ?

Il n'est pas possible de dresser la liste des réponses possibles à cette question. Nous relevons toutefois un panel de questions :

  • Combien coute les déchets, tenant compte de leur manutention et achat de matière première
  • Où faut-il placer des récupérateurs de matières (verres, organiques, ...) pour maximiser la couverture du territoire ?
  • Quelle est l'évolution de la part de matériaux recyclé dans l'économie ?
  • Quelle part du transport de marchandises est transporté par route / rail / bateau / autres ?
  • Quelles sont les émissions de CO2 d'une ville donnée ?
  • ...
  • Est-ce que la quantité de ressources mobilisées diminue ? Quelles sont les tendances récentes ou plus anciennes ? Y a-t-il des corrélations dans l'évolution de certains flux ou stock ? Est-ce que les décisions antérieurs ont atteint leurs objectifs ?
  • L'auteur connait plutôt la version mnémotechnique CQQCOQP.
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    Faits relatifs à « Analyser les données du métabolisme »
    KeyRefcgdd2014 +, shahrokni2015 +, buclet2015 +, beloinsaintpierre2016 +, chrysoulakis2015 +, courtonne2016 +, regionalsace2015 +, lemoisson2015 +, metabolismofcities2016 + et elioth2014 +
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