Le changement climatique n'est plus une menace lointaine mais nous fait déjà face à des «points de basculement» périlleux qui pourraient modifier notre vie quotidienne à jamais. James Dacey découvre comment de nouvelles recherches sur les systèmes homme-climat pourraient nous aider à éviter une catastrophe
"Avertissements d'inondation alors que de fortes pluies et des orages frappent"
"Les averses torrentielles déclenchent le chaos des voyages"
"Des personnes bloquées alors que les inondations coupent les communautés"
Les histoires d'inondations sont un aliment de base dans les médias. Ce n'est pas surprenant étant donné que de fortes pluies peuvent avoir un impact énorme sur les communautés locales – endommageant des maisons, faisant tomber des lignes électriques et bloquant des routes. Mais imaginez si une combinaison malheureuse d'inondations locales intenses dans une partie d'un pays a déclenché le chaos des voyages dans tout un pays.
Un tel événement est un exemple de point de basculement dans un système socio-économique – lorsqu'un intrant relativement faible déclenche un résultat disproportionnellement important qui entraîne des conséquences sociales et économiques qui ne peuvent pas être facilement inversées. Dans ce scénario, le déclencheur est la crue des eaux dans une zone relativement petite, et le point de basculement est la perte de fonctionnalité du réseau routier national. Si les gens ne peuvent pas voyager, l'activité économique et sociale s'arrête rapidement. Oui, les eaux de crue diminueront, mais pour éviter qu'un résultat similaire ne se reproduise, le réseau routier devrait être repensé.
En physique, les points de basculement – ou points critiques – sont monnaie courante. On les retrouve dans toutes sortes de transitions de phase, qu'il s'agisse d'un liquide se transformant en gaz, ou de l'aimantation soudaine de matériaux ferroélectriques (voir encadré ci-dessous). Mais l'intérêt croissant pour la non-linéarité dans un contexte social peut être lié au livre à succès de Malcolm Gladwell en 2000 sur la "pop-sociologie". Le point de bascule. Il a déconstruit plusieurs tendances sociales déconcertantes, notamment la baisse spectaculaire du taux de criminalité à New York dans les années 1990 et la résurgence inattendue (et sans rapport) des chaussures Hush Puppies au cours de la même décennie.
En quelques années, le concept de point de basculement est également entré dans les conversations sur le climat. Les craintes ont grandi autour d'événements catastrophiques à réversibilité limitée, tels que le dépérissement à grande échelle de la forêt amazonienne (lorsque la santé des plantes se détériore progressivement, entraînant parfois la mort d'organismes), et la fonte des calottes glaciaires qui, à son tour, provoque une élévation du niveau de la mer. Ces préoccupations ont conduit une équipe de scientifiques de l'environnement au Royaume-Uni et en Allemagne à avertir en 2008 que "la société pourrait être bercée par un faux sentiment de sécurité par des projections fluides du changement global" (PNAS 105 1786). Ils ont défini un «élément de basculement» comme un sous-système sous-continental de la Terre qui peut être commuté - dans certaines circonstances - dans un état qualitativement différent par de petites perturbations.
Les gens sont déjà contraints de fuir leurs maisons en raison de la montée du niveau de la mer, tandis que les terres agricoles sont abandonnées à cause de la sécheresse
Ces dernières années, le concept de point de basculement s'est étendu aux systèmes homme-climat, et sa terminologie figure même dans rapports par The Groupe d'experts intergouvernemental sur les changements climatiques. L'impact plus large des inondations locales n'est qu'un des nombreux points de bascule socio-économique potentiels déclenchés par les changements climatiques. En effet, les gens sont déjà contraints de fuir leur domicile à cause de la montée du niveau de la mer, tandis que les terres agricoles sont abandonnées à cause de la sécheresse et que les stations de ski perdent leur neige à cause du réchauffement climatique. Mais pour tenter de prévoir des seuils dangereux et nous empêcher de les franchir, un tout nouveau domaine académique émerge, dans lequel des chercheurs de toutes les sciences sociales et physiques étudient les interactions complexes entre le climat et les systèmes socio-économiques.
La route vers un point de basculement
Une étude récente dans ce domaine en plein essor a évalué la résistance des réseaux routiers européens aux inondations (Recherche sur les transports, partie D 108 103332). Dirigé par Kees van Ginkel – un chercheur en adaptation climatique et gestion des risques à Institut Deltarès aux Pays-Bas - l'étude a révélé que les petits pays montagneux, tels que la Slovénie, la Macédoine et l'Albanie, sont particulièrement vulnérables, les pires 5% des inondations centenaires dans des zones localisées isolant potentiellement des régions entières en raison d'un manque de résilience du réseau routier. En raison du nombre limité de connexions entre les principaux centres économiques dans ces pays, on estime que 32 à 41 % des conducteurs devraient emprunter des détours – dont beaucoup sont extrêmes – entraînant des perturbations sociales et économiques.
En revanche, les réseaux routiers des pays plus riches et plus grands - comme le Royaume-Uni, l'Allemagne et la France - sont généralement plus robustes, même s'ils peuvent encore présenter des vulnérabilités locales. Deux jours de fortes pluies sur l'Europe centrale en juillet 2021, par exemple, ont entraîné des inondations extrêmes au cours desquelles au moins 222 personnes ont été tuées en Allemagne et en Belgique, avec de graves dommages aux infrastructures dans une région plus large. Une grande partie de la dévastation s'est produite dans les États allemands de Rhénanie du Nord-Westphalie et de Rhénanie-Palatinat, où des vallées étroites et escarpées ont créé des effets en forme d'entonnoir. De plus, les niveaux d'eau de crue ont augmenté parce que les sols étaient largement saturés avant les précipitations record de juillet dans les bassins versants des rivières Ahr et Erft. Les inondations et les glissements de terrain ont entraîné la fermeture de routes, qui ont coupé les voies d'évacuation de plusieurs villages.
Les modèles utilisés par les chercheurs actuels sur le basculement social présentent des similitudes avec les développements récents de la théorie des réseaux et les transitions critiques dans les systèmes physiques. L'étude routière de Van Ginkel, par exemple, a adopté une approche de percolation de réseau, qui est utilisée en physique pour modéliser les transitions de phase dans les matériaux. Cette approche peut décrire, par exemple, comment une solution de polymères se transformera en un gel rigide une fois que suffisamment de chaînes se seront liées, le changement se produisant à ce que l'on appelle un "point de percolation".
Fondamentalement, le groupe de van Ginkel a adapté le modèle physique pour le rendre pertinent pour les décideurs politiques. En effet, dans les systèmes humains, des points de basculement inacceptables peuvent être atteints bien avant le point de percolation mathématique. "Dans notre étude, le véritable point de percolation est l'endroit où tout le pays est fondamentalement inondé - et si cela se produisait, l'absence de réseau routier n'est plus votre plus gros problème", dit-il.
Au lieu de cela, les points de basculement sociaux sont définis par des facteurs humains - dans ce cas, la grande perte de fonctionnalité d'un réseau routier national lors d'une inondation, telle que définie par les itinéraires coupés, les changements d'itinéraire et les temps de retard globaux. Van Ginkel dit que les autorités routières nationales sont probablement déjà conscientes de certaines des vulnérabilités révélées par l'étude de son groupe. La valeur, dit-il, est qu'elle permet d'établir des comparaisons entre les nations, ce qui pourrait être utile aux décideurs politiques ou aux investisseurs commerciaux.
Pour de nombreux systèmes, le point de basculement peut ne pas être directement déclenché par le climat. Comme le souligne van Ginkel, cela pourrait être dû à un changement de politique qui supprime le soutien aux communautés confrontées aux impacts des changements climatiques lents et réguliers. Les travailleurs agricoles dans des régions de plus en plus arides qui dépendent des subventions gouvernementales, par exemple, seraient exposés aux effets accumulés à évolution lente du changement climatique si leur soutien était soudainement supprimé. En d'autres termes : la non-linéarité existe dans le système social.
Points de basculement dans les systèmes physiques
En physique, l'idée de transitions de phase ou de points critiques surgit dans de nombreux contextes. En physique de la matière condensée, un matériau peut soudainement basculer dans un état fondamentalement différent à des températures critiques, un liquide peut devenir un gaz, tandis qu'un métal standard peut se transformer en supraconducteur. La mécanique statistique offre un moyen de comprendre les transitions de phase via le modèle d'Ising, développé à l'origine pour expliquer l'aimantation spontanée dans les films ferromagnétiques.
Une théorie connexe, la théorie de la percolation, est utilisée pour modéliser l'émergence soudaine d'une connectivité à longue portée à travers un système de clusters aléatoires déconnectés. La théorie de la percolation a été utilisée pour tout étudier, de la propagation des fractures dans les matériaux à la propagation des incendies de forêt et à la fragmentation des virus biologiques. Aujourd'hui, certains de ces outils de physique statistique sont réorientés pour étudier la dynamique sociale - de la façon dont les nouvelles se propagent sur les médias sociaux, aux modèles de vote et aux interactions complexes entre le climat et les systèmes socio-économiques.
Pas seulement malheur et tristesse
Les études sur les points de basculement sociaux ne se contentent pas d'exposer les vulnérabilités et de prédire les catastrophes. Ils nous aident également à comprendre les mécanismes d'un changement social rapide souhaitable. Pourquoi, par exemple, est-il devenu rapidement impensable d'autoriser le tabagisme dans les espaces publics après des décennies de tolérance ? Pourquoi la protestation d'un élève suédois a-t-elle incité une génération à faire campagne contre les menaces climatiques ? Ou pourquoi a-t-il fallu une pandémie pour que le travail hybride soit largement adopté ?
La réponse simple à de telles questions est que le moment était venu – mais ce n'est évident qu'avec le recul. La question la plus pertinente pour les acteurs du changement est : comment pouvez-vous « faire basculer » les systèmes sociaux et économiques pour faciliter un changement progressif rapide ?
Chez Gladwell Le point de bascule il soutient que les interventions réussies ont tendance à être étroitement ciblées et nécessitent des changements de comportement modestes pour les individus. Selon lui, les initiatives de basculement social doivent être pratiques et fournies par une combinaison de vendeurs, de connecteurs et d'experts. Il cite une initiative de sensibilisation au diabète et au cancer du sein dans la communauté noire de San Diego, dirigée par l'infirmière Georgia Sadler. Après qu'une première campagne dans les églises locales ait eu peu d'impact, Sadler s'est concentrée sur les salons de beauté locaux. Elle savait qu'il s'agissait de lieux de détente où les gens faisaient déjà confiance aux stylistes, ils ont donc été formés pour transmettre les messages de la campagne dans la conversation. Cette modification de la tactique a conduit à un grand succès - une étude de suivi co-écrite par Sadler a révélé des taux de mammographie significativement plus élevés chez les femmes afro-américaines exposées aux messages du salon, par rapport à un groupe témoin qui n'en avait pas (J. Natl Med. Assoc. 103 735).
Le défi de la crise climatique est que des changements lents et réguliers ne suffisent peut-être plus pour éviter la catastrophe. Des chercheurs ont récemment découvert que le réchauffement climatique actuel de 1.1 °C au-dessus des niveaux préindustriels nous a déjà déplacés dans les plages de cinq points de basculement climatique (Sciences 10.1126/science.abn7950). Il s'agit de l'effondrement des calottes glaciaires du Groenland et de l'ouest de l'Antarctique ; le dégel des régions de pergélisol sur une courte période de temps libérant de grandes quantités de dioxyde de carbone stocké ; la perte complète des récifs coralliens aux basses latitudes ; et l'affaiblissement drastique d'un courant océanique important dans l'Atlantique nord.
Pour relever les défis climatiques, les dirigeants mondiaux se réunissent maintenant (du 6 au 18 novembre) à la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques en Égypte (COP 27), pour négocier des enjeux clés tels que le financement climatique, les filières énergétiques et l'adaptation aux menaces climatiques. Mais tous les accords conclus seront de peu d'utilité si les changements promis ne sont pas adoptés par les individus, les communautés et les entreprises qu'ils affectent. C'est pourquoi les décideurs doivent comprendre la dynamique du changement social.
Un chercheur qui étudie les mécanismes de transitions dans les systèmes homme-climat est Ilona Otto, chercheur en sciences sociales à Université de Graz, L'Autriche. Dans un article de 2020, Otto et son équipe ont identifié six éléments de basculement social jugés cruciaux pour répondre aux Accord de Paris sur le changement climatique (PNAS 117 2354). Ils couvrent l'énergie; décarboner les villes ; se départir des combustibles fossiles ; implications morales des combustibles fossiles; l'éducation au climat et l'engagement ; et amélioration des informations sur les émissions de gaz à effet de serre. Des stratégies ont été suggérées pour chaque élément de basculement, sur la base de consultations avec des experts du milieu universitaire, de l'industrie et d'organisations civiles et gouvernementales. Les idées vont des nouveaux matériaux de construction et de la promotion de régimes sans viande à la formation d'un tribunal mondial de l'environnement.
Pour Otto, les moteurs de changement les plus puissants concernent les infrastructures et les normes sociales. Prenons, par exemple, les deux gazoducs Nord Stream, qui ont été construits pour acheminer le gaz naturel de la Russie vers l'Europe. Après l'invasion de l'Ukraine par la Russie au début de 2022, le pipeline Nord Stream 11 de 2 milliards de dollars a été pratiquement abandonné, et la Russie a depuis désactivé Nord Stream 1 en réponse aux sanctions occidentales. En conséquence, les prix de l'énergie et à la consommation dans toute l'Europe ont grimpé en flèche.
La physique de l'opinion publique
Pourtant, malgré la pression, la plupart des résidents européens ne crient pas pour que les pipelines soient réactivés - il y a une acceptation collective qu'il serait moralement odieux de financer la guerre de la Russie. Otto dit que ces développements récents sont un signe clair que les alternatives aux énergies renouvelables doivent être accélérées. Elle craint cependant que les projets multinationaux à l'échelle de Nord Stream ne semblent se produire que pour les combustibles fossiles - malgré toute la rhétorique sur les transitions vers les énergies vertes.
Otto étudie actuellement l'impact des choix personnels sur le climat, des analyses provisoires du Royaume-Uni et de l'Allemagne suggérant que les systèmes de chauffage des ménages sont généralement la plus grande variable des émissions individuelles. Pour comprendre les problèmes économiques, sociaux et moraux complexes auxquels les consommateurs sont confrontés, Otto utilise des «modèles de contagion», qui sont généralement utilisés pour étudier la propagation des épidémies. Les résultats pourraient contribuer à des campagnes visant à encourager les gens à manger moins de viande, à utiliser des modes de transport plus écologiques ou à déclencher des changements dans les programmes scolaires. « Les spécialistes des sciences sociales travaillent désormais de manière plus quantitative et sont plus ouverts aux modèles quantitatifs », explique Otto.
Perspectives mondiales
Les points de basculement sociaux soulèvent également des questions morales. On pourrait dire que la Chine a fait preuve du basculement social le plus efficace de l'histoire récente, grâce à des interventions au niveau de l'État telles que la politique de l'enfant unique (1980-2016) et son développement économique rapide. Mais une voie fixe pour le changement social choisie par les dirigeants d'un État à parti unique est très différente des transitions qui émergent par le biais de choix de société – qu'ils soient ou non « incités » par les politiques gouvernementales.
En fait, certains pays ont des opportunités de basculement socio-économique uniques. En Afrique du Sud, par exemple, près de 90 % de l'électricité était généré par le charbon en 2020, mais une infrastructure vieillissante signifie que le pays connaît régulièrement des coupures de courant. Beaucoup espèrent que les objectifs climatiques et la chute des coûts des énergies renouvelables permettront à l'Afrique du Sud de contourner la voie standard du développement alimenté par le carbone - passant plutôt à un nouveau régime centré sur les énergies renouvelables. Selon une étude de 2022 menée par Jonathan Hanto des Institut de technologie de Berlin, cette transition commence lentement. Les nouvelles installations éoliennes et solaires sont moins chères que les nouvelles centrales au charbon en Afrique du Sud depuis 2015, tandis qu'une nouvelle législation soutient les alternatives à faible émission de carbone (Énergie pour le développement durable 69 164).
Reinette (Oonsie) Biggs, chercheur en développement durable à Université de Stellenbosch, Afrique du Sud, affirme que le transfert du système énergétique du pays vers un nouvel État changera la donne, car une grande partie de l'économie et de la société repose sur l'utilisation de l'énergie. Mais elle prévient que les changements ne seront transformateurs que si le modèle économique devient plus distribué et équitable. Biggs veut une législation qui exige qu'un certain pourcentage d'énergie soit généré par des projets communautaires et abaisse la barre pour les projets à petite échelle à vendre dans le réseau.
Avec des défis aussi énormes, une combinaison d'initiatives locales et d'interventions de l'État sera nécessaire pour nous éloigner du bord de la catastrophe climatique. Mais les transitions socio-économiques ne doivent pas nécessairement être catastrophiques. Si l'imagination collective peut être activée, nous pourrons peut-être nous basculer dans un nouveau monde où les ressources naturelles ne sont plus l'apanage de quelques-uns et la prospérité est une option pour tous.
