Economie circulaire et transitions : Analyse prospective à long terme des défis technologiques et politiques mondiaux, relative aux marchés des matériaux et à l'eau

Circular economy and energy transition: long-term prospective analysis of global technological and political challenges, relating to the materials markets and water

• Auteur / Autrice : Marie Codet
• Direction : Sandrine Selosse
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Contrôle, optimisation, prospective
• Date : Inscription en doctorat le 17/10/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mathématiques et Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CMA - Centre de Mathématiques Appliquées
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université de Recherche Paris Sciences et Lettres (2015-2019)

Mots clés

Mots clés libres

Prospective

Matériaux

Eau

Transition

Energie

Métaux

Prospective

Materials

Water

Transition

Energy

Metals

Résumé

Dans le cadre de la décarbonation des systèmes énergétiques, le déploiement massif des technologies bas carbone fait appel à un volume croissant de matériaux, incluant les métaux critiques ou stratégiques. Il en résulte des défis de natures diverses : économiques, technologiques, géopolitiques et environnementaux. Ce travail de recherche aura donc pour but de faire une évaluation prospective des tensions sur les matériaux induites par les trajectoires mondiales de neutralité carbone qui conduisent à des changements importants des systèmes énergétiques. Il vise une analyse plus approfondie des marchés futurs des matériaux au regard des contraintes géopolitiques, des dégradations environnementales engendrées, des nécessaires besoins accrus en eau dans un contexte de stress hydrique croissant. La question de l'eau viendra également interroger la pertinence du développement d'une économie circulaire des matériaux et de celle de leurs éventuels substituts. Ainsi, la recherche déterminerait, mais sans s'y limiter, la configuration optimale du système énergétique en termes de capacités technologiques à installer ou à décommissionner, leur emplacement, le moment optimal pour l'installation et les émissions de GES associées. Enfin, les coûts optimaux du futur système énergétique et des recommandations politiques basées sur la connaissance seront fournis. TIAM-FR, la version française de TIMES Integrated Assessment Model, sera utilisé à cette fin.

To decarbonize energy systems, massively deploying low-carbon technologies requires a growing volume of materials, including critical and strategic metals. This evolution poses several challenges: economic, technological, geopolitical, and environmental. A forward-looking assessment of tensions on materials in light of global carbon neutrality trajectories will constitute this study. An in-depth analysis of future materials markets will consider geopolitical constraints, environmental degradations, and water needs in a growing water stress context. Water issues will put the development of a circular economy surrounding materials and their eventual substitutes into question. In that respect, this research will determine the energy systems' optimal configuration regarding technological capacities to be installed or decommissioned, their location, the optimal moment to install them, and their associated greenhouse gas emissions. Lastly, this research will provide the future energy system's optimal costs and political recommendations. TIAM-FR, the TIMES Integrated Assessment Model's French version, will be used for this purpose.