4.87 Les symbioses industrielles Un nouveau modèle émergeant en Europe du Nord

Dans un article au nom évocateur, « Regard sur trente ans d’économie industrielle », Alain Balasse (2003, p. 115) soulignait le fait que les sciences économiques et les sciences de gestion avaient trop longtemps été présentées comme deux facettes d’un même savoir : « D’un côté, la science économique au sens large – telle qu’elle est enseignée dans les amphithéâtres – relève, de par son caractère normatif, de schémas purement conceptuels souffrant, dès lors, d’un manque évident d’opérationnalité. De l’autre, le management, en raison des domaines nombreux et variés auxquels il est amené à faire référence, peut sembler orphelin d’une base de réflexion théorique solide et unanimement reconnue ». Les choses évoluant, nous avons assisté à un rapprochement de ces deux sciences, symbolisant l’arrivée à maturité de l’économie industrielle. Le terrain de l’interdisciplinarité est cependant loin d’être épuisé. Éric Brousseau et Jean-Michel Glachant (2000, p. 46) font même preuve d’un certain optimisme en affirmant que la « fertilisation transdisciplinaire » (fécondité des échanges avec la sociologie, le droit, les sciences politiques, les sciences administratives, l’histoire…) est en train de stimuler l’analyse économique et d’ouvrir de nouvelles perspectives à l’économie industrielle.

C’est également le constat de Francesco Malerba (2010) qui se propose de définir l’économie industrielle comme « une discipline axée sur l’étude du changement (au niveau des firmes, de l’industrie…) et caractérisée par l’interdisciplinarité (histoire, économie, management) et l’ouverture théorique » (Bellandi, Labory, Longhi, Rochhia, 2010, p. 28). L’étude du changement passe par l’intégration de nouveaux domaines de recherche, certains restent traditionnels tout en subissant des changements réguliers, c’est le cas de la politique industrielle et de la politique de la concurrence, d’autres ont émergé au fil du temps : volet international, place des services, processus de normalisation, internalisation de l’environnement, définition des droits de propriété intellectuelle, utilisation des nouvelles technologies de l’information et de la communication, application aux sciences du vivant… L’ouverture théorique a bénéficié quant à elle des réflexions relatives au changement technologique et des apports des approches évolutionnistes, de l’émergence d’une économie des contrats, des réseaux et de la théorie des jeux. Enfin, l’interdisciplinarité (voire la transdisciplinarité) nous permet de saisir toute la complexité de notre environnement (c’est l’idée du Macroscope de Joel de Rosnay, 1975). Si les relations entre sciences économiques, sciences de gestion et sciences politiques constituent un terrain fertile pour porter un regard neuf sur l’économie industrielle, notre attention est aujourd’hui tournée vers d’autres sciences, l’anthropologie, l’ethnologie, les sciences du vivant, et notamment l’écologie.

Le rapprochement entre l’économie et l’écologie a fait l’objet de nombreux débats (Vivien, 1994, 2015), il n’est pas dans notre intention d’y faire référence ici . Par contre, il existe un champ de recherche qui inter‑ pelle l’économie industrielle, c’est celui de l’écologie industrielle (Boidin, Figuière, Diemer, 2014 ; Diemer, Figuière, Pradel, 2013 ; Diemer, Labrune, 2007) . Si la question environnementale fait aujourd’hui partie des nouveaux domaines de l’économie industrielle, force est de constater que les travaux renvoient davantage à des questions pratiques de pollution et d’impacts sur les choix des industriels (Mondello, 1998), de normes environnementales et d’incitations à l’éco-innovation (Poncet, Salles, 1998 ; Cazals, 2010 ; Belis-Bergouignan, Levy, Oltra, Saint-Jean, 2012), de gestion préventive des risques et d’accords volontaires (Borkey, Glachant, 1998) plutôt qu’à une véritable réflexion sur la portée de ce nouveau modèle industriel. Dans la continuité des travaux de Richard Arena et de Cindy Navarro (2010, p. 381) qui ont proposé une chronologie des principales approches en éco‑ nomie industrielle (préocupations pragmatiques et statistiques au début des années 1980 ; politique et dynamique industrielles à la fin des années 1980 ; émergence de nouveaux courants théoriques et de nouvelles questions empi‑ riques dans les années 1990 ; économie de la connaissance et des interac‑ tions sociales dans les années 2000), nous pensons que l’écologie industrielle pourrait constituer une nouvelle étape dans la phase de maturité de l’économie industrielle.

Notre papier cherchera à montrer que l’écologie industrielle reflète la diversification des approches théoriques qui se font aujourd’hui concurrence au sein de l’économie industrielle. Nous examinerons ce nouveau champ de recherche, plus précisément, sous l’angle des symbioses industrielles. La sym‑ biose industrielle illustre la nécessaire interdépendance entre plusieurs processus de production de différentes firmes et le bouclage des flux de matière et d’énergie à mettre en œuvre à l’intérieur d’une zone d’activité industrielle (Diemer, 2015). Chertow a défini la symbiose industrielle comme « engaging traditionally separate industries in a collective approach to competitive advantage involving physical exchanges of materials, energy, water and/or by products. The keys to industrial symbiosis are collaboration and the synergistic possibilities offered by geographic proximity » (2004, p. 2 ; 2007, p. 12). Les symbioses industrielles sont porteuses de bénéfices environnementaux, économiques et sociaux pour les entreprises impliquées dans une relation de collaboration (Brullot, Junqua, 2015 ; Brullot, Buclet, 2011). Afin de mieux comprendre l’émer‑ gence des symbioses industrielles et préciser les liens qu’elles entretiennent avec les recherches en matière d’économie industrielle, nous procéderons en trois temps. Dans un premier temps, nous reviendrons sur la success story de Kalundborg. Présentée comme l’archétype même de l’écologie industrielle, la symbiose danoise a focalisé l’attention de nombreux chercheurs et initié un véritable programme de recherche. Nous mettrons en lumière ses facteurs clés de succès. Dans un deuxième temps, nous verrons si ce modèle est transposable ou s’il répond à un contexte bien spécifique. L’économie industrielle, de type méso-analytique (structures – performances), sera ici mobilisée pour rendre compte des diverses expériences de symbioses indus‑ trielles. Bâties sur le modèle de Kalundborg, ces dernières ont développé un système complexe d’échanges dans de nombreuses activités (mines, raffinage du sucre, biocarburants, industrie forestière).

Nous analyserons les différents processus à même de jouer un rôle dans la conceptualisation de la symbiose industrielle. Enfin, dans un troisième et dernier temps, nous reviendrons sur les différents apports théoriques mobilisés pour étudier les symbioses afin de montrer que l’écologie industrielle constitue bien un nouveau champ de l’économie industrielle. 

Cet article est à mettre en relation avec l'Atlas des synergies productives développé par Open Studio 

La notion « d’écologie industrielle » a été définie en 1989, dans un numéro spécial de la revue Scientific American consacrée à la gestion de la planète. Dans un article intitulé « Des stratégies industrielles viables », Robert Frosch et Nicolas Gallopoulos, tous deux responsables de la Recherche chez General Motors, développent l’idée selon laquelle il devient nécessaire de recycler les biens usagés, d’économiser les ressources et de rechercher des matières premières de remplacement (Dannequin, Diemer, Petit, Vivien, 2000). L’accumulation des déchets et la pollution générée par le progrès technique les conduisent à remettre en cause le modèle de développement des économies industrielles et à formuler la notion d’écosystème industriel : « Ainsi dans un système industriel traditionnel, chaque opération de transformation, indépendamment des autres, consomme des matières premières, fournit des produits que l’on vend et des déchets que l’on stocke. On doit remplacer cette méthode simpliste par un modèle plus intégré : un écosystème industriel »  (1989:106). 

En l’espace d’une vingtaine d’années, le courant de l’écologie industrielle (Schulze, Frosch, Risser, 1996 ; Lifset, 1998 ; Ehrenfeld, 2004 ; Erkman, 2006) s’est structuré autour de plusieurs champs de recherche : 1° L’écologie industrielle fait appel en priorité à l’écologie scientifique, aux sciences naturelles et aux sciences de l’ingénieur (Schulze, 1996), toutefois…
2° Elle doit pouvoir également mobiliser des disciplines diverses, telles que les sciences économiques, juridiques et sociales (Boons, Roome, 2000).
3° Si un système industriel peut fonctionner comme un écosystème biologique, il ne faut pas prendre cette analogie « au pied de la lettre ». Ayres (1995) précise qu’il existe des différences importantes entre les organismes biologiques et les unités élémentaires du système industriel, en l’occurrence les entreprises.
4° Le concept d’écologie industrielle repose sur trois principaux éléments :
(I) c’est une vision globale intégrée de tous les composants du système industriel et de leurs relations avec la Biosphère ;
(II) la totalité des flux et des stocks de matière, d’énergie et d’informations liés aux activités humaines, constitue le domaine d’études de l’écologie industrielle ;
(III) La dynamique technologique s’avère être un facteur crucial pour favoriser la transition du système industriel actuel vers un système viable (Ausubel, Sladovich, 1989 ; Diemer, 2012a).
 

Dans le cadre de l’écologie industrielle, l’étude et la promotion de la sym‑ biose industrielle ont généré depuis près de 15 ans, un véritable programme de recherche (Barles, 2010 ; Beaurain, Brullot, 2011 ; Schalchli, 2011 ; Buclet, 2011 ; Beaurain, Varlet, 2014 ; Junqua, Brullot, 2015). S’appuyant sur la notion de relations symbiotiques biologiques, la symbiose industrielle est généralement illustrée par un réseau d’échanges entre différentes entités localisées sur un territoire. Christensen (2006, p. 3) la définit comme « a collaboration between different industries for mutual economic and environmental benefits ». En travaillant ensemble, les entreprises s’efforcent de proposer une prestation collective supérieure à la somme des bénéfices individuels qui pourrait être obtenue dans le cas d’actions indépendantes. Le principe de la collaboration agit sur les relations internes (celles des participants) tout en permettant à la symbiose d’élargir son environnement en intégrant des partenaires externes (fournisseurs, clients). La mise en place d’une symbiose industrielle est influencée par un certain nombre de facteurs (Diemer, 2012b ; 2012c), il s’agit de prendre en compte la nature des activités des entre‑ prises concernées, leur histoire et leur localisation dans la region (Buclet, 2015), la présence d’un organe chargé de coordonner les acteurs de la symbiose (Markewitz, Pinna, Veville, 2015 ; Paquin, Howard-Grenville, 2012, insistent sur le rôle de l’animateur de la symbiose industrielle)… La question du contexte (spécifique) est ainsi souvent soulignée dans la littérature pour expliquer les succès ou les échecs d’une symbiose (Christensen, 2006)
 

Dans sa forme initiale, l’expression « symbiose industrielle » a été proposée pour décrire des relations d’échanges de produits entre plusieurs entre‑ prises, situées près de la ville danoise de Kalundborg (Ehrenfeld, Gertler, 1997). Ces relations ont émergé de manière spontanée et créé différentes formes de coordination (Chertow, Ehrenfeld, 2001). En général, les trois possibilités d’échanges de ressources suivantes sont prises en compte : (1) la réutilisation des produits, (2) le partage des infrastructures, (3) la fourniture conjointe de services. La symbiose industrielle met l’accent sur les straté‑ gies inter-entreprises tout en faisant référence à un ensemble de termino‑ logies relatives à un nouveau modèle économique : écosystème industriel (Cote, Hall, 1995), îlots de soutenabilité (Wallner, Narodoslawsky, 1996), éco-parcs industriels (Côte, Cohen, Rosenthal, 1998)… Il s’agit d’optimiser des ressources collectives associées à des échanges de sous-produits et de partager certains services. Un très grand nombre de travaux renvoie à la symbiose industrielle de Kalundborg au Danemark (Ehrenfeld, Gertler, 1997 ; Esty, Porter, 1998 ; Ehrenfeld, Chertow, 2002 ; Brings, Jacobsen, Anderberg, 2004 ; Christensen, 2006 ; Chertow, 2007). Cette symbiose peut être présentée soit comme un nouveau paradigme, soit comme une illustration d’échanges spontanés (déchets, eau, énergie) réalisés entre plusieurs entreprises sur la base d’une dépendance contractuelle. Le développement de la symbiose industrielle de Kalundborg a généralement été décrit comme un processus évolutif (Chertow, 2004) au cours duquel des échanges de sous produits indépendants ont progressivement évolué vers un réseau complexe d’interactions symbiotiques entre cinq entreprises implantées près d’une municipalité locale (Ehrenfeld, Gertler, 1997)
 

Figure 1 : La symbiose de Kalundborg
 

La symbiose comprend une centrale électrique (Asnaes), une raffinerie de pétrole (Statoil), une société de biotechnologie et de produits pharma‑ ceutiques (Groupe Novo), un producteur de plaques de plâtre (Gyproc), une société de décontamination des sols (Soilrem). Les flux de matières (eau, déchets solides) et d’énergies (chaleur, vapeur) constituent les principaux produits ou sous-produits. Par exemple, la centrale électrique produit de la chaleur pour la ville de Kalundborg, de la vapeur pour Novo et la raffinerie Statoil. De l’eau chaude ayant servi au refroidissement de la centrale est acheminée vers une ferme piscicole (ce qui permet une production de pois‑ sons à grande échelle).

Afin d’analyser la performance environnementale et économique de la symbiose de Kalundborg, Jacobsen (2006) a proposé une analyse quantitative des échanges d’eau et de vapeur. Les avantages environnementaux ont été comptabilisés sur la base de leur capacité à réduire la consommation d’eau de « haute qualité » par le biais d’effets de substitution (système de cascades d’eau). Du côté des flux de vapeur et de chaleur, les échanges de la symbiose industrielle ont été estimés en fonction des effets de cogénération et de réduction nette des émissions de dioxyde de carbone, de dioxyde de soufre et d’oxydes d’azote. Les retombées économiques ont quant à elles été appréhendées à partir d’une combinaison d’économies directes et indi‑ rectes liées à des questions de production (en amont et en aval). La région de Kalundborg est caractérisée par un déficit en eaux souterraines. Ainsi, de nombreuses initiatives publiques et privées ont cherché au cours de ces dernières décennies à économiser les eaux souterraines.

Jacobsen (2006) a identifié les trois stratégies suivantes. La première consistait à remplacer les eaux souterraines par des eaux de surface dans les secteurs les plus consommateurs d’eau (1961). La deuxième cherchait à optimiser l’utilisation de l’eau au sein de la symbiose et à diversifier les sources d’eau extérieures dans les industries consommatrices d’eau (1975). La troisième tentait de convertir les eaux de surface de qualité supérieure en eau potable de bonne qualité et d’importer les eaux souterraines des régions adjacentes à Kalundborg (1997). Ces différentes stratégies ont permis de créer un système d’alimentation en eau diversifié au niveau du territoire, et de générer une coopération étroite entre les industries consommatrices d’eau. Selon Jacobsen, l’importance des flux symbiotiques par rapport aux flux totaux d’eau est considérable : « More than 95% of the water input of the power plant is part of the symbiotic network, whereas 98% of the water input for the refinery is symbiotic in character, approximately 20% for the Novo facility » (2006, p. 243).

Pour la centrale électrique Asnae, cinq sources différentes (y compris une forme symbiotique) constituent la base de l’alimentation en eau :
(I) l’utilisation de l’eau de surface en collaboration avec la raffinerie Statoil et l’usine de Novo,
(II) l’utilisation de l’eau de refroidissement de la raffinerie,
(III) l’utilisation des eaux usées de la raffinerie,
(IV) la réutilisation des eaux usées de la société Novo,
(V) la réutilisation de l’eau de l’usine de traitement des eaux usées publiques. 
La centrale électrique d’Asnae s’approvisionne en eau de surface à partir d’un lac voisin. L’eau de surface est traitée pour améliorer sa qualité et chauffée pour fournir de la vapeur.

Au vu de Kalundborg, il semblerait que les échanges réalisés au sein de la symbiose industrielle combinent à la fois des avantages importants (échanges d’eau de refroidissement entre Asnae et Statoil) et des avantages mineurs (échanges d’eaux usées entre les deux mêmes sociétés). La symbiose apparaît ainsi sous les traits d’une substitution directe/indirecte et d’un partage de services. Du point de vue entropique (Georgescu-Roegen, 1995), elle pourrait même proposer une solution physique à la gestion des déchets et à la circulation des flux géochimiques.

Au-delà des avantages, il est intéressant de comprendre et d’interpréter le succès de Kalundborg. Jorgen Christensen (2006), consultant au Symbiosis Institute, attribue le succès des échanges au sein de la symbiose industrielle au contexte (historique) et aux perspectives dans lesquelles les arrangements réciproques ont été pensés. Ainsi, la symbiose industrielle ne serait pas une réponse qu’il faudrait isoler de son environnement, mais plutôt la partie d’un processus améliorant la performance globale (environnementale, économique, sociale, culturelle) de l’entreprise individuelle et de l’organisation collective. Si la collaboration poussée entre les firmes, la place de la confiance dans la pérennité des relations et la volonté de changement des acteurs peuvent être présentés comme des vecteurs de développement durable, il convient de souligner que ces mêmes forces sont autant de faiblesses (Erkman, 1998 ; Christensen, 2006). La disparition d’un maillon de la chaîne ou une perte de confiance entre les acteurs peuvent très vite « gripper » un tel système et réduire à néant, des relations qui se sont construites dans la durée.

En retraçant l’histoire de la symbiose industrielle de Kalundborg, Christensen a tenté de répondre aux trois questions suivantes : comment la symbiose industrielle s’est-elle développée ? Pourquoi précisément à Kalundborg ? Qu’est-ce qui explique la bonne communication entre les partenaires ? Cinq facteurs seraient ainsi à l’origine du succès de Kalundborg :
(I) la collaboration entre des participants opérant sur des secteurs d’activité différents,
(II) l’importance de la solution marchande,
(III) une proximité géographique entre les participants (écologie industrielle régionale),
(IV) la volonté de travailler ensemble et de partager des valeurs,
(V) la bonne communication entre les partenaires.
Dans les pages qui suivent, nous emploierons le terme de principes pour expliquer le succès de Kalundborg. Cinq principes sont nécessaires pour produire une symbiose industrielle : le principe de différence, le principe économique, le principe géographique, le principe psychologique et le principe de communication (notamment l’animation interne de la symbiose et la communication externe vers les parties prenantes). 

Figure 2 : Facteurs clés de succès de la symbiose de Kalundborg

Au-delà de ces principes, les faits économiques, environnementaux et opérationnels semblent indiquer que le succès de Kalundborg est lié à un contexte spécifique. Costa et Ferrao (2010) suggèrent qu’un contexte favorable au développement de la symbiose industrielle « can be shaped through an interactive process wherein the government, industries and other institutions are guided towards aligning their strategies in support of collaborative business strategies in resource management » (2010, p. 985). De leur côté, Domenech et Davies (2010) ont démontré qu’au-delà de la faisabilité technique et économique des échanges, les éléments sociaux jouaient également un rôle crucial dans le développement du réseau de la symbiose industrielle. Par réseau social, il faut entendre le rôle des différents membres, les processus de transfert de l’information, la négociation des échanges, la confiance, la formation des alliances (Domenech, Davies, 2009). Il s’agit également d’étudier les modes de mise en relation, les interactions et la structure sociale (Ashton, 2008).

L’analyse de la structure sociale et la morphologie des réseaux nous aident à identifier les conditions dans lesquelles les entreprises exercent leurs activités et atteignent les résultats attendus (Martin et al., 2009). À Kalundborg, le réseau de la symbiose industrielle est caractérisé par le type de transactions (quatre types de transactions : échanges matériels de déchets, cascade d’eau, cascade d’énergie, échanges de connaissances), une taille critique (six sociétés), un haut degré de centralisation (rôle important joué par la centrale électrique Asnae, la plupart des échanges ont lieu entre les acteurs centraux, ce qui réduit les coûts de transaction), une forte densité de liens (le flux des transactions contribue à une augmentation de la densité du réseau et favorise la construction de relations plus étroites) et la proximité des acteurs. L’institutionnalisation du réseau a eu lieu en 1996, lorsque les différents partenaires ont décidé de créer the Symbiosis Institute (Christensen, 2006), une plate-forme destinée à diffuser les expériences et à identifier des domaines potentiels de collaboration.
 

Notons pour finir que l’étude des symbioses industrielles conduit à distinguer deux niveaux d’analyse (Boons, Spekkink, Mouzakitis, 2011). Au premier niveau, on identifie le système industriel régional qui est associé à « a more or less stable collection of firms located in proximity to one another, where firms in principle can develop social and material/energy connections as a result of that proximity » (Boons, Spekkink, Mouzakitis, 2011, p. 907). À ce niveau, les collectivités locales et d’autres acteurs (consommateurs, citoyens, ONG) peuvent s’impliquer dans le projet de symbiose et accroître la viabilité du système industriel regional. Une grande partie de la littérature décrit, compare et analyse les cas où les systèmes industriels régionaux de différentes tailles cherchent à developer leur réseau de contacts ou prévoient de le faire (Van Leeuwen et al., 2003 ; Heeres et al., 2004). Au second niveau, nous avons l’échelon sociétal. Ici, nous ne nous intéressons pas à la dynamique du processus créateur de liens entre les entreprises, mais plutôt à la manière dont les symbioses industrielles se diffusent dans la société. Nous nous référons ici à la théorie institutionnelle, et plus précisément aux mécanismes de diffusion d’une innovation sociale auprès d’un ensemble d’organisations. La diffusion peut être le résultat de la transmission d’une innovation d’une organisation vers une autre organisation ou d’un processus de sélection par lequel les organisations qui n’utilisent pas l’innovation disparaissent. DiMaggio et Powell (1983) distinguent un certain nombre de mécanismes de transmission pouvant conduire à la diffusion d’innovations dans un champ organisationnel.
 

Boons, Spekkink et Mouzakitis (2011, p. 909) ont proposé une liste des mécanismes de transmission :
1) la contrainte (une organisation est contrainte d’adopter les règles routinières d’une autre organisation qui détient le pouvoir au sein de la symbiose),
2) l’imitation (une organisation peut adopter des routines et des procédures de fonctionnement suite à leurs observations des pratiques des autres organisations, ceci pour des raisons statutaires ou parce que ces pratiques fournissent une réponse à des situations incertaines),
3) le gouvernement des intérêts privés (des organisations peuvent choisir d’adopter collectivement une règle ou une routine en raison de la menace de la législation (si elles restaient inactives),
4) les initiatives publiques (les acteurs politiques peuvent initier des expériences et des pratiques nouvelles, puis diffuser les résultats sous la forme d’un label « bonne ou meilleure pratique » pour accélérer son acceptation,
5) la formation et la professionnalisation (grâce à la formation, les individus peuvent apprendre des notions et des techniques nouvelles, et par la suite commencer à les appliquer dans leur milieu de travail,
6) l’altération des conditions limites (des actions sont destinées à stimuler les acteurs d’un système industriel régional de manière à ce qu’ils s’auto-organisent). Ces mécanismes de transmission jouent un rôle dans la diffusion des concepts de symbiose industrielle et des pratiques routinières à l’ensemble de la société. Les deux niveaux de la symbiose industrielle – système régional industriel et échelon sociétal – renvoient aux effets des activités humaines sur les organismes vivants et leur environnement non vivant (ce que nous appelons, l’impact écologique).
 

Au-delà de la spécificité de la symbiose industrielle de Kalundborg, une question intéressante est de savoir si les échanges symbiotiques émergent de manière spontanée ou s’ils reposent sur quelque chose qui va au-delà des simples relations marchandes ? En d’autres termes, est-ce que l’exemple de Kalundborg peut être reproduit dans un contexte et un lieu géographique différents ? Peut-on planifier un modèle de symbiose industrielle ? Sur ce point, Gibbs et Deutz (2007), Buclet (2011a) rappellent que les résultats sont contrastés, voire décevants.
 

Si les illustrations de symbiose industrielle présentes en Australie (Schwarts, Steininger, 1997), en Chine (Zhu et Côté, 2004 ; Zhu, Lowe, Wei, Barnes, 2007), en Suède (Karlsson, 2008), en France (Beaurain, Brullot, 2011), en Corée (Behera, 2012)… ont développé un système complexe d’échanges dans de nombreuses activités (mines, biocarburants, raffinage du sucre, industrie forestière, urbanisation…), les recherches empiriques tendent à montrer que les tentatives de planification ont rarement débouché sur des organisations pérennes. Gibbs (2003 ; 2005) a étudié 63 parcs éco-industriels (30 parcs aux États-Unis et 30 en Europe) et a en conclu que « initiatives based upon the interchange of wastes and cascading of energy are few in number and difficult to organize ». Pour comprendre cet échec, Chertow (2007, p. 21) a suggéré l’existence de deux modèles susceptibles d’expliquer les symbioses industrielles (Lombardi, Laybourn, 2006). Le premier modèle – modèle planifié – se réfère à des efforts « conscients » pour identifier les organisations de différents secteurs et les localiser afin qu’elles puissent partager des ressources entre elles. Aux États-Unis, la planification de ces systèmes a entraîné la formation d’un stakeholder group qui a pour fonction de guider les actions d’un organisme gouvernemental (ou quasi-public) visant à encourager le développement de symbioses.
 

Le second modèle – modèle auto-organisé – renvoie aux écosystèmes industriels qui se dégagent des décisions motivées par des acteurs privés souhaitant échanger des ressources pour des raisons économiques. Dans les premiers temps, les participants ne prennent pas conscience de l’apparition de la symbiose industrielle ou de son inclusion dans un écosystème industriel.
 

Cette perception se développe au fil du temps. Chertow affirme que les initiatives politiques devraient être axées sur l’identification de la symbiose industrielle et son développement ultérieur. Cette recommandation fait suite aux conclusions du rapport de l’USPCSD (Conseil du Président américain sur le développement durable) : « Federal and state agencies should assist communities that want to create eco-industrial parks that cluster businesses in the same area to create new models of industrial efficiency, cooperation and environmental responsibility » (1996, p. 104).
 

Figure 3 : Les modèles de symbiose

De leur côté, Boons et Berends (2001), Baas et Boons (2004) ont suggéré que l’émergence des symbioses industrielles était basée sur des situations win-win (gagnant-gagnant) entre des entreprises présentes sur un territoire donné, la nouvelle forme organisationnelle qui en résultait, pouvant engendrer un développement industriel. Trois étapes sont répertoriées. La première étape, l’efficacité régionale, est décrite comme une décision autonome prise par les entreprises, la coordination avec les entreprises locales permet de diminuer les inefficacités (partage des services publics). La deuxième étape, l’apprentissage régional, est fondée sur la reconnaissance et la confiance mutuelle, les entreprises et d’autres partenaires échangent des informations et participent à l’élargissement de la notion de durée. La troisième étape, le district industriel durable, insiste sur l’évolution de plus en plus marquée vers une vision stratégique et une action concertée enracinée dans la durée.
 

Figure 4 : Émergence d’une symbiose industrielle

Chertow (2007, p. 23) note qu’il n’est pas certain que cette troisième étape intervienne et que l’orientation fortement collective soit compatible avec les autres impératifs des entreprises. En outre, il y a des développements planifiés, notamment de systèmes dominés par une seule entreprise, qui pourraient rassembler les principaux acteurs et générer des avantages. La planification formelle est beaucoup plus institutionnalisée dans les pays tels que la Chine, la Corée et Singapour, c’est notamment le cas du groupe Guitang, organisation verticalement intégrée. Le Guitang Group est situé dans la région autonome Zhuang du Guangxi, qui produit plus de 50 % de la production de sucre de la Chine. Présenté comme une société appartenant à l’État (1956), il doit son activité à la raffinerie de sucre et à la distillerie d’alcool (qui utilise la mélasse). Au fil des années, ce groupe s’est diversifié en construisant trois usines de papier qui utilisent la bagasse comme matière première (Zhu, Côté, 2004). La symbiose industrielle est à la fois interne et externe.
 

Du point de vue interne, le processus peut être décrit comme suit (Zhu, Lowe, Wei, Barnes, 2007). La canne à sucre est broyée et traitée au sein de deux chaînes de production, la chaîne du sucre (raffinerie et distillerie) et la chaîne du papier (usines de pâtes à papier). Dans la chaîne du sucre, le jus de la canne à sucre issu du concassage et du broyage est raffiné dans un processus de carbonatation, ce qui donne un sucre de qualité supérieure. Les boues résiduelles (un des déchets provenant du processus de raffinage) sont utilisées comme input dans la production de ciment. Les résidus de la distillerie (principalement de la mélasse) sont utilisés comme intrants dans la production d’engrais composites (directement acheminés aux champs, ce qui permet de fonctionner en système clos). La chaîne de papier repose sur l’utilisation de la bagasse, qui est le résidu de la canne à sucre auquel on ôte la moelle (portion inférieure de la canne). Les fibres longues (60 % de la bagasse) servent à la fabrication du papier. Les fibres courtes sont utilisées comme combustible dans une centrale électrique de cogénération. Le Guitang Groupe brûle la bagasse dans sa centrale électrique et/ou la vend à des clients (ménages) pour la cuisson et le chauffage. L’opération de mise en pâte pour préparer la bagasse et la convertir en papier nécessite un apport important d’alcali (mélange liquide d’ammoniaque et d’eau, dans la fabrication du papier, l’alcali-cellulose est le produit de l’action de la soude caustique sur la cellulose), qui se retrouve dans les résidus de l’opération. Une unité de récupération recycle les déchets de l’opération de mise en pâte (liqueur noire). Les boues blanches sont utilisées comme intrants dans la production de ciment. La pulpe de pâte est traitée par l’une des trois papeteries, les résidus (liqueur blanche) sont analysés et transformés afin de récupérer des quantités importantes de fibres et d’eau, qui sont recyclées dans les usines de papier. Zhu, Lowe, Wei, Barnes (2007) précisent qu’en plus de la chaîne de production, il existe une chaîne de récupération d’énergie dans lequel la moelle de la canne à sucre est brûlée dans une chaudière pour alimenter l’usine.
 

En plus de la symbiose interne, le Groupe Guitang a construit un vaste réseau de relations externes avec le gouvernement (de la ville de Guigang), les clients, les fournisseurs et les concurrents. Le gouvernement joue un rôle actif dans la conduite des affaires et des marchés. C’est lui qui établit le prix minimum que l’entreprise doit payer aux agriculteurs. Ce soutien direct des prix offre davantage de revenus et de sécurité pour les agriculteurs, conformément à la politique nationale d’aides aux populations rurales. Au-delà du prix plancher, le gouvernement de la ville utilise d’autres politiques pour gérer le volume de la production et limiter la zone dans laquelle le Groupe Guitang peut acheter la canne à sucre. Le gouvernement agit en tant qu’intermédiaire entre l’industriel et les agriculteurs, de manière à résoudre les nombreux différents en matière de prix et de quantités. Le gouvernement a également encouragé les banques locales à fournir des prêts à taux d’intérêt faible aux agriculteurs qui ont planté sur une plus grande échelle et occasionné de nouvelles créations d’emplois. Toutes ces dispositions ont crée une certaine dynamique entre le gouvernement local, les agriculteurs et l’industriel, laquelle incite toutes les parties prenantes à augmenter la productivité et l’efficacité de la symbiose. Les relations avec les clients s’appuyent sur la qualité des produits. La qualité supérieure du sucre raffiné a permis au Guitang Group de signer d’importants contrats avec les grandes compagnies de boissons gazeuses, notamment Coca-Cola et Pepsi-Cola. La qualité du papier fait de ce dernier, le veritable centre de profit du groupe. Les relations avec les agriculteurs sont basées sur une contractualisation à long terme. Le Groupe Guitang fournit les semences et l’engrais organique à des prix très faibles, il apporte également un soutien technique aux agriculteurs de canne à sucre de la région (en aidant notamment les agriculteurs à se convertir à la production biologique).
 

La symbiose industrielle du Guitang Group a ainsi généré un ensemble d’avantages non négligeables. En choisissant d’appréhender ses déchets comme des inputs, la société résout un problème environnemental classique en utilisant les boues comme matière première dans sa cimenterie. Cette activité a permis la commercialisation de nouveaux produits, l’amélioration des bénéfices (produits moins coûteux) et la réduction des rejets de polluants. Des investissements visant à améliorer la qualité du papier et à mettre en place une usine de récupération de l’alcali ont entraîné une baisse du coût des intrants et une diminution de la pollution. Enfin, le modèle symbiotique fondé sur deux chaînes de valeur (sucre et papier) permet de compenser d’éventuelles pertes lorsque l’une des deux chaînes rencontre des difficultés de commercialisation. Ce fût le cas lorsque la raffinerie de sucre eut à subir des pertes importantes pendant plusieurs années (Zhu, Lowe, Wei, 2007).
 

L’écologie industrielle a souvent été présentée comme un moyen de passer d’une économie linéaire (les ressources sont extraites de l’écosystème par la main de l’homme puis renvoyées dans l’écosystème sous une forme dégradée) à une économie circulaire, ne puisant que marginalement dans les ressources naturelles (Buclet, 2011a). La mobilisation des sciences de l’ingénieur en faisait une démarche avant tout scientifique (Erkman, 1998 ; Vivien, 2003) et technique (Esquissaud, 1997 ; Adoue, 2008) : il s’agissait de valoriser les déchets (passer des bads aux goods), de boucler les cycles en minimisant les rejets, de dématérialiser les produits (accroître la productivité des ressources) et de procéder à la décarbonisation de l’énergie (système industriel moins gourmand en énergie fossile). Au fil des années, l’écologie industrielle s’est très vite inscrite dans une logique d’optimisation systémique de la société industrielle.

Deux présupposés se sont alors immiscés dans les discours des ingénieurs :
1° l’inscription de l’écologie industrielle dans une économie de marché ;
2° la foi dans le développement et l’essor des technologies environnementales.

L’écologie industrielle s’est ainsi tournée vers les sciences économiques et les sciences de gestion pour aborder la question des performances économiques et environnementales du nouveau système (Esty, Porter, 1998) mais également pour comprendre les coopérations inter-organisationnelles au sein d’un territoire (Abitbol, 2012). Les symbioses industrielles ont hérité de ces réflexions (Erkman insiste sur le fait que « les échanges [de la Symbiose de Kalundborg] obéissent aux lois du marché », 1998, p. 26) tout en mobilisant un ensemble d’approches théoriques que l’on retrouve dans le corpus de l’économie industrielle. Bien entendu, la simple référence à une “boîte à outils” commune ne suffit pas pour faire de l’écologie industrielle (et des symbioses), un nouveau champ d’analyse pour l’économie industrielle. Encore faut-il que l’écologie industrielle s’inscrive dans une triple démarche.
 

La première est de type-méso analytique. En effet, le point de départ de l’économie industrielle reste l’hypothèse structuraliste, c’est-à-dire la référence à des structures de marché pour expliquer les performances économiques (Balasse, 2003). Largement inspirée par l’école anglo-saxonne (The Industrial Organization), notamment des travaux d’Alfred Marshall (The Economics of Industry, 1879 ; Industry and State, 1919), cette approche a progressivement pris les traits du paradigme SCP (Morvan, 1976 ; 1985). Ce dernier postule qu’il existe des relations causales entre les structures d’un marché, les stratégies des firmes sur ce marché et leurs performances économiques. Yves Morvan ajoute que présenté à l’origine comme un instrument de politique industrielle, ce paradigme suppose « qu’il suffit de modifier les structures d’organisation des marchés pour déterminer de nouvelles performances » (1991, p. 7). Si l’adoption de ce schéma s’est avérée pertinente pour une analyse sectorielle, des limites sont très vite apparues lorsqu’il a fallu prendre en compte la panoplie des choix stratégiques individuels. La Nouvelle Économie Industrielle (Schmalense, 1988) est ainsi partie du principe que les stratégies des acteurs visaient essentiellement à s’affranchir des structures de marché qui les abritaient. Yves Morvan (1991, p. 19) a identifié cinq développements caractérisant cette nouvelle démarche : les théories des comportements stratégiques, la théorie des marches contestables, la théorie des coûts de transaction, le développement de la concurrence hors prix et le renouveau de la politique industrielle.
 

La deuxième renvoie à une logique de filière. Marco Bellandi, Sandrine Labory, Christian Longhi et Sylvie Rochhia (2010, p. 23) lui assignent quatre rôles majeurs : « un outil de description technico-économique, une modalité de découplage du système productif, une méthode d’analyse de la stratégie des firmes, un instrument de politique industrielle ». Cette approche s’est heurtée aux mêmes limites que la méso-analyse. D’une part, ce sous-système productif axé sur la relation matière première – produit fini ne permettait pas de saisir la portée des concepts de chaîne de valeur (Porter, 1980 ; 1982 ; Rocle, 2011) et de Supply Chain Management15 (King, 2000). D’autre part, le concept de filière, comme ensemble finalisé et organisé (Arena, Benzoni, De Bandt, Romani, 1991), devenait de moins en moins pertinent au fur et à mesure que les innovations technologiques devenaient transversales (c’est notamment le cas avec les NTIC, les éco-innovations, les industries biotech…). Du point de vue théorique, le dépassement du paradigme PSC et de la logique de filière a suscité une série de réflexions sur les modes de coordination. Le marché et les prix ont été présentés comme un mode de coordination des activités industrielles parmi d’autres (coordination par les conventions, par les contrats, par les règles…).
 

Des cadres analytiques ont ainsi vu le jour pour donner des représentations théoriques alternatives, c’est le cas de la théorie des contrats et de l’économie des réseaux. Le contrat, défini comme « un accord par lequel deux parties s’engagent sur leurs comportements réciproques » (Brousseau, Glachant, 2000, p. 23), engage le praticien à étudier le fonctionnement de l’économie sur la base de rencontres bilatérales plutôt que sur les notions de marché et de systèmes de prix. L’économie des contrats au sens large inclut aujourd’hui la théorie des incitations (Pratt, Zeckhauser, 1985), la théorie des contrats incomplets (Grossman, Hart, 1986) et la théorie néo-institutionnelle des coûts de transaction (Williamson, 1975, 1985 ; Brousseau, Nicita, 2010). L’approche en termes de réseaux rend compte de l’existence d’un ensemble de firmes et d’acteurs économiques associés à la réalisation de projets communs. Elle fonctionne essentiellement sur la base d’alliances, de coalitions, de communautés, de districts, d’industries, de partenariats… (Cohendet, Kirman, Zimmerman, 2003). Ces interactions apparaissent sous les traits d’un ensemble de noeuds liés entre eux par des connexions. Les liens entre les éléments comptent davantage que les éléments eux-mêmes (Bess, Grossetti, 2003). Dans cette nouvelle configuration, les innovations elles-mêmes peuvent être définies comme des noeuds technologiques, ce qui oblige le praticien à reconsidérer les relations interentreprises (Deroïan, Steyer, Zimmerman, 2003).
 

La troisième introduit la politique industrielle. Cette dernière largement associée aux approches sectorielles et de filière (volonté de l’autorité publique de créer des champions nationaux) a été profondément remise en cause dans les années 1980-1990. La mondialisation des échanges, la globalisation financière, la construction européenne (marché, monnaie) et la crise de légitimité de l’État – Nation ont plutôt favorisé la politique de la concurrence (Rainelli, 2010). L’économie industrielle a ainsi cherché à mieux appréhender l’environnement concurrentiel (Arena, 2006) et le fonctionnement des marchés (notamment la stratégie des acteurs à travers la théorie des jeux). Les préoccupations en matière de politique industrielle se sont ainsi focalisées sur des problèmes d’efficacité de l’action publique et de recherche – développement (place de l’innovation). Ainsi, comme le soulignent Marco Bellandi, Sandrine Labory, Christian Longhi et Sylvie Rochhia (2010, p. 25), les politiques industrielles ont désormais pour objectif « de concevoir des schémas incitatifs à même de créer des interactions entre les acteurs économiques et de développer les processus d’innovation et de création de connaissances ». Les pôles de compétitivité et les stratégies de cluster (Ferrary, Dibioggio, 2003) traduisent la volonté du gouvernement français de construire des systèmes productifs innovants, localisés régionalement et ouvert sur l’économie mondiale.
 

Au vu de ce qui a été présenté dans les deux premières parties de cet exposé, il nous semble que l’écologie industrielle constitue un champ d’analyse « fertile » pour l’économie industrielle. À partir des travaux de Carlton, Perloff (1998) et Lifset (2006), il est possible de proposer une grille d’analyse intégrant les apports de l’écologie industrielle à l’économie industrielle. Le modèle de type méso-analytique repose sur un substrat scientifique (apports de différentes disciplines : économie, management, écologie, sociologie, histoire…) et conceptuel (transdisciplinarité, approche systémique, firmes, technologie). Les conditions de base intègrent les composantes basiques de l’offre et de la demande tout en y incorporant des notions telles que l’éco-conception, l’éco-technologie, le recyclage des déchets, la proximité géographique, l’utilisation des énergies renouvelables… Les structures sont à la fois économiques et sociales. Elles précisent les caractéristiques principales des marchés tout en donnant la possibilité d’intégrer des stratégies d’acteurs (intégration verticale, diversification, parc éco-industriels, symbioses). Les acteurs peuvent exprimer la volonté de travailler ensemble (forte complicité) et de partager des valeurs (rôle de la confiance). La création d’un réseau de relations formelles ou informelles entre les managers et les autorités de régulation permet de poser les bases d’une performance collective. Du côté des comportements et des conduites des agents, les variables d’ajustement traditionnelles (prix, produit, recherché et développement, distribution, communication) côtoient des approches plus spécifiques (ententes, contrats, supply chain, responsabilité étendue) ou originales (coopétition sous la forme d’une collaboration entre des partenaires qui ont des activités différentes).
 

Les performances du modèle sont à la fois économiques (prix, efficience de la production, qualité du produit, progrès technique, profits), sociales (équité) et environnementales (analyse du cycle de vie [ACV], métabolisme industriel, bilan des flux de matières et d’énergie, normes ISO…). La politique gouvernementale pose clairement des questions d’ordre réglementaire (législation sur les déchets, prévention pollution, politique anti-trust…) tout en proposant des instruments économiques et des mécanismes d’incitations (taxes, subventions, normes, labels). Mais surtout, elle ne vise plus des entreprises ou des secteurs en particulier, mais des systèmes localisés (projets ayant reçu l’appui des autorités régionales ou locales), associant une multiplicité d’acteurs et de compétences. L’écologie industrielle et l’économie industrielle mettent en évidence les logiques bottom up des politiques industrielles ancrées dans les territoires (De Bandt, 1995 ; Buclet, 2011a ; Decouzon, Maillefert, 2012). Elles posent toutes deux clairement la question de la formalisation des dynamiques industrielles, via les processus de relocalisation. Ainsi, le territoire est une construction, et les relations territoires – industries s’en trouvent profondément modifiées.
 

S’agissant plus spécifiquement des symbioses industrielles, elles tendent à mobiliser la même boîte à outils (apports théoriques) que l’économie industrielle. Leurs racines sont avant tout scientifiques (analogies et métaphores autour de la notion d’écosystème) et techniques (sciences de l’ingénieur). Elles mettent au centre de leurs préoccupations la question de la coordination des agents. À ce titre, si les échanges marchands constituent bien des stratégies gagnantes (win-win), il existe d’autres mécanismes de coordination (Buclet, 2011b) : les conventions (la symbiose de Kalundborg reposait sur le fait que les managers avaient pris l’habitude de se rencontrer au Rotary Club, qu’il existait une forte complicité entre les partenaires, les contrats pouvaient être conclus par une simple poignée de mains, les managers n’ont pas pris tout de suite conscience de l’existence de la symbiose, c’est le Symbiosis Institute qui l’a véritablement institutionalisé), les contrats (les projets de la symbiose ont été lancés de façon indépendante, très souvent, il s’agissait de relations bilatérales qui se sont révélées avec le temps et les projets), les réseaux (les partenaires collaborent tout en restant autonomes, ce sont les flux d’énergie, de matière et d’information qui sont les plus importants).
 

​Figure 7 : Fondements théoriques associés à la symbiose industrielle

Dans ce dernier cas, il sera judicieux d’étudier la structure et la morphologie du réseau (Domenech, Davies, 2010). Les symbioses industrielles insistent sur les synergies que les acteurs sont susceptibles de développer afin de réduire les impacts des activités humaines. Nicolas Buclet (2011a, p. 166) précise que ces synergies présupposent des formes de coopération entre entreprises et collectivités territoriales : « Il s’agit de créer des interactions entre des acteurs relativement proches géographiquement, mais n’ayant pas toujours l’occasion d’échanger, faute d’intérêts communs ». La principale difficulté consiste donc à générer une entente et un certain degré de confiance de manière à engendrer des comportements coopératifs (d’où le recours possible à la théorie des jeux).

 

La théorie des parties prenantes de Mitchell, Agle et Wood (1997) peut être ici mobilisée pour appréhender les interactions entre des groupes d’acteurs et/ou des partenaires. Trois attributs permettent de dresser une typologie : le pouvoir (certains acteurs ont la capacité d’influencer les décisions des partenaires, c’est le cas d’Asnae, la centrale électrique dans le cas de Kalundborg), la légitimité (un partenaire peut être socialement reconnu et accepté) et l’urgence (face à une situation critique d’exposition à un risque, les parties prenantes n’auront pas forcément le même poids). Enfin, les symbioses industrielles sont des innovations organisationnelles géographiquement localisées, ce qui nous renvoie aux travaux de Marshall, Schumpeter, Becattini et Williamson. Les symbioses industrielles peuvent prendre différentes formes organisationnelles, elles sont soit marchandes (symbiose de Kalundborg), soit verticalement intégrées (Guitang Group), soit hybrides. Le fait qu’elles soient associées à des systèmes locaux n’est pas sans rappeler la notion de districts industriels. Ces derniers insistent sur « l’interconnexion entre les conditions économico-productives et les conditions socioculturelles de la reproduction et du développement du système local » (Becattini, 1995, p. 178). Baas et Boons (2004) préfèrent utiliser la notion de districts industriels “durables”, en rappelant qu’il s’agit de l’aboutissement d’un long parcours qui passerait successivement par une phase de recherche d’efficacité et d’apprentissage.
 

Les symbioses industrielles sont généralement associées à un champ d’analyse revendiqué par l’écologie industrielle dont les expériences de terrain et les travaux scientifiques visent à recycler et valoriser les déchets, à minimiser les consommations d’énergie, à comptabiliser les flux de matière… Nous avons pris le parti de mobiliser l’économie industrielle à travers son modèle méso-analytique, son approche en termes de filière et de politique industrielle afin de démontrer que les symbioses industrielles pouvaient constituer un nouveau champ d’investigations. Les travaux sur les symbioses industrielles renvoient à des références théoriques telles que les formes organisationnelles de Williamson, les districts industriels de Becattini, la logique des stakeholders de Mitchell… Une boîte à outils que l’on retrouve également en économie industrielle. D’une manière générale, plusieurs motifs peuvent expliquer un tel engouement pour les symbioses industrielles : la rareté des ressources (eau), l’opportunité de valoriser certains sous-produits (utilisés comme entrants), les changements de la réglementation, l’action publique initiant la diffusion d’un modèle sur un territoire donné, des facilités en matière d’infrastructures… Il reste qu’il est difficile de dupliquer un modèle symbiotique, qui plus est, celui de Kalundborg. Le contexte territorial, les facteurs humains et organisationnels constituent de puissants leviers d’émergence et de diffusion de telles innovations.
 

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