Changement climatique et chaînes d'approvisionnement :
Impacts, Adaptation et Résilience

Un projet de thèse ayant pour objectif d'évaluer les coûts indirects du changement climatique via ses impacts sur les chaînes d'approvisionnement et d'explorer les stratégies d'adaptation et de résilience.

Contexte

Même lorsqu’elle est localisée, une catastrophe naturelle peut entraîner indirectement des pertes économiques dans une zone qui peut être vaste, via les liens commerciaux et les chaînes d’approvisionnement des entreprises. Le coût total de ces pertes indirectes est souvent bien supérieur au coût direct des catastrophes, mais les mécanismes de propagation restent peu connus. C’est l’une des difficultés majeures dans l’évaluation du coût potentiel du changement climatique, et dans la définition de stratégies d’adaptation.

L'after-effect des pertes directes : le coût indirect des catastrophes naturelles

L'une des conséquences du changement climatique est l'augmentation de l’intensité et de la fréquence des catastrophes naturelles (Voir le rapport SREX IPCC 2012 ou plus récemment le rapport 1.5°C (IPCC 2018)), et ces catastrophes peuvent avoir un coût très important (Voir par exemple Rapport Moodys 2019 ou le Sigma 2-2020 SwissRe). Ce coût peut être scindé en deux : le coût lié aux impacts directs des catastrophes sur les biens et personnes ainsi qu'aux pertes d'exploitations conséquentes; et le coût lié aux pertes d'exploitations non consécutives ou indirectes subies par les acteurs en amont et en aval des chaînes économiques du fait de l'impossibilité de s'approvisionner ou de la perte de ses clients. Or si l'évaluation des pertes directes a fait l'objet de nombreuses études, celle des pertes indirectes, plus complexe, a encore peu été étudiée. Pourtant, comme le suggère Dasaklis et Pappis (2013) ou plus récemment, Ghadge, Wurtmann et Seuring (2020) ou Shrughrue et al. (2020) les pertes indirectes peuvent être de grande ampleur, voire supérieures aux pertes directes. La diffusion de pertes économiques via les chaînes d’approvisionnement est par exemple un phénomène très visible, en ce moment, dans un contexte différent, dans le cadre de la pandémie mondiale. Pouvoir étudier ces effets de propagation des impacts est essentiel pour comprendre le coût économique des crises futures.

Modélisation économique prospective : un outil stratégique

Dans le contexte du changement climatique, les assurances et les institutions publiques vont jouer un rôle essentiel pour maintenir une économie fonctionnelle face aux évènements extrêmes. Pour cela, anticiper sur leur coût indirect est une question cruciale, mais rendue ardue par les situations inédites auxquelles nous expose le changement climatique. La modélisation prospective est un moyen permettant de les analyser. Couplée aux retours d'expériences, elle permet aux différents acteurs concernés (Assurances, Institutions publiques, Entreprises) de mettre en place des stratégies à partir d'une vision moins incertaine de l'avenir, ainsi par exemple :

  • Les entreprises concernées peuvent mieux évaluer leurs actifs à risques et déterminer l'efficacité de leur gestion des stocks en cas de crise.
  • Les assurances peuvent mieux identifier le contour des risques qu'elles peuvent couvrir.
  • Les institutions publiques peuvent évaluer quels acteurs financer pour limiter la propagation des impacts.

Le sujet de thèse

Quel est en France le coût indirect potentiel des catastrophes naturelles dues au changement climatique ?

Des objectifs pratiques pour améliorer l'existant

Des modèles existent déjà pour analyser le coût indirect des catastrophes, mais ils restent très imparfaits. Une revue récente des modèles économiques par W. J. Wouter Botzen et al (Botzen et al 2019) souligne trois pistes importantes d'amélioration :

  • Les modèles futurs devraient davantage considérer l'aspect géographique.
  • La modélisation par agents devrait être intégrée dans les modèles existants notamment pour une meilleure prise en compte des décisions à l'échelle micro-économique.
  • Il est important de développer et tester davantage des hypothèses sur les chaînes de causalité par lesquelles les catastrophes affectent l'économie.

Focus sur les compound events

Le concept de compound event représente l'idée d'évènements extrêmes suffisamment proches et/ou répétés pour accentuer les dommages causés. C’est un enjeu au cœur des risques causés par le changement climatique, dont la particularité est d’impacter simultanément de nombreux secteurs. L'un des objectifs de cette thèse sera d'améliorer la compréhension des conséquences économiques de ce type d'évènements.

Focus sur les trajectoires économiques de long terme

Les transformations à venir de l'économie, notamment pour réduire nos émissions de gaz à effet de serre, vont impacter l'ensemble des chaînes d'approvisionnement, modifiant leur vulnérabilité. Un autre objectif de cette thèse sera d'étudier dans quelle mesure ces évolutions peuvent accentuer ou faire baisser la propagation des crises et leur coût indirect pour prendre en compte le contexte de l'économie future.

Méthodologie

Pour atteindre les objectifs de cette thèse nous utiliserons un modèle dit "entrée-sortie" (ou Input-Output, IO). Ce type de modélisation repose sur des tables nationales capturant les entrées et sorties des chaînes de production pour différents secteurs de l'économie, ainsi que la consommation finale, et permet d'analyser les flux de biens entre secteurs.

Application du modèle sur l’économie française

Une première étape sera d’effectuer une descente d’échelle, à l’échelle des départements, des tables entrées sorties nationales produites par l’INSEE. Nous utiliserons les méthodes les plus récentes, que nous adapterons pour prendre en compte la richesse de données existant en France.

Représentation fine du comportement des entreprises via une modélisation multi-agents

Habituellement, les différents acteurs d'un même secteur sont agrégés en une seule entité ce qui ne permet pas de prendre en compte les comportements micro-économiques des entreprises, et notamment de leur gestion des stocks. En plus de désagréger spatialement en régionalisant les tables, nous représenterons chaque secteur à travers plusieurs agents pour prendre en compte cet aspect.

Représentation des catastrophes

Afin de proposer une représentation fine des catastrophes et de leur conséquences directes, la thèse s'appuiera sur une collaboration avec des chercheurs en sciences du climat de l'IPSL et en analyse des risques (Labex futurs urbains). Une représentation la plus précise possible est importante pour déterminer quels secteurs sont impactés localement et dans quelle mesure.

Déroulé prévisionnel

Première année

Calibration du modèle sur la France et régionalisation des tables entrée sortie nationales

Deuxième année

Amélioration du modèle pour prendre en compte différents aléas et stratégies d'adaptation

Troisième année

Études de l'effet de compound event et de différentes trajectoires économiques de long terme.

Le candidat : Samuel Juhel

Voici un résumé court du parcours qui m'a mené à ce projet. Un CV plus détaillé est disponible plus bas.

Mes études

J'ai suivi un parcours d'études principalement scientifique, avec cependant quelques originalités qui me permettent d'avoir des connaissances et compétences propices à la recherche interdisciplinaire. Après un BAC Scientifique en 2011, j'ai commencé un cursus centré sur la Physique. J'ai ensuite découvert un grand intérêt pour l'informatique, et plus particulièrement pour la modélisation et la résolution de problèmes complexes. J'ai ainsi poursuivi mes études par une licence d'informatique, puis j'ai validé en 2017 le Master d'Informatique Théorique de l'Université de Montpellier (UM). J'ai également suivi en parallèle de mon M1, la première année du Master Histoire, Philosophie et Didactique des Sciences de l'UM. Ensuite, après une année consacrée à de l'engagement associatif, j'ai complété ma formation par le Master Adaptation au Changement Climatique (ACC) de l'Université Versailles-Saint-Quentin, afin d'être le plus à même d'utiliser mes compétences pour les enjeux de demain.

Mes expériences en Recherche

Les différents Master que j'ai suivis m'ont mené à réaliser différents stages dans des laboratoires de recherche. J'ai ainsi effectué un stage de recherche sur la didactique de la complexité avec S. Modeste à l'Institut Montpelliérain Alexander Grothendieck en 2016. L'année suivante, j'ai été encadré par E. Rivals au Laboratoire d'Informatique, Robotique et Microélectronique de Montpellier, au sein de l'Institut de Biologie Computationnelle. J'y ai travaillé sur un problème lié au modèle mathématique du séquençage du génome. Enfin, à la suite du Master ACC, j'ai effectué un stage au Centre Interdisciplinaire de Recherche sur l'Environnement et le Développement (CIRED) avec V. Viguié, où j'ai contribué à un projet de cartographie systématique de la littérature sur les impacts du changement climatique sur la demande d'énergie. Ce stage s'est poursuivi par un CDD toujours en cours en tant qu'ingénieur d'étude. J'y ai finalisé le projet de cartographie systématique, puis commencé à travailler sur l'utilisation de la climatisation et l'adaptation face aux vagues de chaleur en île de France. Ces différentes expériences m'ont offert de nombreuses occasions de développer des compétences en matière de recherche, de modélisation de problèmes, de dialogue entre disciplines et de traitement et analyse de corpus de données.

Engagement Associatif

Lors des mes études à Montpellier, je me suis rapidemment investi dans une association étudiante (Étudiants pour un Développement Durable Associatif - EDDA). Cet engagemment m'a offert la possibilité de devenir ensuite administrateur du REFEDD (Réseau Français des Étudiants pour le Développement Durable), un réseau associatif national. J'ai souhaité approfondir mon engagement après mes études à Montpellier et j'ai pris la présidence du réseau lors de l'année 2017-2018. Lors de ce mandat à temps plein, j'ai pu notamment participer à des groupes de travail institutionnels sur les enjeux de la transition (avec le MESRI, le MTES, la Mairie de Paris, ...). De manière générale, cette expérience fût très riche en projets et en représentation institutionnelle, et m'a permis de développer de nombreuses compétences professionelles.