La filière forêt-bois au sein de la stratégie climatique française 

Quels critères pour évaluer les politiques climatiques ?

Cette section a mis en évidence une contradiction : bien que, pour un prix du carbone donné, la majorité du potentiel d’atténuation de la filière forêt-bois soit lié à la séquestration en forêt, les politiques climatiques s’appuient en pratique peu sur ce levier.
Ce paradoxe, dont nous avons présenté certains déterminants historiques et techniques, conduit à nous interroger sur les objectifs poursuivis par les politiques climatiques. Si l’objectif final est la réduction des émissions au moindre coût, il n’est pas sûr que les options retenues soient les plus pertinentes. Or, à côté du critère coût-efficacité, Gupta et al. (2007) montrent que, pour être complète, l’évaluation des politiques climatiques doit également prendre en compte les critères distributifs et les critères institutionnels. Au final quatres critères sont considérés pour évaluer les politiques climatiques.
L’efficacité environnementale :L’objectif d’une politique climatique est de réduire le niveau d’émissions d’origine anthropique. En théorie, l’efficacité environnementale d’une politique climatique se mesure en considérant la différence dans les niveaux d’émissions nets entrants dans l’atmosphère entre une situation de référence sans politique climatique et la réalité. En pratique, cette situation de référence peut être un état ou une année de référence, dont on a vu les limites plus haut, mais elle peut également revêtir la forme d’un scénario de référence modélisé que l’on compare avec un scénario alternatif avec politique.
Les coûts :Les coûts de réduction des émissions regroupent des indicateurs de nature différente suivant le périmètre de calcul et la métrique considérés. En outre la question de la temporalité des coûts est importante : considère-t-on un coût à une date donnée ou se reporte-t-on à l’année initiale, et, si oui, quel taux d’actualisation choisir ?
Les aspects distributifs :Les conséquences environnementales et les coûts supportés diffèrent  généralement suivant les porteurs d’enjeux considérés. Même si une politique atteint globalement un objectif environnemental donné à moindre coût, le coût et les bénéfices environnementaux peuvent ne pas être répartis équitablement parmi les différents acteurs. Keohane et al. (1998) montrent ainsi que, d’un point de vue électoral, les aspects distributifs peuvent se révèler plus importants que les critères de coûts pour le choix de la mise en place d’un instrument.
L’équité est un concept clé dans les politiques climatiques, les concepts d’équité inter- et intra- générationnelle sont au centre de la philosophie du Protocle de Kyoto par exemple. Il s’agit néanmoins d’un concept subjectif et fondamentalement différent de la popularité que l’on peut mesurer. La politique la plus équitable peut ne pas être la plus populaire et inversement.
Les aspects institutionnels :Les économistes évaluent généralement les politiques dans des cadres théoriques négligeant les barrières institutionnelles. Un exemple de l’importance de ces barrières institutionnelles est la difficulté à mettre en place des mesures de déforestation évitée.
La réduction de la déforestation est une priorité pour réduire les émissions anthropiques de CO2, néanmoins la mise en place de mesures efficaces dépend en grande partie des questions de gouvernance locale qui complexifient les résultats des modèles théoriques (Chomitz et al., 2006). Les barrières institutionnelles sont ainsi à l’origine de coûts de transaction définis par Coase (1960) comme les coûts de la découverte des prix, c’est-à-dire de la négociation des contrats ou de la recherche de partenaires. Ces coûts mesurent la différence entre une situation idéale en information parfaite et le monde réel avec ses aspérités.

Les fondements anciens de la modélisation de l’offre optimale de bois

On crédite généralement Faustmann de la découverte de la condition d’offre optimale de bois . En réalité Samuelson (1976) rappelle que, bien qu’elle découle directement de la formule de la valeur des terres forestières proposée par Faustmann, cette condition n’est pas explicitement démontrée par ce dernier. Pour Lofgren (1983), c’est Max Robert Pressler (Pressler, 1860) et Bertil Ohlin (Ohlin, 1921) qui sont à l’origine de cette condition d’optimalité, d’où le nom de condition de Faustmann-Pressler-Ohlin parfois utilisé. En outre Scorgie et Kennedy (1996) montrent que la prise en compte de la rente du sol forestier par Faustmann avait déjà été correctement appréhendée par un agronome anglais, William Marshall, en 1808.
La problématique de Marshall et, plus tard, de la «formule de Faustmann» n’était pas d’optimiser la récolte pour ne pas appauvrir la ressource globale 9 mais plutôt d’optimiser la gestion, c’est à dire le compromis entre coûts et revenus, sur une période donnée pour Marshall ou sur une infinité de périodes pour Faustmann.
Pour comprendre l’apparition précoce de ces questions qui conduiront à définir un « âge optimal d’exploitabilité » il faut considérer le contexte économique de l’époque : en plein essor industriel, le bois était alors une ressource majeure pour la construction et la production d’énergie. « Le désir d’optimiser la gestion forestière se manifeste en France dès le début du XVIIIe siècle. En effet, avec les défrichements qui se sont succédés depuis le néolithique et ont abouti à un faible niveau des ressources forestières françaises, avec les guerres et autres troubles qui ont occasionné de forts prélèvements en forêt pour les besoins de l’armée, des populations, voire des finances du royaume, avec l’évolution démographique qui a fait de la France le pays le plus peuplé d’Europe et a, par là-même, engendré une demande finale grandissante, avec le développement des forges, salines et autres verreries, grandes consommatrices de bois, les forêts françaises n’arrivent plus à satisfaire les besoins. L’idée se développe alors de gérer cette pénurie en augmentant la productivité des forêts et en pratiquant une meilleure gestion sylvicole. » (Peyron, 2000). Les travaux de Faustmann portent précisément sur la transformation des taillis surexploités pour la production de bois de chauffe en système forestier plus productif permettant d’augmenter le revenu engendré par la forêt et de diversifier l’offre de produits. Il s’agit d’une approche normative de recherche d’un critère permettant d’optimiser les revenus tirés de la forêt.
À côté de cette approche normative et individuelle du problème, les deux parties qui suivent montrent que d’autres modèles sont développés au cours du XXe siècle pour répondre à un besoin de prospective.

Des méthodes conjoncturelles aux gap analysis et à la prévision

Armatte (2007) situe l’apparition du concept de projection en économie après les grandes crises économiques de la fin du XIXe siècle. La première grande crise des années 1880-1890 entraîne l’essor de la prévision conjoncturelle qui s’appuie sur des données statistiques ou sur des dires d’experts pour élaborer des conjonctures à court terme. Dans le domaine forestier, trois rapports commissionnés par le congrès américain cherchent à mesurer l’évolution de la ressource à court terme sur le territoire des États-Unis. Rédigés par Franklin Hough (Hough, 1878, 1880, 1882, cités dans Adams et Haynes (2007)), ils estiment l’évolution de la ressource sur la base des impressions des observateurs et projettent les conditions de marchés à partir de dires d’experts.
Au début des années 1920, les premières inquiétudes officielles sur l’adéquation entre le rythme des prélèvements et le stock total de la ressource apparaissent. En 1920, aux États-Unis, le Secrétaire d’Etat William M. Meredith reporte au Président Taylor que les forêts sont exploitées quatre fois plus vite que le stock ne se renouvelle (Vaux et Zivnuska, 1952). En 1929, toujours aux États-Unis, Gifford Pinchot exprime publiquement son inquiètude durant un congrès sur la déforestation : « The fact is that our forests are disappearing at a rate that involves most serious danger to the future prosperity of our country and that little or nothing that counts is being done about that » (Pinchot, 1929, cité dans Berck (1979)).
Dix ans plus tard, la seconde guerre mondiale éclate. En Europe, et notamment en France, la ressource bois est largement mobilisée par la guerre et la reconstruction du capital forestier passe par la mise en place d’un fonds dédié aux plantations : le Fonds Forestier National (FFN). Après la reconstruction des peuplements, l’Inventaire Forestier National (IFN) est créé en 1958 afin de mesurer la dynamique de la ressource forestière française. La mission de l’IFN se situe dans une démarche prospective en évaluant les potentialités de récolte forestière futures. C’est également en 1958 que le premier rapport de prospective des forêts est publié aux États-Unis (RPA Outlook Studies, (Adams et Haynes, 2007)). Ce rapport marque l’apogée des méthodes de gap analysis qui projettent les ni veaux d’offre et de demande futurs séparément grâce aux outils statistiques récemment développés.

Substituabilité imparfaite entre biens domestiques et biens étrangers

De la nécessité d’une représentation de la substitution imparfaite Les modèles de secteur forestier en équilibre partiel fondés sur la recherche d’un équilibre spatial à la Samuelson (1952) considèrent les produits bois homogènes et parfaitement substituables en fonction de leur région de provenance ou de destination. Les flux de produits entre régions sont déterminés par le gradient des prix entre les régions, coûts de transport inclus. Une conséquence de cette spécification est qu’une même région ne peut à la fois importer et exporter le même produit.
Si ce modèle est légitime pour représenter les échanges entre régions homogènes comme les régions administratives françaises, il pose question pour la modélisation des échanges entre les régions françaises et le reste du monde. D’une part car, dans ce cas, les échanges peuvent se faire dans les deux sens et, d’autre part, car cette approche fait implicitement l’hypothèse qu’à l’équilibre les prix des produits échangés sont égaux dans tous les pays (loi des prix unique ou LPU).
Or, en se basant sur les prix des importations de sciages depuis la Finlande, la Suède, le Canada et la Russie, Hänninen (1999) ne trouve pas de preuve de LPU pour le Royaume Uni. Toppinen et Kuuluvainen (2010) montrent que la LPU est en fait rarement observée pour les marchés européens du bois.
Blonigen et Wilson (1999) donnent trois explications à cette situation :
Les produits domestiques et étrangers peuvent présenter des caractéristiques physiques hétérogènes. Par exemple, FFSM modélise la consommation de sciages résineux sans distinguer de quelle essence résineuse il s’agit. Or, un sciage résineux finlandais sera typiquement de l’épicéa ou du pin sylvestre alors qu’un sciage résineux aquitain sera probablement du pin maritime, essence présentant des caractéristiques mécaniques et esthétiques différentes des précédentes; Une industrie étrangère bien installée sur un marché domestique donné produit des biens davantage substituables avec les produits domestiques qu’une entreprise étrangère moins bien établie, ce qui s’explique, notamment, par des facteurs informationnels (meilleure connaissance des habitudes de consommation et meilleur réseau d’approvisionnement en matières premières) ;
La présence de barrières administratives et commerciales, la présence de syndicats ou celle d’associations de consommateurs puissantes peuvent influencer les habitudes de consommations dans un pays (raisons politiques).

Subvention à la consommation de bois-énergie

Remplacer les sources d’énergie d’origine fossile par le bois pour la production d’énergie permet d’éviter l’émission d’une certaine quantité de GES dans l’atmosphère. Cette quantité, que l’on traduit par un coefficient de substitution, dépend de la nature des combustibles en jeu mais également des rendements des combustions considérées. nous considérons que le bois remplace une énergie composite représentant le mix énergétique résidentiel français. L’ADEME estime dans ce cas que brûler 1 m3 permet, en moyenne, d’éviter l’émission de 0,625 tCO2 (ADEME, 2005). Ainsi, la subvention appliquée au consommateur de bois-énergie est égale au prix social du carbone multiplié par ce coefficient de substitution.
Nous choisissons un prix du carbone égal à 17 €/tCO2 en 2010 et croissant de 2 €/an jusqu’en 2020. Ce prix est inférieur à celui préconisé dans le rapport Quinet mais correspond à la dernière valeur envisagée avant report indéfini de la contribution climat-énergie CCE (discours Présidentiel à Artemare, le 10 septembre 2009). En multipliant ce prix du carbone par 0,625 on trouve le montant de la subvention à appliquer, celle-ci est comprise entre 10,6 €/m3 en 2010 à 23,1 €/m3 en 2020.
Le choix de n’appliquer la subvention qu’aux seuls consommateurs de bois-énergie s’explique par la difficulté à calculer des coefficients de substitution précis pour les autres produits de la filière bois. Nous ne captons donc pas la substitution matériaux et les effets de l’utilisation en cascade des produits bois.

Table des matières

Introduction 
1 Le rôle de la filière forêt-bois dans les politiques climatiques : deux leviers d’atténuation 
1.1 Mise en évidence physique des deux leviers d’atténuation
1.1.1 Un aperçu du cycle global du carbone
1.1.2 Comptabilité des flux de carbone entre l’atmosphère, le réservoir terrestre et le réservoir fossile
1.1.3 Chaque niveau d’analyse définit une option d’atténuation
1.2 Potentiel économique d’atténuation du levier séquestration en forêt et du levier substitution énergétique
1.2.1 Coûts de réduction des émissions : métriques et modes de calcul
1.2.2 Estimations pour le levier séquestration en forêt
1.2.3 Estimations pour le levier substitution énergétique
1.2.4 Conclusion : le potentiel d’atténuation du levier séquestration est globalement plus important que le potentiel du levier substitution
1.3 Historique du recours aux deux leviers d’atténuation dans les politiques climatiques de la filière forêt-bois
1.3.1 La forêt dans les politiques climatiques internationales
1.3.2 Déterminants de la situation actuelle
1.3.3 Conséquences à l’échelle française
1.3.4 Quels critères pour évaluer les politiques climatiques ?
1.4 Conclusion
I Modéliser la filière forêt-bois française 
2 Les modèles de secteur forestier : fondements historiques, état de l’art et classification 
2.1 Les modèles de secteur forestier : état de l’art et classification
2.1.1 Recensement des modèles et critères de classification
2.1.2 Quatre grandes familles de modèles
2.2 Une histoire de la modélisation de secteur forestier
2.2.1 Les fondements anciens de la modélisation de l’offre optimale de bois
2.2.2 Des méthodes conjoncturelles aux gap analysis et à la prévision
2.2.3 De nouveaux paradigmes de modélisation : des années 1950 aux années 1980
2.2.4 Les tendances de modélisation récentes
2.3 Conclusion
3 Modéliser l’équilibre économique dans FFSM 1.0. 
3.1 Le comportement économique des agents dans FFSM
3.1.1 Substituabilité imparfaite entre biens domestiques et biens étrangers
3.1.2 Fonctions de demande de produits composites
3.1.3 Fonctions d’offre de produits composites
3.1.4 Représentation de la transformation des produits primaires en produits transformés
3.2 Calcul de l’équilibre économique statique dans FFSM
3.2.1 Du modèle de Samuelson à FFSM
3.2.2 Résolution analytique de l’équilibre
3.3 Conclusion
4 La dynamique temporelle dans FFSM : une approche récursive et modulaire 
4.1 Le module ressource : structure et liens avec le module économique
4.1.1 Offre de produits w et stock disponible en forêt : éléments de traduction entre filière et ressource
4.1.2 Un module désagrégé en domaines d’étude
4.1.3 Représentation de la dynamique de chaque domaine d’étude
4.1.4 Description du stock de bois disponible pour la filière w et répartition ex-post de la récolte dans les domaines d’étude
4.2 Année de référence et calibrage
4.2.1 Première étape : calibrage de la ressource pour l’année initiale
4.2.2 Seconde étape : calibrage des variables économiques pour l’année initiale
4.3 Ajustement de l’offre en fonction de la dynamique de la ressource
4.4 Conclusion
II La filière forêt-bois au sein de la stratégie climatique française 
5 Substitution énergétique ou séquestration du carbone en forêt ? Les enjeux environnementaux et économiques du choix du levier d’action 
5.1 Présentation des deux politiques
5.1.1 Subvention à la consommation de bois-énergie
5.1.2 Subvention à la séquestration en forêt
5.1.3 Combinaison des deux subventions
5.2 Résultats des simulations
5.2.1 Bilans environnementaux des scénarios
5.2.2 Bilans économiques des scénarios
5.3 Coûts d’atténuation
5.4 Discussion des résultats
5.5 Conclusion
6 Conséquences économiques d’une taxe carbone intersectorielle sur la filière forêt-bois 
6.1 La taxe carbone au cœur de la négociation d’une nouvelle fiscalité environnementale
6.1.1 De la valeur théorique à la valeur négociée : filtre scientifique et filtre idéologique
6.1.2 Dividende faible ou fort : les déterminants d’une controverse
6.2 Modéliser les effets d’une taxe dans FFSM
6.2.1 Représentation de la compétition dans FFSM et choix des marchés considérés
6.2.2 Canaux de transmission du signal prix de la taxe à l’économie de la filière
6.2.3 Calcul des émissions pour chaque produit et chaque processus
6.3 Modifications des flux et des niveaux de production : étude des effets de la taxe dans une filière forêt-bois isolée
6.3.1 Conséquences au niveau national
6.3.2 Conséquences sur les échanges interrégionaux
6.4 Analyse des substitutions intersectorielles
6.4.1 Effets sur la production
6.4.2 Conséquences sur la consommation de bois-énergie et comparaison avec le chapitre 5
6.4.3 Effet d’une modification de l’assiette de la taxe
6.5 Conclusion
7 Conséquences des politiques de mobilisation de bois-énergie en France 
7.1 Le bois-énergie en France : état des lieux
7.1.1 Aspects économiques et environnementaux de l’utilisation de bois pour la production d’énergie
7.1.2 Le bois-énergie : un élément central dans la réponse nationale aux objectifs communautaires en matière d’énergie renouvelable
7.1.3 Les plans de mobilisation modifient les flux de produits bois-énergie
7.1.4 Conclusion de la section
7.2 Modéliser la mobilisation supplémentaire de bois-énergie forestier dans FFSM
7.3 Politiques de mobilisation et stock forestier : dynamique de la ressource et tensions économiques
7.3.1 Imposer une disponibilité supplémentaire limitée dans FFSM
7.3.2 Impacts des politiques sur la dynamique des niveaux de ressource
7.3.3 Transmission des tensions sur la ressource à l’économie de la filière
7.3.4 Conclusion de la section
7.4 Impacts économiques sur la filière bois
7.4.1 Impacts des politiques sur l’économie de la filière BIBE
7.4.2 Politiques de mobilisation et balance commerciale
7.4.3 Impacts des politiques de mobilisation de bois-énergie sur la filière bois d’œuvre
7.4.4 Conclusion de la section
7.5 Coûts des politiques
7.6 Conclusion
8 Réflexions sur la signification des résultats de FFSM 
8.1 Nature de l’information contenue dans FFSM
8.1.1 FFSM est une représentation intelligible de deux systèmes complexes
8.1.2 FFSM synthétise trois niveaux d’information
8.2 De la manière de présenter les résultats de FFSM
8.2.1 Le résultat de FFSM comme indicateur du fonctionnement d’un système
8.2.2 Le modélisateur face à un double défi pour la présentation des résultats
8.3 Des liens entre le modèle et la réalité qu’il représente
8.3.1 Le résultat de FFSM : un résultat scientifique fondamentalement différent d’une opinion d’expert
8.3.2 Validation relative des résultats de FFSM
8.3.3 FFSM dans le débat sur le fonctionnement réel de l’économie : l’exemple de la représentation des anticipations
8.3.4 L’évaluation comme principe de connaissance du modèle
8.4 Conclusion
Conclusion générale 
III Annexes 
A Calibrage des paramètres de FFSM 
A.1 Minimisation des coûts de production sous contrainte de production
A.2 Élasticités
A.3 Coefficients input-output (ap,w)
A.4 Coûts de production (cp)
A.5 Coûts de transport unitaires pour les produits w (Cw,i,j )
A.6 Coûts de transport unitaires pour les produits p (Cp,i,j )
A.7 Productions régionales de produits p et de produits w
A.8 Prix domestiques dans FFSM
A.9 Prix internationaux dans FFSM
A.10 Prise en compte des rémanents d’exploitation de BOF et BOR dans l’offre de BIBE
B Résolution analytique de l’équilibre économique statique dans FFSM 
B.1 Programme de maximisation et conditions de premier ordre
B.1.1 Hypothèses générales
B.1.2 Le Lagrangien
B.1.3 Système associé et conditions de premier ordre
B.2 Solution du système
B.2.1 Cas 1 : Pp,i > 0 et Pw,i > 0
B.2.2 Cas 2 : Pp,i = 0 et/ou Pw,i = 0
B.3 Implications pour le transformateur et les agents d’échange
B.3.1 Transformateur
B.3.2 Agents d’échange
B.3.3 Conclusion
B.4 Appendices : calculs et démonstrations
B.4.1 La fonction de net social pay-off de Samuelson
B.4.2 Les contraintes de non négativité
B.4.3 Expression de λ5 en fonction de λ7
B.4.4 A < 0
C Calcul de la consommation supplémentaire théorique de bois-énergie induite par les plans nationaux de mobilisation 
C.1 Équivalences entre unités énergétiques et unités volumiques et massiques de bois
C.2 Calcul des objectifs des différents plans d’approvisionnement
C.2.1 Équivalence entre la puissance d’une installation et la consommation de combustible
C.2.2 Description des politiques de mobilisation
C.2.3 Conséquences : les objectifs de mobilisation supplémentaires entre 2004 et 2010
D Paramètres utilisés dans le chapitre 6 
D.1 Élasticités prix croisées
D.2 Prix des produits non-bois
D.3 Coefficients input-output pour les produits de deuxième transformation
E Calcul théorique de la valeur du carbone 
F Code GAMS 
G Régions françaises 
Bibliographie générale

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