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Focus : Métabolisme urbain, bilan des flux de matières et d'énergie

Dans le cadre de la mise en œuvre de l’axe Ressources et Déchets de l’Alliance Emploi-Environnement, Bruxelles Environnement a réalisé une étude visant à quantifier les flux de matières, d’eau et d’énergie qui entrent en Région bruxelloise, qui y sont consommés, transformés ou stockés et qui en sortent. Le bilan métabolique réalisé dans ce cadre a notamment montré qu’en raison de son caractère urbain et de la prédominance du secteur tertiaire, la Région bruxelloise est caractérisée par une économie fortement linéaire et dépendante de l’extérieur. L’étude a également mis en évidence l’importance quantitative de certains flux dont, en particulier, ceux liés aux secteurs de la construction, de l’agriculture et de l’alimentation ou encore, aux combustibles et produits pétroliers.

Transition des villes vers une économie plus circulaire

Les villes constituent d’importantes consommatrices d’énergie et de matières qui y sont soit stockées pendant des périodes plus ou moins longues soit en ressortent sous forme de produits exportés ou, le plus souvent, sous forme de déchets, d’émissions dans l’air et dans l’eau et de chaleur.
Une analogie est couramment faite entre le mode de fonctionnement des villes ou régions et celui des écosystèmes. Cependant, s’il présente des analogies avec les écosystèmes naturels, ce mode de fonctionnement s’en distingue néanmoins de manière fondamentale notamment au niveau des caractéristiques des flux :

  • prépondérance des flux anthropiques (combustibles et électricité, eau de distribution, produits alimentaires, biens manufacturés, déchets et émissions polluantes…) relativement aux flux naturels (énergie solaire, cycles de l’eau, de l’azote, du phosphore, du carbone et de l’oxygène avec entre autres la photosynthèse…) ;
  • circulation généralement linéaire des flux (peu de recircularisation des flux par réutilisation ou recyclage dans la ville ou via des synergies entre entreprises) ;
  • très forte dépendance des villes relativement aux flux provenant de l’extérieur du système du fait notamment de cette circulation très linéaire des flux et de la forte densité de population et d’activités économiques.

Ce mode de fonctionnement des villes a un impact environnemental important tant en « amont » de la ville, suite à l’importation massive de ressources prélevées en dehors des territoires urbains, que dans la ville et en « aval », suite aux différents rejets qui engendrent des pollutions de l’air, des eaux et des sols. 
Pour ces territoires, la transition d’une économie très gourmande en ressources et majoritairement linéaire (« extraire-fabriquer-consommer-jeter ») vers une économie plus sobre et plus circulaire  (« réduire-réutiliser-recycler ») constitue un enjeu majeur et ce, non seulement d’un point de vue environnemental mais aussi d’un point de vue économique (utilisation réduite de ressources, diminution de la dépendance vis-à-vis des territoires extérieurs, innovation technologique et amélioration de la compétitivité) et social (création d’emplois locaux peu délocalisables, diminution des pressions environnementales).
Au niveau bruxellois, cette transition d’une économie linéaire vers une économie circulaire créatrice d’emplois constitue un objectif clairement affiché de la politique régionale, repris notamment au niveau de l’accord de majorité 2014-2019 et de la stratégie 2025 pour Bruxelles.

Bilan des flux de matières et d’énergie en Région de Bruxelles-Capitale

De manière générale, un bilan de métabolisme territorial (ou de métabolisme urbain lorsque cet exercice est appliqué à l’échelle d’une ville) consiste en une quantification des flux de matières et d’énergie qui entrent dans un territoire, qui y sont consommés, transformés et stockés et qui en sortent. Les flux étudiés, l’échelle d’approche, les éventuelles analyses réalisées (par ex. sur les consommateurs et producteurs des différents flux) ou encore, les méthodes de quantification et leur précision varient cependant considérablement d’un bilan à l’autre en fonction notamment des objectifs poursuivis ainsi que des moyens et données disponibles.

L’étude du métabolisme bruxellois est une des composantes fondatrices du Programme Régional d’Economie Circulaire (voir focus sur l’Alliance Emploi Environnement) pour soutenir le développement d’un programme d’écologie industrielle.  L’écologie industrielle vise à développer, à l’échelle du système industriel, un mode d’organisation caractérisé par un usage optimal des ressources et un fort taux de recyclage de la matière et de l’énergie notamment en développant des synergies entre entreprises (réutilisation locale de résidus de production, mutualisation de certains services et équipements). Cette  approche fait entre autres appel à l’analyse des flux de matières, d’eau et d’énergie afin d’identifier les rejets et déchets des entreprises - ou, par extension, de l’économie - qui pourraient être réinjectés dans l’économie locale.
C’est dans ce cadre que Bruxelles Environnement a réalisé, en 2014 et à partir de données essentiellement relatives à l'année 2011, l’étude du métabolisme urbain de la Région bruxelloise.  De par son caractère fortement transversal, ce projet a impliqué de nombreux partenaires tant au niveau de Bruxelles Environnement (implication de nombreux départements) qu’au niveau des prestataires externes (consortium de plusieurs centres universitaires et bureaux d’étude).

Le bilan global des principaux flux d’énergie, d’eau et de matière est illustré dans la figure reprise ci-dessous. On y distingue les flux entrants, internes et sortants ainsi que le stock de matériaux présents en Région bruxelloise.

Les flux entrants en Région bruxelloise pris en compte dans le bilan global sont  :

  • les flux internationaux et interrégionaux importés (en ce compris une partie du trafic de transit qui ne peut être distinguée des importations) : énergie (gaz naturel, électricité, produits pétroliers, biocarburants et bois, charbon), matières (minéraux, combustibles, agriculture et alimentation, métallurgie, autres catégories telles que vêtements, électroménagers, mobilier, journaux et livres, etc.) et eau de distribution ;
  • des flux naturels entrants d’eau (précipitations, cours d’eau et canal);
  • des flux anthropiques qui entrent dans le territoire mais n’y sont pas valorisés économiquement (eaux usées produites en Région flamande qui sont traitées par les stations d’épuration bruxelloises).

Il est important de signaler que, du fait de l’insuffisance de données, les importations de matières ont été estimées sur base de nombreuses hypothèses et approximations et comportent de ce fait une large marge d’imprécision. Par ailleurs, notons également que le bilan repris ci-dessous comporte un double comptage puisqu’il comptabilise à la fois les flux entrants d’énergie consommée en Région bruxelloise sous forme de GWh (gaz, électricité mais aussi combustibles liquides ou solides) ainsi que les flux entrants de matières, incluant des combustibles en partie destinés à la consommation bruxelloise, sous forme de ktonnes. 

Les flux sortants de la Région bruxelloise prennent en compte :

  • des flux internationaux et interrégionaux exportés (en ce compris une partie du trafic de transit qui ne peut être distinguée des exportations) :  matières (idem ci-dessus)
  • des flux sortants générés par les activités humaines à savoir les flux de déchets (déchets non traités par l’incinérateur et mâchefers et cendres volantes provenant de l’incinérateur), les flux d’eaux usées (effluents des stations d’épuration qui quittent la Région bruxelloise via la Senne) ainsi que les flux de gaz à effet de serre (GES);
  • les flux d’eaux sortants (évaporation et évapotranspiration, cours d’eau et canal) ainsi que des flux gazeux.

Notons que les flux correspondant aux rejets de polluants atmosphériques autres que les GES ainsi qu’aux rejets de polluants dans l’eau ont été traités dans le cadre de ce projet mais n’ont pas été intégrés dans le schéma global (la quantification de ces flux, réalisée par Bruxelles Environnement sur base de modélisations, est cependant disponible, cf. divers indicateurs d’émissions de polluants atmosphériques et focus sur les émissions de polluants dans les eaux de surface).  Par ailleurs, les flux gazeux naturels (liés principalement à la photosynthèse) ainsi que la consommation d’oxygène associée aux processus de combustion n’ont pas été considérés dans ce bilan.

Les flux internes correspondent aux flux qui sont produits et traités en Région bruxelloise, à savoir:

  • la production primaire d’énergie (essentiellement via la production d’électricité de la centrale électrique couplée à l’incinérateur) soit 1150 GWh (ou 1150 milliards de Wh);
  • les captages d’eau (VIVAQUA entre autres) soit un peu plus de 2 millions de m3 d’eau ;
  • les quantités d’eaux usées traitées au niveau des 2 stations d’épuration régionales soit 130 millions de m3 d’eau;
  • les flux de déchets traités par l’incinérateur soit 448 kt (ou 448 milliers de tonnes);
  • les flux de matériaux (soit 500 kt) qui s’additionnent au stock de matériaux déjà présents en Région bruxelloise.

La production de biomasse à des fins de consommation (production de bois et maraîchère) est également considérée en tant que flux interne.  Elle n’est cependant pas intégrée dans les schémas des bilans globaux et de matière.

Le stock matériel (184 921 kt) comptabilisé dans ce bilan correspond à une évaluation, relativement sommaire, de la masse des éléments suivants :

  • matériaux de construction composant les bâtiments résidentiels, les bureaux et les commerces (certains types de bâtiments tels que les écoles ou bâtiments industriels n’ont pas été prise en compte) ;
  • véhicules (parcs de véhicules privés immatriculés en RBC et parc de la STIB) ;
  • réseaux de distribution d’eau et d’égouttage, réseau électrique, rails du réseau tram/métro/train, réseau routier ;
  • petits et grands électroménagers possédés par les ménages bruxellois.

Métabolisme urbain de la Région de Bruxelles-Capitale, 2011 (2012 pour certaines données sur les déchets non municipaux)
Source : ICEDD-ECORES-BATIR pour le compte et avec la contribution de Bruxelles Environnement 2014

Métabolisme urbain de la Région de Bruxelles-Capitale
L’élaboration de ce bilan repose sur de multiples sources de données ainsi que, pour certains flux, sur de nombreuses hypothèses et estimations. Il en résulte que la précision des données présentées dans ce bilan est très variable selon les flux et que certaines quantifications doivent être considérées avant tout comme des ordres de grandeur.
Les principales sources de données utilisées sont :

  • pour l’énergie : bilan énergétique régional ;
  • pour les émissions de gaz à effet de serre : inventaire des émissions (Bruxelles Environnement) ;
  • pour les flux entrants et sortants de matière : importations et exportations extranationales (Banque nationale de Belgique), transport de marchandises chargées et déchargées en RBC par voie routière (SPF Mobilité et transports), fluviale et maritime (Port de Bruxelles), ferroviaire (SNCB) ;
  • pour les déchets : déchets municipaux (Bruxelles Propreté, opérateurs de l’économie sociale, communes et étude IGEAT-ULB effectuée pour le compte de Bruxelles Environnement pour les parcs à conteneurs), déchets non municipaux (étude Recydata effectuée pour le compte de Bruxelles Environnement, Bruxelles Energie, Recupel, étude sur les déchets de construction et démolition du CERAA et ROTOR  effectuée pour le compte de Bruxelles Environnement, Recytyre, Febelauto, Valorfrit, Port de Bruxelles, SBGE, VIVAQUA, Bruxelles Environnement) ;
  • pour le stock matériel : bâtiments (estimation de BATir-ULB sur base de données du cadastre, de Bruxelles Développement urbain-Observatoire des bureaux, de la SPF Economie - DG Statistiques et Informations économiques), petits et gros électroménagers des ménages (DGSIE, Récupel), véhicules (DGSIE, STIB et études sur la composition matérielle de divers types de véhicules), réseaux (HYDROBRU, Sibelga, STIB, SNCB, base de données URBIS, fiches et ouvrages techniques) ;
  • pour l’eau : cours d’eau et canal (Flowbru, Bruxelles Environnement, ULB-unité Traitement des eaux et pollutions), précipitations (IRM), eaux usées (Bruxelles Environnement, SBGE), eau de distribution et captages (VIVAQUA, HYDROBRU, Bruxelles Environnement), ruissellement, infiltration et évapotranspiration (ULB-unité Traitement des eaux et pollutions)

Principaux enseignements

Le territoire bruxellois, fortement urbanisé et densément peuplé (par ses habitants mais aussi par ses « travailleurs navetteurs », étudiants, touristes, participants à des congrès, etc.), à l’économie essentiellement tertiaire et de taille limitée, est marqué par une forte dépendance vis-à-vis de l’extérieur concernant les ressources qu’il consomme.
Le bilan ci-dessus montre que, plus de 96% de l’eau de distribution consommée à Bruxelles est importée de la Région wallonne.  Il est également intéressant de constater que l’apport d’eau par les précipitations équivaut à deux fois les volumes d’eau de distribution importés. Or une part importante de ces eaux pluviales abouti dans le réseau d’égouttage sans avoir été préalablement utilisée (la récupération d’eau de pluie n’a toutefois pas été quantifiée dans le cadre de cette étude faute de données suffisantes). En ce qui concerne l’énergie, seuls environ 5% de la consommation énergétique bruxelloise provient d’une production effectuée en Région bruxelloise. Il s’agit essentiellement de la production d’électricité par la centrale électrique couplée à l’incinérateur de déchets ménagers mais d’autres sources interviennent également (biogaz produit par la digestion des boues d’épuration, énergie solaire et géothermique, etc.) (voir indicateur « Production d'énergies renouvelables »).
Le bilan a permis d’estimer, de manière très approximative, à près de 9000 kt la quantité de matière (pour rappel, cette catégorie regroupe par ex. les minéraux et produits de la métallurgie, les produits agricoles et alimentaires, les vêtements, l’électroménager, le mobilier, les journaux et livres, etc.) et de combustibles entrant en Région bruxelloise en 2011. Ces flux entrants concernent majoritairement des minéraux et matériaux de construction (25%), des combustibles (25%) et des produits agricoles et alimentaires (23%). Rapporté au nombre d’habitants et sans tenir compte des combustibles, cela équivaut à un flux annuel entrant de matière de 7981 kg/habitant (produits issus de l’agriculture et de l’alimentation, matériaux de construction, produits chimiques et métallurgiques, machines et équipements, textiles, papier et publications, etc.). Seule une faible partie de ce flux est cependant destinée à la consommation finale des ménages bruxellois.  La majeure partie de ce flux est utilisée par les activités économiques bruxelloises y compris en tant que consommation intermédiaire pour les entreprises manufacturières. Par ailleurs, rappelons que les données disponibles n’ont pas toujours permis de distinguer le trafic de marchandises réellement destiné à l’économie bruxelloise et à la consommation des habitants du trafic de transit.  Remarquons également que ce bilan ne prend pas en compte les flux indirects (ou flux cachés) c‘est-à-dire l’ensemble des ressources non intégrées dans le produit final importé mais dont l’utilisation ou l’extraction ont été nécessaires à la fabrication et au transport de ce produit.
En ce qui concerne les déchets, le bilan a évalué à 448 kt le flux de déchets ménagers et assimilés (c’est-à-dire de déchets de type ménagers produits par les habitants mais aussi par les commerçants, bureaux, entreprises, écoles, etc.) incinérés par Bruxelles Energie en 2011 et à 1312 kt le flux de déchets sortis de la Région bruxelloise.  De l’ordre de 46% (en poids) de ce flux sortant seraient composé de déchets de construction et de démolition. Les autres flux quantitativement importants sont les boues des stations d’épuration et les boues de balayage (+/-11%), les papiers-cartons (+/-8%) ainsi que les métaux (+/-7%) et déchets d’incinération (+/-7%).  Par ailleurs, précisons que les flux sortants sont en partie composés de déchets triés, regroupés ou démantelés en Région bruxelloise qui sont ensuite revendus pour être recyclés ou réutilisés (papiers/cartons, plastiques, verres, acier, métaux, compost, textiles,  etc.). A cet égard, les données disponibles n’ont pas toujours permis de distinguer dans le flux sortant une éventuelle recircularisation, en tant que ressource, de certains déchets au sein de la Région bruxelloise même.
La caractérisation quantitative et qualitative du stock matériel constitue une question essentielle dans le cadre de l’élaboration de stratégies d’économie circulaire puisqu’elle permet d’anticiper les déchets qui seront produits dans le futur et dont pourront être extraits des composants ou matériaux revalorisables (concept d’« urban mining »).  Une évaluation sommaire de ce stock a été réalisée dans le cadre de la présente étude. Il en ressort qu’en première approximation le stock matériel comportant les structures des bâtiments (inventaire non exhaustif), l’équipement électroménager des ménages, le parc de véhicules (publics et privés) ou les réseaux d’infrastructure représente 185 millions de tonnes (soit 165 tonnes par habitant). S’il apparaît quantitativement considérable, ce gisement de futurs « déchets-ressources » est cependant constitué de matériaux dont les impacts environnementaux et l’intérêt économique, en terme de récupération, sont très variables.  Dans le cadre de cette étude, seuls les principaux flux ont été estimés mais il convient de garder à l’esprit qu’un potentiel important en terme d’économie circulaire est également associé à la recircularisation de micro-flux (par ex: des métaux spécifiques tels que les terres rares).

Date de mise à jour: 18/12/2017
Documents: 

Fiches de l’Etat de l’Environnement

Etudes et rapports

Plan et programme