Risques, controverses et principe de précaution Cours ENPC Séance n°8 Jean-Charles HOURCADE.

Risques, controverses et principe de précaution

Cours ENPC

Séance n°8

Jean-Charles HOURCADE

Le calcul économique peut-il calmer les crispations autour du principe de précaution?

• Principe de précaution:– comment décider en l’absence de preuve admise par tous?– ou parapluie contre les mises en cause futures (procès

juridique et/ou politique)?

• ‘Gel’ ou réorientation du progrès technique

• Dictature sur les générations futures au nom des « futurs qui déchantent » ou garde fou contre la préemption du futur par les génération présentes?

• Voie ouverte à l’usage stratégique de l’incertitude et des controverses scientifiques ou moyen de prévention des « paniques »

Trois grands problèmes logiques à clarifier

• Risque, incertitude et controverses: que décider? quand?

• L’arbitrage court terme – long terme et l’équité intergénérationnelle:

• L’équité intragénérationnelle …. sur plusieurs générations

Un problème d’arbitrage court terme/long terme à trois dimensions

• Traitement de l’incertain en univers controversé: question de tempo et de contenu; « quand décider quoi? »

• L’équité intergénérationnelle: comment pondérer générations présentes et générations futures?

• L’équité intragénérationnelle: que faire quand la séparabilité équité – efficacité n’est plus assurée?

Décision dans l’incertain: principes de base

• Aversion au risque (Von Neumann – Morgenstern)

– U [E (e1,e2,e3)] ≠ E [U (e1,e2,e3)]

– Concavité de la fonction VNM: indice Arrow-Pratt =• Probabilités subjectives (Savage)

• Apprentissage bayesien et valeur de l’information

• Valeur d’option et irréversibilité (cf note http)

• Réinterprétation du schéma Savage-Bayes : mandat donné à un planificateur bienveillant

• Nouvelles frontières: l’aversion pour l’ambiguïté de l’information, les approches en probabilités imprécises

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cu

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Quatre façons de poser un même problème stylisé de décision séquentielle (cas stylisé)

Soit r, ressource dont on ne sait si on pourra la renouveler et qu’on veut utiliser sur trois périodes (sans actualiser)

Pas d’aversion au risque

Espérance mathématique de l’utilité

Arrivée possible d’une information

Existence d’une irréversibilité

2121,

121

ccrrucucuMaxcc

2121,

**121

ccrurucucuMaxcc

2

*2)(*12 1

1, 21

crurucuMax

cc

111,

2*1221

crucurucuMaxcc

Actualisation: une nécessité logique

1. arbitrer entre consommation et investissements

2. La solution ‘orthodoxe’ : i = + .gg : taux de croissance de la consommation : élasticité de l’utilité marginale de la consommation ( entre 0, 6 et 1,2) : préférence pure pour le présent (PPP)i : taux d’actualisation = productivité marginale du capital

3. Le taux d’actualisation est endogène et lié aux hypothèses de productivité

4. L’enjeu du taux de PPP (Koopmans): prévenir le sacrifice des générations présentes

Des malentendus à éviter

• « i » est égal à la productivité marginale à long terme de l’investissement et non aux taux d’intérêts de CT!

– Il est fonction des hypothèses de croissance à long terme (signification de croissance à 10% sur 100 ans)

– Il doit intégrer l’incertitude sur la croissance : dominance mathématique des hypothèses basses (Arrow, Weitzman)

• Les questions sous-jacentes sont:

– Nos petits enfants seront-ils plus riches que nous?– La baisse des TPPP selon les niveaux de revenu

Estimation des rendements des actifs financiers et investissements directs

Actif Période Rendement réel (%)

Pays industriels à revenu élevé

Fonds propres 1960-1984 5,4

Obligations 1960-1984 1,6

Capitaux étrangers 1975-1990 15,1

Emprunts d’Etat court terme 1960-1990 0,3

Etats-Unis

Fronds propres 1925-1992 6,5

Ensemble des capitaux privés, avant impôts 1963-1985 5,7

Capital social, après impôts 1963-1985 5,7

Immobiliers 1960-1984 5,5

Terres cultivées 1947-1984 5,5

Bons du Trésor 1926-1986 0,3

Pays en voie de développement

Enseignement primaire plusieurs 26

Enseignement secondaire plusieurs 13

•Source : Nordhaus in IPCC SAR, 1996

Taux de préférence pour le présent en fonction du PIB

0,00

2000,00

4000,00

6000,00

8000,00

10000,00

12000,00

14000,00

16000,00

18000,00

Gui

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PIB

(d

olla

rs 1

987)

-4,00%

-3,00%

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-1,00%

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

del

ta

PIB/tête

delta

Linéaire (delta)

Propositions ‘hétérodoxes’ ou vers une « complétude » de l’analyse

•PPP nulle (Cline): elle sacrifie les générations présentes

• PPP décroissant de façon hyperbolique (Lowestein et Prelec, Cropper et al (1994); distance emphatique (Schelling): problème d’incohérence dynamique

• Critère Chichilnisky : il sacrifie les générations intermédiaires problème du sacrifice du moyen terme

• seule alternative, la fin des analyses incomplètes: – U (C) ou U(C,E) ?… l’environnement comme « bien supérieur »– des schémas de décision séquentielle

« The choice of abatement paths thus involves balancing the economic risks of rapid abatement now (that premature capital stock retirement will later be proved unnecessary) against the corresponding risk of delay (that more rapid reduction will then be required, necessitating premature retirement of future capital stock) » IPCC

CC Damages

Welfare Variation of vulnerable populations

Un outil: la modélisation intégrée

Consumption

ProductionEmissions Concentrations

Climate

change

UNCERTAINTY

CC Impacts (SLR, agriculture,extreme events biodiversity, …)

De l’analyse positive à l’analyse normative

Bien être individuel

Concentrations et stocks

Emissions - ponctions( , , )t t tem G Q Ab t

1 ( , )

( , , , )t t t

t t t

M h M em

H M Q Ab t

1 ( , , )t t t tE J E Ad

1 ( , , )t t tL M t Transformation des milieux

Aménités environnementales

( , , ). ( , , )t t t t tQ F K L t Ad t

1 (1 ) ( , , ).t t t t t tK K I Ad t K

t t t t tQ C I Ab Ad

Fonction de production

Dynamique du capital

Répartition de la production

),()(,,

,,,,tyiti

pt

i adabQlIi

ECUeWMax

Un paramètre préalable: quelle « attitude » vis-à-vis des risques environnementaux?

• Trois types d’approches possibles– Arbitrage coût/bénéfice avec monétisation détaillée des

dommages– Arbitrage coût/bénéfice avec monétisation globale des craintes

attachées à divers niveaux de transformation du climat– Calcul coût/efficacité après fixation normative des ‘niveaux

d’interférences dangereuses’

• Dont l’adoption dépend:

– de jugements de valeur sur la valorisation monétaire (refus éthique ou doute ‘pragmatique’)

– d’un arbitrage entre• Précision et robustesse de l’information• Complétude et pertinence de l’information

Safe Landing Analysis TWA

Préférence pour stabilité du climat Fonctions de dommages

Coût efficacité

Coût bénéfice

PRECISION

PERTINENCE

Une cascaded’incertitudes

Cycle duCarbone

Sensibilitédu climat

Régionalisationdes changementsclimatiques

Jugementsde valeurs

Niveau de développement,adaptation

Démographie,technologie,croissance économique

Une cascade de mesuresdes bénéficesdes politiques climatiques

Amplitude et rythmede l’augmentation dela températuremoyenne globale,Hausse moyennedu niveau des mers

Indicateursrégionauxdu changementclimatique:T, précipitations, …

Concentration CO2

Variationsde bien-être

Indicateursdes impacts:rendements agr., biodiversité,hausse du niveau des mers…

Déterminantssocio-économiques

DommagesImpacts

régionaux

Changementclimatique

régional


globalConcentrationsEmissions

Seuils de danger et analyse coût-efficacité



Coût efficacité

Coût bénéfice

PRECISION

PERTINENCE


Cycle duCarbone



Jugementsde valeurs






Concentration CO2




DommagesImpacts

régionaux


régional



Préférence pour le climat et analyse coût-

bénéfice globale



Coût efficacité

Coût bénéfice

PRECISION

PERTINENCE


Cycle duCarbone



Jugementsde valeurs






Concentration CO2




DommagesImpacts

régionaux


régional



De l’analyse côut-efficacité à l’analyse coût-bénéfice détaillée

Tempo de l’action en coût-efficacité

• Pour une cible connue ex-ante (Wigley, Richels, Edmonds) : les raisons de ne pas agir trop fort trop tôt– inerties socio-techniques,

– progrès technique sur les techniques peu émettrices,– taux d’actualisation

• Pour une cible non connue ex-ante: les raisons d’agir

vite significativement:– décision séquentielle avec révision de l’information où les

probabilités subjectives sont réinterprétées comme des « croyances » différentes et l’espérance mathématique comme une recherche de compromis acceptable

– Intégration du coût du rattrapage du retard

Une expression synthétique du principe de précaution

« The choice of abatement paths thus involves

balancing the economic risks of rapid

abatement now (that premature capital stock

retirement will later be proved unnecessary)

against the corresponding risk of delay (that

more rapid reduction will then be required,

necessitating premature retirement of future capital

stock) » IPCC – Second assessment report

source: IPCC/WGIII/TS p.67

Une expression synthétique du principe de précaution

« The choice of abatement paths thus involves

balancing the economic risks of rapid

abatement now (that premature capital stock

retirement will later be proved unnecessary)

against the corresponding risk of delay (that

more rapid reduction will then be required,

necessitating premature retirement of future capital

stock) » IPCC – Second assessment report

Leçons de l’analyse coût - efficacité

• Confirmation sans surprise de la théorie sur l’importance du couple irréversibilité/valeur de l’information

• Le jeu du taux de PPP est dominé par :

– L’hypothèse sur la date d’arrivée de l’information– Le jeu de l’inertie des systèmes techniques

• NB: Si les taux d’actualisation diffèrent en raison du degré d’optimisme sur la croissance et la productivité marginale du capital:– l’écart de résultats entre hypothèses haute et basses est encore

plus faible (car avec une forte croissance on de rapproche plus vite du plafonds de concentration ou de température)

Tempo de l’action en coût-bénéfice

De la nécessité (au moins analytique) d’une bien hasardeuse évaluation monétaire des dommages sur un siècle (et plus):

• éviter la « dictature de la minorité »

• minimiser l’arbitraire dans le choix des cibles de concentration (ou de température) en débat

• intégrer la possibilité d’overshoot’ en cas de trop mauvaise nouvelle

Monétisation globale via une fonction d’utilité à deux biens

• U(C,E) au lieu de U (C): un « détail » technique qui change drastiquement les résultats et renvoie à deux problèmes de fonds

• L’environnement comme bien supérieur (i.e. dont la part dans le budget des ménages croit avec la richesse): que voudront vraiment les générations futures?

• Consentement à payer pour ne pas (trop) s’écarter du régime climatique actuel (valeur de legs, prudence)

( , ) ln .U C C

Disponibilité à payer pour la stabilité du climat (fonction de production à deux biens: un overshoot modéré malgré une

PPP élevée

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110 2130 2150

Am

plitu

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oyen

glo

bal (

°C) Préférence pure pour le présent: 3% per annum

Analyse coût-bénéficeAnalyse coût-efficacité

Les motifs d’une monétisation complète

• Un impact n’est pas nécessairement un dommage(aspects positifs du réchauffement)

• Protéger l’opinion contre les « prophètes du malheur »

• Aider chacun à saisir son « intérêt bien compris »

• Tout $ dépensé pour prévenir le CC ne sera pas dépensé ailleurs, il faut raisonner $ contre $ (Lomborg)

source: IPCC/WGIII/TS p.67

Ne rien faire ou si peu … ou compléter l’analyse?

“Along the economically efficient emission path, the long-run global average temperature rises sharply. After 500 years, it is projected to increase 6.2 °C over the 1900 global climate. While we have only the foggiest idea of what this would imply in terms of ecological, economic, and social outcomes, it would make most thoughtful people even economists nervous to induce such a large environmental change. Given the potential for unintended and potentially disastrous consequences, it would be sensible to consider alternative approaches to global warming policies?” (Nordhaus)

• Cycle du carbone et effet accélérateur de la réponse des écosystèmes

• sensibilité climatique et passage concentration ->température

• Question du rythme du réchauffement

• Un simple problème de spécification?

- polynômes de degré inférieur ou égal à trois (Nordhaus)

- Hockey-Stick (Manne et Richels)

- Fonctions à seuils et discontinuités

Problèmes d’écriture des fonctions dommages

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Au

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pé

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lob

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(°C

)Intervalle de transition catastrophique

Sensibilité du climat: 2.5°C



0

1

2

3

4

5

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Do

mm

ages

(%

GW

P)

Sensibilité du climat:2.5°C

Sensibilité du climat:3.5°C


Sensibilité du climat croissante

Global mean temperature increasebase year: 1990, scenario AIM (SRES, 2001)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

time

temperatureincrease (°C)

GFDL_R15_a

CSIRO Mk2

HadCM3

HadCM2

ECHAM4/OPYC

CSM 1.0

DOE PCM

IPCC GCModels

Climate Change Damages

0

1

2

3

4

5

6

7

1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

time

Da

ma

ge

s (

% P

IB)

GFDL_R15_a

CSIRO Mk2

HadCM3

HadCM2

ECHAM4/OPYC

CSM 1.0

DOE PCM

RATIO= 5,5

IPCC GCModels

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110

Em

ission

s (G

tC)

Arrivée de l'information

Aucune arrivéed'information

en 2020

en 2080

Emissions de référence

Sensibilité haute (4,5°C)

Sensibilité moyenne (3,5°C)

Sensibilité basse (2,5°C)

Croyances optimistes sur la sensibilité du climat

Rôle des croyances sur la sensibilité climatique

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110

Em

ission

s (G

tC)







en 2020

en 2080

Croyances centrées sur la sensibilité du climat

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

1990 2010 2030 2050 2070 2090 2110

Em

ission

s (G

tC)



en 2020

en 2080





Croyances pessimistes sur la sensibilité du climat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Taux d'actualisation (%)

Ab

att

em

en

t d

e p

rem

ière

pé

rio

de

(G

tC/a

n)

=0,5%

1%

1,5%

2%

3%

4%

=5%

Abattement de première période avec dommages linéaires ( de 0,5 à 5% du PMB2100, de 1 à 10%).

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Taux d'actualisation (%)

Ab

att

em

en

t d

e p

rem

ière

pé

rio

de

(G

tC/a

n)

450 ppm

550 ppm

650 ppm

750 ppm

avec dommages explosifs ( :450-750 ppm, : 1-10%)

Dommages (bien élevés) où “à seuil”?

• “méthode des analogues” -> coût après adaptation à un nouveau climat stabilisé climat modifié (connu ex-ante) -> coût très modérés <2-3% du PIB sur un siècle

• Seuls les risques de catastrophe globale (The Day After) justifient alors l’action

• L’évaluations changent si on introduit les coûts d’adaptation à un climat non stabilisé, volatile et volatile et inconnu ex-anteinconnu ex-ante– incertitude sur les prédictions un ordre de grandeur supérieure

aux prédictions globales– effet de masque de la variabilité climatique– intensité capitalistique de l’adaptation et risques de sunk costs

Météo-France Center model, ARPEGE-Climat, Emission scenario SRES/A2

Hadley Center model, HadRM3H, Emission scenario SRES/A2

Effets de seuils et ‘fragilité’ des sociétés impactées

• Tensions pré-existantes (tensions sur l’eau ((Darfour) montée des mers (Bengla-Desh), évènements extrèmes Amérique Centrale)

• Inertie (sociales, techniques) dans l’adaptation:– ‘rigidités’ institutionnelles des sociétés rurales – Contraintes de mobilisation des capacités techniques de

reconstruction après des Extrêmes Climatiques– Mauvaise anticipation du changement et dénégation des alertes

(cas New-Orleans)

• Absence de compensation et d’assurance

• Impacts sur le cycle économique (dépréciation de la valeur du capital immobilier et foncier)

• Effets de propagation entre régions (migration etc …)

Illustration of the sources of thresholds in damages due to Large Weather extremes

P

Pertes de PIB (%)

Mean GDP losses due to extreme events, as a function of the reconstruction capacity (fmax, that represents the maximum share of total investment that can be devoted to reconstruction over the short-term) and the distribution of extremes (when =2 both the frequency and mean intensity of extremes are multiplied by 2). The red line gived the set of parameters for which GDP losses are lower than 1%

Deux caveat pour terminer

• Rapport Stern: l’équivalent d’une guerre mondiale?• Richard Tol, Mendelson : 2-3% du PIB mondial

• Attention aux pièges de l’agrégation

– dans le temps: le coût strictement économique de la première guerre en France est de 1,2% du PIB sur la période 1871 – 1039 (0.002% en coût actualisé … retour à l’asymétrie des gains et pertes en utilité

– dans l’espace: propagation et fin de la distinction gagnants/perdants

Some references

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