Les écosystèmes produisent de nombreux biens et services contribuant au bien-être des sociétés. Cependant, l’utilisation intensive des ressources naturelles a compromis le fonctionnement de certains de ces écosystèmes ainsi que les services qu’ils rendent. La dégradation de certains services tels que le climat et la biodiversité a entraîné une prise de conscience de leur rôle dans fonctionnement des sociétés ainsi qu’une croissance de la valeur qui leur est accordée.Pour contrecarrer la dégradation des services rendus par les écosystèmes, des mécanismes de rémunération de leur production ont été mis en place tels que le marché européen du carbone ou les obligations de compensation lorsque des ouvrages ou infrastructures dégradent la biodiversité. Toutefois, lorsque les mécanismes mis en oeuvre ne concernent qu’un seul service, ils peuvent avoir des effets, positifs ou négatifs, sur la fourniture d’autres services produits conjointement. Afin d’éviter les effets indésirables, tels que la destruction d’un service pour en produire un autre, ou des inefficacités comme le double-paiement d’une même activité, il est nécessaire de mieux connaître les relations entre les productions des écosystèmes. Par cette thèse, nous contribuons à l’identification de ces relations entre produits et services en développant une approche par la simulation de la production jointe de bois et de non-bois en forêt. / Ecosystems provide numerous goods and services to human beings. However, the intensive use of natural resources has impacted the functioning of ecosystems and reduced their production capacities. In this context, societies and individuals are giving increasing importance to environmental services (ES). To capture the values of ESs and to ensure their sustainable provision, payment mechanisms to offset the reduction in ES provision have been elaborated.These include projects such as REDD+, the European carbon market or national rules concerning compensation for biodiversity losses. Due to the jointness in ES production, single purpose offset mechanisms can either threaten or create opportunities to increase other services which do not have an explicit monetary value. To be effective, managers and decision makers need detailed information on the links between ESs. To increase the knowledge of the simultaneous production of multiple ESs, this thesis proposes a methodology based on simulations of the joint production of wood and non-wood goods in forests. Estimations of opportunity costs derived from the analysis provide information on ES gains and losses when forest owners are asked to increase one service.

Cette thèse se propose de tenter d’évaluer les opportunités de l’économie circulaire à l’échelle territoriale et d’y engager le rôle que jouent les cycles biogéochimiques, les systèmes économiques et les frontières entre l’économie et l’environnement au cours du projet de transformation du centre de traitement de déchets ménagers à Ivry-Paris XVIII. Pour y parvenir, on peut adopter trois dimensions différentes. L’une, inspirée par la définition de biosphère proposée par Vernadsky, analyse le parcours des molécules dans la biosphère. Les deuxième, plus proche de la perspective privilégiée par Sraffa et Leontief, conduit à reconstituer une historie de la pensée économique sur la base de l’interface entre l’économie et l’environnement. La troisième, inspirée de la méthode de Jason Moore, consiste à confronter les positionnements des acteurs autour de la régulation des frontières entre les processus d’appropriation de l’économie et la préservation de l’environnement.Répondrons alors à la question suivante : Quelle circularité dans les grands cycles de la biosphère?. On peut constater que certain parcours de molécules peuvent être circulaires et/ou linéales en fonction de la temporalité de cycle. Cette notion du temps de cycle nous a aidé à cadrer les discussions sur la mesure des cycles, mais sur tout fourni un cadre pour la compréhension de la structure de la relation autour du sujet des opportunités d'économie circulaire à Paris.Nous nous proposons d’étudier une définition contextuelle de l’économie circulaire : un cadre d’analyse durable ?. La question de la nécessité d’une approche holistique pour étudier les cycles de la nature, est aussi ancienne que l’économie. Ce qui est en jeu derrière le capitalisme, c’est sa capacité de porter la vie, on se reporte à l’ouvrage L’économie et le vivant de René Passet. Il convient donc de se placer dans une perspective holistique des concepts utilisés pour l’économie écologique et l’écologie industrielle.Revenons au prix et à la structure de valeur, quel système de valeur dans les bouclages de flux entre la nature et l’économie?. La thèse propose un cadre conceptuelle d’analyse pour explorer les étapes permettant d’élaborer sa stratégie d’économie circulaire en utilisant les trois dimensions d’analyse. L’application du modèle d’économie circulaire a pour intérêt de faciliter l’identification et le choix d’un ensemble cohérent d’indicateurs interdépendants (système d’indicateurs) permettant la caractérisation des différentes dimensions de bouclage de flux de matière et d’énergie. Il est souvent possible de mesurer le bouclage des certains processus en utilisant les indicateurs proposés par Liu Yifang et pour la fondation Ellen MacArthur.Répondrons alors à la question suivante : Quel projet de transformation du centre Ivry-Paris XIII pour demain, alors que la gouvernance sur les frontières entre l’économie et l’environnement évolue ?. Pour répondre à cette question, nous avons exploré trois cas d'étude : 1. Le cas d’une mise en décharge du déchet sans mécanismes de bouclage. 2. Le cas d’un compostage urbain qui considère un bouclage de flux de la matière. 3. Le cas d’une incinération de déchets qui examine un bouclage de flux d'énergie. Le passage de l’incinération vers une variation plus vertueuse de compostage urbain a été fait en utilisant un compostage urbain de proximité (bénévole). Nous devons constater que le prix de vente du compost pose un problème d’équilibre financier dans le système de la valeur du compostage et donc, éventuellement des subventions seront nécessaires à sa bonne marche. Ensuite la tonne de compost écoulée peut être subventionnée, à hauteur du prix de la mise en décharge. Finalement, le projet de reconstruction de l’usine de traitement d’Ivry-Paris XIII montre aussi une certaine complexité d'interaction entre acteurs publics, privés, et la société civile, qui pose la question des capacités de concertation de l’État. / 1. Introduction : This thesis attempts to evaluate the opportunities of the circular economy at the territorial scale and to engage the role of biogeochemical cycles, economic systems and the institutional boundaries between the environment and the economy, during the transformation project of the waste treatment center at Ivry-Paris XVIII. To achieve this thesis, three different dimensions can be taken into consideration. The first one, inspired by the definition of biosphere proposed by Vernadsky, analyzes the pathways of molecules such as nitrogen in the biosphere. The second one, closer to the perspective supported by Sraffa and Leontief, leads to reconstruct a history of economics based on the interface between economy and environment. The third one, inspired by Moore's dialectical method, is to confront the positioning of the actors around the regulation of the boundaries between the processes of appropriation of the economy and the preservation of the environment.2. Methodology : The fourth part of the thesis aims at proposing a conceptual framework of successive or simultaneous steps to develop its strategy of circular economy using the three analysis dimensions, In this context, The thesis proposes a Sraffa’s typology of ten structures of the system to formalize economic-physical relations.The application of the circular economy model has the advantage of facilitating the identification and selection of a coherent set of interdependent indicators (system of indicators) enabling the characterization of the different dimensions of the close of material and energy flows. It is often possible to measure the closure of the loops of certain processes using indicators proposed by Liu Yifang and the Ellen MacArthur Foundation.3. Case of study - What Ivry-Paris XIII plant project would suit for tomorrow? : To answer this question, we explored three cases of study. 1. The case of landfilling of waste without looping mechanisms, 2. The case of urban composting which considers close the loops of the matter flow. 3. The case of incineration of waste which examines looping of energy flows.On the basis of the results of the indicators, our three case studies correspond to different flows configurations in the same territory.The move from incineration to urban composting has been explained on the basis of non-profit urban composting. This volunteer characteristic of the house composting can be illustrated by a Sraffian profit rate equal to zero. We must note that the selling price of compost poses a financial problem in the value system and hence subsidies will be necessary for its smooth running. Then, the ton of compost can be subsidized, at the price of a landfill.We will also be able to propose an alternative subsidy to household composting therefore; an industrial composting that can be carried out by a recycling company such as Bio Yvelines Services. In addition, the transition to the incineration can be managed by the Metropolitan Household Waste Agency (Syctom). The project of rebuilding the Ivry-Paris XIII treatment plant also shows a certain complexity of interaction between public and private actors and civil society, which raises the question of the state's capacity for a public discussion.

La Bretagne, région agricole française est confrontée a un problème de soutenabilité. Du fait d'une croissance forte de l'agriculture à la fin du XXième siècle, de fortes pressions se sont exercée sur le milieu naturel, en particulier sur l'eau. La dégradation de la qualité de l'environnement a engendré de fortes répercussions tant aux niveaux écologique, économique que social. La préservation de la qualité de l'eau est devenue un enjeu majeur pour le développement économique, social et culturel de la Bretagne. La qualité de l'eau y est considérée comme un capital naturel critique au sens où de son maintien dépend le processus de soutenabilité. Notre analyse repose sur une évaluation des modes de production agricole compatibles avec une optique forte de la soutenabilité. Conceptualisée à partir d'une approche en termes de production jointe élargie au domaine écologique et appliquée au cas le la Bretagne à travers le modèle M3ED-AGRI, notre démarche vise en une analyse structurelle des systèmes de production agricole. Le modèle M3ED-AGRI constitue le support à une analyse coût-efficacité permettant de caractériser et de classer diverses alternatives d'évolution de l'agriculture. Insérer dans les contextes local, régional, national et international, les scénarios d'évolution permettent la mise en évidence des implications et les justifications quant au choix des alternatives. Traduite au niveau local, la démarche repose sur l'utilisation d'indicateurs insérés dans un outil informatique interactif afin de favoriser l'insertion des acteurs sociaux dans le processus d'évaluation. De la sorte, il est possible de délimiter les marges de manoeuvre et les motivations de chacun ainsi que de favoriser l'apprentissage social.

Les agroécosystèmes font face à un déclin des services écosystémiques (SE) de régulation, non-marchands. Nous l’interprétons via deux concepts économiques : les biens publics qui appellent une régulation, et la production jointe qui souligne les conséquences des interactions entre SE dans leur régulation.Cette thèse étudie comment accroître la fourniture de SE non-marchands par des incitations économiques, en prenant en compte la multiplicité des SE et les interactions entre eux.Nous étudions d’abord la régulation des biens publics joints à l’aide de microéconomie théorique. Ensuite, nous menons une analyse appliquée avec des données agroécologiques simulées et des méthodes numériques pour définir les solutions coût-efficientes et les incitations pour leur mise en œuvre. Nous comparons plus particulièrement les incitations basées sur les actions et sur les résultats.Nous montrons théoriquement que les interactions entre SE rendent leur régulation plus complexe, notamment avec des incitations basées sur les résultats, et quand le coût varie selon les bouquets de SE. Dans l’analyse appliquée, nous montrons que prendre en compte le coût de la fourniture des SE est crucial pour maximiser leur fourniture avec un budget limité. Nous montrons que les incitations basées sur les résultats sélectionnent les solutions coût-efficientes mais induisent un budget plus élevé que les incitations basées sur les actions, à cause des interactions entre SE. Enfin, nous montrons que l’analyse à l’échelle du paysage et l’hétérogénéité modifient les solutions qui maximisent les SE, mais pas les propriétés des deux types d’incitations.Nos résultats soulignent que les politiques agro-environnementales doivent cibler les services écosystémiques de manière intégrée, si possible à l’échelle de la ferme ou du paysage et considérer le coût de leur fourniture. Les incitations basées sur les résultats ne sont pas la solution à tous les problèmes des politiques agroenvironnementales. / Agroecosystems show a decline in regulating, non-marketed ecosystem services (ES). We interpret this decline through two economic concepts: public goods, which call for regulation, and joint production, which underlines the role of interactions among ecosystem services in their regulation.This thesis studies how to increase the provision of non-marketed ES through the implementation of economic incentives, while accounting for their multiplicity and the complex interactions among them.We first study the regulation of joint public goods with microeconomic theory. We then carry an applied analysis with simulated agroecological data and numerical methods to define cost-efficient solutions and simulate the implementation these solutions with economic incentives. We especially compare result-based and action-based incentives.We show theoretically that interactions among ES make their regulation more complex, especially with result-based incentives and when the production cost varies among bundles of ES. In the applied analysis, we show that accounting for the cost is crucial to maximise ES with a limited budget. We show that result-based incentives select cost-efficient bundles of ES but lead to higher policy budgets than action-based ones, due to interactions among ES. Eventually, we show that considering the landscape scale and heterogeneity plays on the solutions maximising ES, but not on the comparison between result-based and action-based incentives.Our results underline that agri-environmental policies need to target ES in a integrative way, at the farm or landscape scale, and consider the cost of providing non-marketed ES. Result-based incentives don’t solve all issues of agri-environmental policies.

Les écosystèmes produisent de nombreux biens et services contribuant au bien-être des sociétés. Cependant, l'utilisation intensive des ressources naturelles a compromis le fonctionnement de certains de ces écosystèmes ainsi que les services qu'ils rendent. La dégradation de certains services tels que le climat et la biodiversité a entraîné une prise de conscience de leur rôle dans fonctionnement des sociétés ainsi qu'une croissance de la valeur qui leur est accordée.Pour contrecarrer la dégradation des services rendus par les écosystèmes, des mécanismes de rémunération de leur production ont été mis en place tels que le marché européen du carbone ou les obligations de compensation lorsque des ouvrages ou infrastructures dégradent la biodiversité. Toutefois, lorsque les mécanismes mis en oeuvre ne concernent qu'un seul service, ils peuvent avoir des effets, positifs ou négatifs, sur la fourniture d'autres services produits conjointement. Afin d'éviter les effets indésirables, tels que la destruction d'un service pour en produire un autre, ou des inefficacités comme le double-paiement d'une même activité, il est nécessaire de mieux connaître les relations entre les productions des écosystèmes. Par cette thèse, nous contribuons à l'identification de ces relations entre produits et services en développant une approche par la simulation de la production jointe de bois et de non-bois en forêt.