Technosphère : 30 000 milliards de tonnes sur la balance

Combien pèse la civilisation humaine ? Pas les humains eux-mêmes, pas nos sept milliards et quelques de corps biologiques, mais tout ce que nous avons construit, extrait, coulé, assemblé, empilé depuis que nous avons commencé à transformer la matière à grande échelle. La question a l'air abstraite. Elle ne l'est pas. Des géologues l'ont posée sérieusement en 2017, et la réponse est un chiffre qui devrait donner le vertige à quiconque enseigne les sciences de la Terre : 30 000 milliards de tonnes. Trente tératonnes. C'est la masse estimée de la technosphère.

J'utilise ce chiffre en cours depuis sa publication, et la réaction des étudiants est toujours la même : un silence, puis quelqu'un demande « mais c'est beaucoup par rapport à quoi ? ». Bonne question. Par rapport à la biomasse de l'ensemble du vivant sur Terre, estimée à environ 1,1 tératonne en masse sèche par le Weizmann Institute (Elhacham et al., Nature, 2020), la technosphère pèse à peu près 27 fois plus lourd. Le béton, l'acier, le verre, le plastique, les routes, les câbles, les véhicules : tout cela écrase littéralement le poids du vivant.

Le terme « technosphère » a été formalisé par le géologue et physicien Peter K. Haff, professeur à l'université Duke, dans un article de 2014 publié dans The Anthropocene Review. Haff ne cherchait pas à nommer une métaphore. Il posait un cadre théorique précis : la technosphère est le réseau interconnecté de tous les systèmes technologiques humains (transport, communication, production industrielle, agriculture, bureaucratie) et des humains eux-mêmes en tant qu'opérateurs de ces systèmes. Le point central de sa thèse, c'est que la technosphère n'est pas un outil que l'humanité contrôle. C'est un système autonome, doté de sa propre dynamique, qui métabolise de l'énergie et des ressources selon des logiques qui échappent en grande partie à la volonté individuelle des humains qui le composent.

Haff a posé six « règles » de la technosphère dans cet article, et l'une d'elles mérite qu'on s'y arrête : la règle d'inaccessibilité. Elle stipule que les humains, en tant que composants de la technosphère, n'ont pas accès aux mécanismes de contrôle du système global. On peut décider de prendre le vélo au lieu de la voiture. On ne peut pas décider, individuellement, de réduire la masse totale de béton produite annuellement sur la planète. La technosphère ne répond pas aux intentions individuelles. Elle répond à des contraintes systémiques : flux d'énergie, demande agrégée, boucles de rétroaction économiques.

C'est là que les choses deviennent inconfortables pour un enseignant. Quand on explique aux étudiants que le système dans lequel ils vivent a acquis une forme d'autonomie fonctionnelle par rapport à ceux qui l'ont construit, les réactions oscillent entre l'incrédulité et le fatalisme. Ni l'un ni l'autre n'est la bonne réponse, mais je n'ai pas encore trouvé la bonne manière de présenter ça sans provoquer l'un ou l'autre.

L'estimation de 30 000 milliards de tonnes provient d'un article de 2017 publié dans The Anthropocene Review par Jan Zalasiewicz, Mark Williams, Colin Waters et une vingtaine de coauteurs, dont Peter Haff lui-même. L'équipe, basée principalement à l'université de Leicester, a tenté de quantifier la masse physique de la technosphère en additionnant les composantes actives (bâtiments, infrastructures, machines, terres agricoles aménagées, zones urbaines) et les composantes résiduelles (décharges, friches industrielles, sédiments contaminés).

Le chiffre se décompose grossièrement : environ la moitié de la masse est constituée de bâtiments et de structures, un tiers est de l'infrastructure de transport (routes, voies ferrées, ponts, tunnels). Le reste, c'est-à-dire plusieurs milliers de milliards de tonnes, se répartit entre terres agricoles aménagées, zones industrielles, décharges et sédiments contaminés. Rapporté à la surface terrestre, cela donne environ 50 kilogrammes par mètre carré de planète. Cinquante kilos. Sur chaque mètre carré. Y compris les océans et les déserts.

L'étude de Zalasiewicz a aussi mis en évidence un fait que les paléontologues trouvent saisissant : la diversité des objets produits par la technosphère, ce que les auteurs appellent les « technofossiles », dépasse déjà la diversité biologique connue si on la mesure par le nombre de types distincts. Autrement dit, l'humanité produit plus de formes d'objets qu'il n'existe d'espèces vivantes documentées. Le catalogue d'un seul site de commerce en ligne contient plus de références que le nombre total d'espèces de mammifères, d'oiseaux et de reptiles réunis. Ce n'est pas une analogie, c'est un constat quantitatif.

En décembre 2020, une équipe du Weizmann Institute of Science en Israël, menée par Emily Elhacham, a publié dans Nature une étude qui a fait date : « Global human-made mass exceeds all living biomass ». La conclusion tient en une phrase. Aux alentours de 2020, la masse totale des objets fabriqués par l'humanité a dépassé la masse totale du vivant sur Terre. Le point de croisement.

Quelques ordres de grandeur pour situer. Au début du vingtième siècle, la masse anthropique représentait environ 3 % de la biomasse mondiale. Depuis la Seconde Guerre mondiale, cette masse double tous les vingt ans environ. En 2020, elle atteignait environ 1,1 tératonne en masse sèche, soit l'équivalent de la biomasse vivante. Et la production continue au rythme d'environ 30 gigatonnes par an, ce qui signifie que chaque semaine, l'humanité produit une masse d'objets supérieure au poids corporel de chaque être humain sur la planète. Chaque semaine.

Le contraste avec la biomasse est frappant par un autre aspect : pendant que la masse anthropique doublait tous les vingt ans, la biomasse végétale, qui est le gros de la biomasse terrestre, diminuait. Les forêts ont perdu environ la moitié de leur masse depuis le début de l'agriculture il y a 10 000 ans. Le croisement de 2020 n'est donc pas seulement le résultat d'une croissance de la production humaine ; c'est aussi le résultat d'un déclin du vivant. Les deux courbes se sont rejointes parce qu'elles allaient dans des directions opposées.

La biosphère fonctionne en boucle. Le cycle du carbone ramène le CO2 atmosphérique dans les sols et les océans. Le cycle de l'azote redistribue les nutriments entre l'atmosphère, les sols et les organismes. Les services écosystémiques reposent sur cette circularité : la matière ne se perd pas, elle circule. La technosphère, elle, fonctionne en grande partie de manière linéaire. Extraction, production, usage, déchet. Le taux de recyclage global des matériaux reste inférieur à 10 % selon le Circularity Gap Report. Plus de 90 % de la matière extraite par l'humanité finit en déchet ou en émission. C'est le contraire exact de ce que fait la biosphère.

Et le problème ne se limite pas aux déchets visibles. L'énergie grise contenue dans les infrastructures de la technosphère est colossale : une tonne de béton ou un kilomètre de route représente de l'énergie fossile consommée lors de la fabrication, et les bâtiments n'y échappent pas. Quand on démolit un immeuble pour en construire un autre, l'énergie investie dans le premier est perdue. La technosphère accumule de la matière et dissipe de l'énergie, à sens unique.

Peter Haff a un terme pour décrire cette propriété : la technosphère est « parasitaire » par rapport à la biosphère. Elle en extrait des ressources (biomasse, minéraux, combustibles fossiles issus d'anciennes biomasses) et y rejette des déchets (CO2, plastiques, polluants chimiques), sans mécanisme de réciprocité. La biosphère n'a pas « besoin » de la technosphère. La technosphère, elle, ne peut pas fonctionner sans la biosphère. Cette asymétrie est le nœud du problème.

Quand j'aborde la technosphère en amphi, il y a souvent un étudiant qui demande : « Mais on peut la réduire ? ». Sur le papier, la réponse est oui. En pratique, je suis moins affirmatif. La masse de la technosphère n'a fait que croître depuis le début de l'ère industrielle, sans exception et sans même un ralentissement durable. Les guerres mondiales ne l'ont pas freinée. Les crises pétrolières non plus. La masse anthropique double tous les vingt ans. Même les politiques de décarbonation les plus ambitieuses ne s'attaquent qu'aux flux d'énergie, pas aux stocks de matière. On parle beaucoup de réduire les émissions de CO2, et c'est indispensable, mais on parle très peu de réduire la masse physique de ce que l'humanité produit chaque année.

L'empreinte écologique mesure la pression que l'humanité exerce sur les limites planétaires. La technosphère ajoute une dimension que les indicateurs classiques capturent mal : la matérialité brute de notre présence. 30 000 milliards de tonnes posées sur la croûte terrestre, c'est un fait géologique. Les géologues du futur, s'il y en a, retrouveront cette couche dans les sédiments, exactement comme on retrouve aujourd'hui la couche d'iridium qui marque l'extinction des dinosaures il y a 66 millions d'années. Sauf que la couche de la technosphère sera faite de béton, d'aluminium et de polyéthylène.

L'Anthropocène n'est pas qu'une idée philosophique ou un débat stratigraphique. C'est 50 kilos de matière artificielle sur chaque mètre carré de la planète. Et ce chiffre augmente chaque jour.

• Scale and diversity of the physical technosphere: A geological perspective, Zalasiewicz et al., The Anthropocene Review, 2017
• Global human-made mass exceeds all living biomass, Elhacham et al., Nature, 2020
• Humans and technology in the Anthropocene: Six rules, Peter Haff, The Anthropocene Review, 2014
• L'insoutenable poids de la technosphère, UNESCO Courier
• L'humanité pèse trente mille milliards de tonnes, Reporterre
• Technosphère, Wikipédia