1La courbe de Kuznets (issue des travaux de Simon Kuznets sur le développement économique dans les années 1950) décrit une relation en forme de U inversé entre le niveau de développement d’un pays et les inégalités de revenu. En 1991, Grossman et Krueger proposent de transposer cette idée dans le domaine de l’environnement, mais il faut attendre 1993 pour voir apparaître l’expression Courbe de Kuznets Environnementale (CKE) avec l’article de Panayotou (1993). La CKE implique que pendant les premières étapes du développement économique les agents se soucient peu de l’environnement. Lorsque le niveau de revenu permet de pourvoir les besoins primaires, on atteint un niveau seuil (le point de retournement) où le souci pour l’environnement s’accroit et la tendance s’inverse. Au-delà de ce seuil, la croissance économique s’accompagne d’une amélioration des conditions environnementales et particulièrement d’une réduction de la pollution. Il existerait donc une relation en forme de U inversé entre la pollution et le développement économique.

2Beaucoup d’encre a coulé depuis l’article fondateur de Grossman et Krueger (1991). La littérature s’est enrichie de très nombreuses études sur le sujet qui ont ensuite été synthétisées dans d’excellentes revues de la littérature comme celles de Nourry (2007), Müller-Fürstenberger et Wagner (2007) ou encore de Kijima et al. (2010). Nous souhaiterions consacrer notre introduction à rappeler la manière dont a évolué la littérature sur la relation entre pollution et développement, ainsi que les grandes voies de recherche qui ont été explorées.

3Un premier champ d’investigation s’intéresse à l’hypothèse du « havre de pollution » qui postule que l’activité industrielle (polluante) des pays développés se déplace vers les pays en voie de développement dont les réglementations environnementales sont moins strictes. Pour tester cette hypothèse de délocalisation de la pollution, il est possible de considérer le rôle de différentes variables. Pour donner quelques exemples, Kearsley et Riddell (2010) ont étudié la relation croissance-environnement en ajoutant comme variables explicatives l’ouverture commerciale, la part des exportations et des importations polluantes entre les pays de l’OCDE et les pays en voie de développement. Leurs résultats les amènent à rejeter l’hypothèse du « havre de pollution ». Mais pour Cole (2004), l’ouverture commerciale et la part des importations polluantes affectent les émissions dans les pays développés, offrant un soutien pour cette hypothèse. Dans le même cadre d’analyse, mais se focalisant plutôt sur l’existence d’une CKE, Agras et Chapman (1999) ont estimé une fonction quadratique utilisant les exportations, les importations et les prix de l’énergie. Une fois de plus, leur résultat ne donne pas de preuve significative de l’existence d’une CKE.

4Un deuxième champ de recherche prend en compte l’évolution au cours du temps de la structure des économies développées. L’idée est d’introduire un effet de composition dans l’analyse de la CKE (nous y reviendrons à la fin de cet article). En effet, on constate dans les pays industrialisés le passage d’une phase d’industrialisation à phase de production de services, ce qui induit une baisse de l’intensité carbone (mesurée par le rapport des émissions de CO₂ au PIB), d’où un changement dans la relation entre le PIB per capita et la pollution. Par exemple, suivant le modèle de décomposition de Stern (2002), Auci et Becchetti (2006) ont proposé un modèle de CKE ajustée. La spécification retenue par les auteurs considère la part du charbon, du gaz et du pétrole utilisée pour produire de l’électricité et les parts dans le PIB de la production manufacturière, l’agriculture et les services, pour tenir en compte à la fois de la structure de l’économie et de l’impact du progrès technique. Leurs estimations basées sur les données de panel de 173 pays ne concluent pas en faveur d’une CKE.

5Un autre pan de la littérature critique les formes fonctionnelles utilisées dans ce domaine et propose des spécifications non paramétriques pour étudier la CKE. Par exemple, Azomahou et al. (2006), en travaillant sur un panel de 100 pays sur la période 1960-1996, ont rejeté l’hypothèse de CKE et accepté l’existence d’une relation monotone entre les émissions de CO₂ per capita et le PIB per capita. De leur côté, Halkos et Tsionas (2001) ont analysé la même relation à l’aide de modèles à changement de régime et ont signalé, eux aussi, une relation monotone. Il faut également noter que leur modèle considère un assez grand nombre de variables économiques, environnementales et démographiques, telles que la densité de population, la déforestation, l’urbanisation et le taux de mortalité infantile.

6En effet, introduire dans le modèle standard de la CKE, des variables additionnelles qui peuvent jouer un rôle dans la détermination de la forme de la relation développement-environnement est la voie la plus souvent suivie par les chercheurs dans ce domaine. Begun et Eicher (2008) proposent des moyennes de modèles par approche bayésienne (“bayesian model averaging”) pour travailler sur la relation PIB-émissions du dioxyde de soufre (SO₂) en prenant en compte comme variables additionnelles, pour en citer quelques-unes, l’éducation, le commerce, la température et la variation des précipitations. Bien que les résultats globaux ne supportent pas l’hypothèse de la CKE, ces auteurs ont montré que les contraintes exécutives (proxy de l’économie politique) expliquent une part importante de la pollution et que dans les pays riches (contrairement aux pays pauvres), le commerce engendre moins de pollution puisque dans ces pays le niveau du capital physique et humain est élevé. En ce qui concerne d’autres variables intéressantes introduites dans cette littérature, Bimonte (2002) a utilisé, comme une proxy de l’accès à l’information, le nombre de journaux vendus pour 1000 habitants par an dans chaque pays et pour tenir en compte la répartition du revenu, l’auteur a utilisé l’indice de Gini et in fine, il a montré que l’hypothèse de CKE est valable pour un échantillon de 35 pays européens. L’impact de la corruption sur les émissions et son influence sur la valeur seuil du revenu (i.e. point de retournement) de la CKE (Leitao, 2010) ou encore des variables de santé comme l’espérance de vie, le taux de vaccination des enfants (Gangadharan et al., 2001) ont été également considérées comme des facteurs qui peuvent expliquer différents aspects de la relation en question. Sur ce point, nous voudrions signaler qu’effectivement, les travaux de recherche en introduisant des variables explicatives additionnelles dans une large gamme de spécifications du modèle et en utilisant en même temps de différentes techniques d’estimation ont donné lieu à des résultats inconsistants qui conduisent donc les chercheurs à revisiter ce thème.

7Pour terminer cette introduction, nous voudrions rappeler qu’il existe bien entendu d’autres façons d’étudier la relation développement-environnement. Lorsque la plupart des études empiriques consacrées à l’analyse de cette relation s’appuient sur des modèles dont les variables expliquées sont des indicateurs de pollution comme les émissions de CO₂ ou celles de SO₂, il en existe d’autres qui prennent en compte de diverses variables de dégradation environnementale comme la déforestation (e.g. Van, Azomahou, 2003) ou encore la pollution organique de l’eau (Clément, Meunié, 2010), mais, une fois encore, les résultats sont contradictoires en ce qui concerne la forme fonctionnelle de cette relation.

8Cette introduction a permis de souligner que les études empiriques ne permettent pas de trancher. Dans ce travail nous reprenons une problématique posée par Grimes et Roberts en 1997 et un peu oubliée depuis, sur la question de l’évolution dans le temps de la CKE. Suivant ces auteurs, nous focalisons notre étude sur les émissions de CO₂. La deuxième section est consacrée à la présentation des données. Les analyses de l’évolution dans le temps de la relation entre les émissions de CO₂ et la richesse sont présentées dans la troisième section. La conclusion est consacrée à une discussion sur les interprétations des résultats obtenus.

Un premier regard sur les données

9La procédure usuelle permettant de tester l’existence d’une CKE repose sur l’équation suivante :

10où e_t est un indicateur de la pollution (dans notre cas, les émissions de CO₂ par habitant), y_t la richesse par habitant (mesurée par le PIB par tête), ?_t et c représentent respectivement le terme d’erreur et la constante. La forme de la courbe est déterminée par les paramètres b et a. Pour que la relation entre les émissions de CO₂ par tête et la richesse par tête ait une forme de U inversé, il faut que b > 0 et a < 0. On peut alors déterminer le point de retournement, le niveau de revenu pour lequel les émissions de dioxyde de carbone atteignent leur maximum, à partir de la formule

11Nous avons déjà largement discuté dans l’introduction de la possibilité d’ajouter de nombreuses variables additionnelles dans le terme de droite de l’équation (1). Nous nous limiterons à celle qui paraît aujourd’hui incontournable, la consommation d’énergie primaire [1]. L’équation à partir de laquelle nous allons mener notre étude s’écrit donc :

12où CO₂ représente les émissions de dioxyde de carbone par tête, PIB le PIB par tête, et NRJ la consommation d’énergie primaire par tête.

13Les variables nécessaires pour mener notre étude empirique sont donc les émissions de CO₂ par habitant, le PIB réel par habitant, et la consommation d’énergie primaire par habitant. Pour les construire, nous utilisons deux sources différentes. D’une part, les émissions de CO₂ ainsi que la consommation d’énergie primaire sont obtenues à partir de la base « Statistical Review of World Energy » (BP, 2010) [2]. D’autre part, le PIB en terme réel et population proviennent de la base « Handbook of Statistics » (CNUCED, 2009).

14Sur la période 1970-2008, nous ne disposons de données complètes que pour 55 pays. Nous excluons notre base quatre pays (Emirats Arabes Unis, Qatar, Koweït et Singapour) qui apparaissent comme des outliers [3] au regard de la quantité phénoménale d’émissions de CO₂ par habitant qu’ils rejettent. Ce choix n’est pas très contraignant car leurs émissions de CO₂ ne représentent pas plus de 1,7 % de l’ensemble des émissions dans le monde.

15Au final, nous travaillons donc avec des données annuelles disponibles sur la période 1970-2008 pour les 51 pays suivants : Afrique du Sud, Algérie, Allemagne, Arabie Saoudite, Argentine, Australie, Autriche, Belgique et Luxembourg, Brésil, Bulgarie, Canada, Chili, Chine, Colombie, Corée du Sud, Danemark, Équateur, Égypte, Espagne, États-Unis, Finlande, France, Grande-Bretagne, Grèce, Hongrie, Hong Kong, Ireland, Inde, Indonésie, Iran, Islande, Italie, Japon, Mexique, Norvège, Nouvelle Zélande, Pakistan, Pays-Bas, Pérou, Philippines, Pologne, Portugal, République Tchèque, Roumanie, Suède, Suisse, Taiwan, Thaïlande, Turquie et Venezuela.

16Quelques statistiques élémentaires permettant de résumer les caractéristiques de notre échantillon sont proposées dans le tableau 1. Nous couvrons plus de 80 % des émissions de CO₂, alors que de nombreux pays issus de l’ancien bloc communiste et de la dislocation de l’URSS ne figurent pas dans notre échantillon. À titre d’exemple, signalons que les émissions de CO₂ de la Russie en 2009 représentent 4,9 % des émissions mondiales (du même ordre que l’ensemble des pays du Moyen-Orient) et que celles de l’Ukraine sont de 0,9 % de la part mondiale. Les statistiques sont du même ordre de niveau pour la consommation d’énergie primaire, tant dans la part mondiale représentée par notre échantillon (plus de 80 %) que dans la consommation de la Russie (5,7 % en part de la consommation mondiale) ou de l’Ukraine (consommation de 1 % en 2009, comme l’Australie). Notre échantillon de pays est un peu moins représentatif en ce qui concerne la population mondiale qui est quand même représentée au trois-quarts. Enfin, les 51 pays retenus produisent depuis le début du siècle plus de 95 % de la richesse mondiale.

Tableau 1

Caractéristiques des 51 pays retenus

1970 1980 1990 2000 2008 Pourcentage de la population mondiale 76,7 76,3 75,5 74,5 73,6 Pourcentage du PIB mondial 92,2 91,4 93,7 96,8 96,0 Pourcentage des émissions mondiales de dioxyde de carbone 80,0 78,2 78,9 78,0 85,5 Pourcentage de la consommation mondiale d’énergie primaire 81,2 78,5 77,7 84,6 85,0

Caractéristiques des 51 pays retenus

17Le nuage de points représentant la relation entre les émissions de CO₂ par habitant (en millier de tonnes de carbone) et la richesse par tête (en dollars constants et taux de change constant 1990) est donné par le graphique 1. Nous pouvons y voir le premier signe de l’existence d’une CKE pour les 51 pays de notre échantillon. En effet, ce graphique permet de faire apparaître une courbe en forme de U inversé entre les émissions de CO₂ et la richesse. Ce résultat n’est pas une surprise, d’autres représentations similaires, mais pas tout à fait identiques, existant dans la littérature.

Graphique 1

Relation entre les émissions de CO₂ et la richesse sur la période 1970-2008

Relation entre les émissions de CO₂ et la richesse sur la période 1970-2008

CO₂ per capita en millier de tonnes de carbone, PIB per capita en dollars constant et taux de change constant 1990.

18L’étape suivante consiste à confirmer l’existence de cette relation en forme de U inversé entre les émissions de CO₂ et la richesse en estimant les paramètres de l’équation (2). Dans un premier temps, nous appliquons tout simplement les Moindres Carrés Ordinaires (MCO) sur les données empilées. Nous avons parfaitement conscience que les estimations obtenues ne sont pas robustes et peuvent être soumises à trois critiques : l’absence de prise en compte des caractéristiques temporelles des séries, la possibilité d’un biais lié à des variables explicatives omises, et une perte de précision engendrée par une éventuelle hétéroscédasticité résiduelle. Cependant, les résultats figurant dans le tableau 2 permettent de tirer quelques enseignements intéressants. Tous les coefficients sont très fortement significatifs (au-delà du seuil de 1 %) et ont tous le bon signe. Ainsi, le coefficient b est positif et le coefficient a négatif, ce qui permet de valider l’existence d’une CKE dont le point de retournement se situerait à un niveau de revenu annuel de 13 530 $ (en prix et taux de change constant 1990) par habitant. De même, le coefficient d qui mesure la quantité d’énergie primaire utilisée pour émettre le CO₂, est positif.

Tableau 2

Estimation de l’équation CO² = c + b (PIB)² + a(PIB)² + d NRJ + ? par les MCO avec des données empilées

R 2 = 0,77 Variable Coefficient Écart type T-Statistique Constant 635 100 6,35 PIB 300 21,1 14,5 PIB2 -11,08 0,59 -18,7 NRJ 1,96 0,039 49,9

Estimation de l’équation CO² = c + b (PIB)² + a(PIB)² + d NRJ + ? par les MCO avec des données empilées

19Cependant, l’examen du graphique 2, dans lequel la relation entre les émissions de CO₂ et la richesse est décomposée par décennie, nous amène à nuancer nos premières impressions. En effet, nous voyons clairement que la forme en U inversé n’apparaît pas pour le nuage de points représentant notre échantillon de 51 pays pour les années 1970. Cette forme permettant de valider l’hypothèse de la CKE se retrouve durant les trois autres décennies. Ce constat nous amène à tester la stabilité temporelle des coefficients de l’équation (2).

Graphique 2

Relation par décennie

Relation par décennie

CO₂ per capita en millier de tonnes de carbone, PIB per capita en dollars constant et taux de change constant 1990.

Evolution de la relation entre les émissions de CO₂ et la richesse

20Même si nous allons reprendre une problématique initiée par Grimes et Roberts (1997), notre étude diffèrera de celle de nos prédécesseurs sur au moins trois points :

1. Leurs sources des données provenaient de la Banque Mondiale pour les variables servant à construire la richesse par tête, et de Carbon Dioxide Information and Analysis Center (CDIAC) pour les émissions de CO₂.
2. Leurs données couvraient la période 1962-1991 et l’échantillon fluctuait entre un minimum de 98 pays en 1962 et 144 pays en 1989.
3. Nous n’utilisons ni la même variable endogène (les émissions de CO₂ rapportées au PIB, c’est-à-dire l’intensité carbone), ni la même spécification (ils travaillaient en logarithme).

21où CO₂ représente les émissions de dioxyde de carbone en kilogramme par tête, GDP le PIB en milliers de dollars par tête, NRJ la consommation d’énergie primaire en kilo d’équivalent pétrole par tête, et i = 1, …, 51 les individus (pays) de l’échantillon.

22Ainsi nous obtenons 39 estimations (une pour chaque année) des coefficients

Graphique 3

Évolution de l’estimation du coefficient â

Évolution de l’estimation du coefficient â

Estimation du coefficient â (en trait gras) et de son intervalle de confiance au seuil de 5 % (la zone ombrée).

Graphique 4

Évolution de l’estimation du coefficient d

Évolution de l’estimation du coefficient d

Estimation du coefficient d (en trait gras) et de son intervalle de confiance au seuil de 5 % (la zone ombrée).

23Le coefficient a nous donne la courbure de la relation entre les émissions de CO₂ et la richesse. Si

24Un autre constat s’impose sur l’évolution de ce coefficient, c’est sa très grande stabilité autour de la valeur -15 depuis le début des années 1980.

25Nous interprétons le coefficient

26La lecture du graphique 5 montre l’évolution du point de retournement, le niveau de revenu pour lequel les émissions de CO₂ atteignent leur maximum. La valeur du point de retournement est calculée à partir de la formule

27

28avec E montant total d’émissions, E_i le montant d’émissions du secteur i, ?_i la part du secteur i dans le produit national Y et ?_i l’intensité polluante du secteur i. Donc E_i = ?_i?_i avec

1. l’effet de composition mesuré par le taux de croissance de la part du secteur qui reflète l’évolution de la structure productive de l’économie ;
2. l’effet technique donné par le taux de croissance de la quantité d’émissions par unité de bien produit  ;
3. l’effet d’échelle mesuré par le taux de croissance de la production totale de l’économie .

Graphique 5

Évolution de l’estimation du point de retournement

Évolution de l’estimation du point de retournement

29Dans les pays pauvres l’effet d’échelle et l’effet de composition l’emportent sur l’effet technique puisque dans ces pays le taux de croissance élevé est soutenu par le processus d’industrialisation intensive en pollution. Cela fait que les émissions augmentent plus vite que le taux de croissance de l’économie (soit, en utilisant l’équation (4),

Discussion des résultats et conclusion

30Nous pensons qu’il est important d’analyser l’évolution de la CKE au regard de l’importance croissante des questions environnementales dans les débats de société. Une chronologie rapide, et donc très partielle, de ces débats et plus particulièrement de celui lié aux émissions de CO₂ permet d’éclairer ce point de vue.

31Les années 1960 sont marquées par deux événements de portée mondiale. D’une part le World Wildlife Fund (WWF) est créé en 1961, et d’autre part a lieu en 1967, suite au naufrage du pétrolier Torrey Canyon, une marée noire extrêmement médiatisée sur les côtes françaises et britanniques. La décennie 1970 est riche en événements importants, tant pour l’opinion publique que pour la communauté internationale. Ainsi, les premières journées de la terre (Earth Day) mobilisent plus de 20 millions de personnes en avril 1970 aux États-Unis. Cette même année les États-Unis créent l’Environmental Protection Agency. En 1971 la fondation Greenpeace voit le jour, de même que l’association les Amis de la Terre. L’année 1972 est une année charnière pour au moins trois raisons. D’abord grâce à la réunion de la Conférence mondiale sur l’environnement à Stockholm qui aboutit à la mise en place du Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE) et à la Déclaration de Stockholm : « L’homme a un droit fondamental à la liberté, à l’égalité et à des conditions de vie satisfaisantes, dans un environnement dont la qualité lui permettra de vivre dans la dignité et le bien-être. Il a le devoir solennel de protéger et d’améliorer l’environnement pour les générations présentes et futures ». Ensuite à cause de la publication du célèbre rapport Meadows, qui souligne les dangers écologiques de la croissance économique. Enfin, parce qu’on situe généralement la naissance de l’histoire environnementale en août 1972, avec un numéro spécial de la Pacific Historical Review et un article fameux de Roderick Nash (1972). Il faut attendre 1974 pour que l’hypothèse que les chlorofluorocarbones (CFC) puissent être impliqués dans la diminution de la couche d’ozone soit émise, mais dès 1975 l’Oregon est le premier État qui interdit la vente et l’usage d’aérosols contenant des CFC.

32La décennie 1980 sera celle de la coopération internationale. Le 22 mars 1985 voit la création de la Convention de Vienne relative à la protection de la couche d’ozone. Cette convention ratifiée en 1986, établit un cadre préparant le protocole de Montréal. Celui-ci sera mis en place en septembre 1987 afin d’éliminer les substances qui appauvrissent la couche d’ozone, les états s’engageant à interdire les CFC à une date butoir. Les Nations Unies créés en 1988 le GIEC. Le 22 mai 1992 a lieu la plus grande conférence intergouvernementale jamais organisée. Cette conférence sur l’environnement et le développement (sommet de la Terre) à Rio de Janeiro sous l’égide de l’ONU consacre notamment des principes généraux comme le développement durable et abouti à l’adoption d’une Convention Cadre des Nations Unis sur les Changements Climatiques qui va servir pour la préparation du protocole de Kyoto (traité international visant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre). Signé le 11 décembre 1997 lors de la 3^e conférence annuelle de la Convention Cadre des Nations Unis sur les Changements Climatiques à Kyoto, il est entré en vigueur le 16 février 2005 et en 2010 a été ratifié par 183 pays, les États-Unis n’en faisant pas partie.

33Depuis la Conférence des Nations Unies sur l’environnement de Stockholm en juin 1972, les consciences ont évolués et le débat s’est déplacé vers l’adoption de mesures concrètes. Aujourd’hui les scientifiques tout comme les politiques sont conscients de la nécessité de ramener « les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique » (Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques, 1992, article 2). Il est évident que les pays ont des responsabilités différentes sur l’état actuel du réchauffement de la planète et qu’ils ont aussi des capacités différentes à lutter contre le changement climatique, capacité dépendant de leur richesse économique et de leur niveau de développement. Conformément à l’article 1 de l’Accord de Copenhague (Organisation des Nations Unies sur les changements climatiques, 7-18 décembre 2009), les politiques et mesures visant à lutter contre le changement climatique devraient être « en conformité avec le principe de responsabilités communes mais différenciées des capacités respectives de chacun ». Plus précisément, l’Accord souligne le fait que les pays « doivent coopérer pour atteindre le pic des émissions mondiales et nationales dès que possible, en reconnaissant que les délais pour atteindre ce point maximum sera plus long dans les pays en développement » (article 2). À cet égard, les pays développés doivent fournir tous les moyens possibles pour permettre aux pays en développement, et en particulier ceux ayant de faibles émissions, de continuer à se développer sur une voie à faible émission (article 7).

34Au regard de l’évolution à la fois des consciences et des accords internationaux, on pourrait penser que l’apparition d’une forme en U inversé dans la relation entre les émissions de CO₂ et la richesse en 1982 est l’aboutissement des mesures prises depuis une trentaine d’années. Malheureusement, nos résultats ne plaident pas pour cette thèse optimiste. Au contraire, le déplacement vers la droite du point de retournement de la CKE à une vitesse supérieure à celle du rythme de croissance de la richesse semble indiquer que ce sont uniquement les pays les plus riches qui baissent leurs émissions de CO₂. Ce résultat avait déjà été envisagé en 1997 par Grimes et Roberts. Pour eux, l’existence d’une relation en forme de U inversé entre les émissions de CO₂ et la richesse au niveau mondial n’est pas le résultat de groupes de pays passant d’un stade de développement à un autre moins polluant, mais des améliorations de l’efficacité dans un petit nombre de pays riches combiné avec de moins bonnes performances dans les pays pauvres. Plus récemment, Jobert et al. (2011) arrivent aux mêmes conclusions en estimant les coefficients d’une CKE au moyen d’estimateurs bayésiens tronqués.

35Il ne faut donc pas se réjouir trop vite de l’apparition d’une CKE au début des années 1980. Ce résultat empirique n’est robuste ni à un biais dû à d’éventuelles variables omises, ni à l’hétéroscédasticité résiduelle. Et même si ce résultat était avéré, le déplacement vers la droite du point de retournement à un rythme plus élevé que la croissance de la richesse de l’échantillon signifie que nous courrons après une utopie (la croissance permettrait un jour un développement durable) que le monde n’atteindra jamais.