Une étude lancée en 2004 par EpE (Entreprises pour l'environnement) et l'IDDRI (Institut du développement durable et des relations internationale) s'appuie sur la modélisation économique et les scénarii d'Enerdata pour étudier l'évolution de la demande en matériaux de base sous contrainte carbone d'ici 2050. L'originalité de l'étude est de combiner le modèle macro-économique Imaclim-R du CIRED (Centre international de recherche sur l'environnement et le développement), dirigé par Jean-Charles Hourcade, et le modèle sectoriel énergétique POLES du LEPII (Laboratoire d'économie de la production et de l'intégration internationale), dirigé par Patrick Criqui, afin d'établir le lien entre l'objectif de limitation de la concentration des GES dans l'atmosphère à 450 ppm et la demande en acier, en aluminium, en ciment et en verre plat.
''De nombreuses études économiques font le lien entre le prix du carbone et l'évolution du PIB, mais aucune étude ne reflète l'impact de la contrainte carbone sur les secteurs économiques concernés, justifie Patrick Nollet, ancien délégué général de d'EpE, ajoutant que les entreprises d'EpE concernées étaient pourtant en attente d'un tel travail''.

Trois scénarii principaux

Afin d'avoir une base de comparaison, un scénario de référence (REF), sans contrainte carbone, a été établi. Le premier scénario, visant une stabilisation de la concentration atmosphérique en GES à 450 ppm CO2eq (STAB1), se base uniquement sur un prix carbone. Cependant ''le résultat obtenu n'est pas satisfaisant car il faudrait que la tonne de CO2 ait un prix compris entre 350 et 450 euros en 2050, ce qui ne semble pas réaliste et peu acceptable pour les populations, surtout celles des pays en développement'', explique Patrick Nollet.
Ainsi, un second scénario (STAB2) a été créé en ajoutant, au prix du CO2, des modèles de développement urbain et de répartition territoriale permettant de réduire les émissions de GES. Pour les Etats-Unis, le modèle d'habitat étalé a été maintenu mais la production électrique décentralisée, la rénovation des bâtiments et le développement de véhicules émettant moins de CO2 ont été pris en compte. S'agissant des pays émergents le modèle retient le développement de villes denses, dotées de réseaux de transport en commun efficaces et reliées par des liaisons ferroviaires. Pour Patrick Nollet ''ce type de développement est tout à fait possible et aurait un impact important car une trentaine de ville de plus de dix millions d'habitants devraient être construites en Asie d'ici 2030''. Enfin, l'Europe garde un modèle urbain médian avec des villes relativement peu étalées et des transports en commun performants. Avec STAB2, il devient possible d'atteindre la stabilisation à 450 ppm avec un prix du CO2 12% plus faible en 2050.
Enfin, deux variantes au scénario STAB2 ont été étudiées afin de mieux rendre compte des débats entourant la lutte contre les émissions de GES. La première (VARCCS) écarte l'utilisation des techniques de capture et de stockage du CO2. Quant à la seconde (VARPED) elle repousse à 2022 la mise en œuvre de stratégies de développement faiblement carboné dans les pays en voie de développement.

Des évolutions contrastées selon les matériaux

Premier constat, tous les matériaux voient leur consommation croitre significativement d'ici 2050 quel que soit le scénario. ''Avec ou sans contrainte carbone, les principaux moteurs de la demande restent la croissance de la population et l'évolution du PNB explique Patrick Nollet, ajoutant qu'aucun scénario de stabilisation à 450 ppm n'entraine un écart important pour le PNB en 2050''. En effet, alors que le PNB est multiplié par 4,57 entre 2001 et 2050 avec le scénario REF, il est multiplié par 4,47 et 4,28 avec les scénarii STAB2 et STAB1.
Le ciment est le matériau bénéficiant le plus de la mise en œuvre des scénarii à 450 ppm. En effet, la demande serait 3,4 fois plus élevée en 2050 qu'en 1991 avec le scénario STAB2, 3,31 fois avec STAB1 alors que le scénario REF permettrait une multiplication par 2,93. S'agissant de la demande unitaire dans le bâtiment, le ciment se voit concurrencé par l'usage du bois dans les constructions, ce matériau n'ayant pas à supporter de contrainte carbone. Ainsi, l'étude considère qu'un bâtiment à structure en bois réduit de 12% la consommation de ciment par m2. Cependant, la demande globale augmente du fait la de la reconstruction de nombreux bâtiments.
À l'opposé, l'aluminium est le matériau dont la demande serait la plus affectée par la mise en œuvre des scénarii à 450 ppm. Le scénario STAB2 entrainerait une demande inférieure de 13% au scénario REF et inférieure de 2,5% avec STAB1. Si la consommation d'aluminium est plus forte dans le bâtiment, cela ne compense pas une division par deux de la demande liée à une baisse d'investissements dans le réseau électrique du fait d'une moindre consommation énergétique. S'agissant des transports et des autres secteurs, la demande est légèrement moindre.
Enfin, les résultats de l'étude sont plus mitigés pour l'acier et le verre plat. Pour ces deux matériaux, le scénario STAB1 est le plus favorable, suivi du scénario de référence et du STAB2. Le développement de bâtiments à structure en bois pénalise la consommation d'acier dans le bâtiment car l'étude estime que de tels bâtiments utilisent moitié moins d'acier par m2. À l'opposé, le verre plat bénéficie du développement de bâtiments consommant peu d'énergie. En effet, une hausse des surfaces vitrées sous les climats froids permet de mieux tirer profit de la chaleur fournie par le soleil. De même ces bâtiments entrainent une demande soutenue en double, voire triple, vitrage et une diffusion des chauffe-eaux solaires. S'agissant de l'automobile, si la baisse du poids unitaire des véhicules pénalise l'acier, le renouvellement de la flotte, avec des voitures hybrides, électriques ou hydrogènes, soutient sa consommation. De même le développement du train favorise la demande en acier. Pour le verre plat, le secteur des transports n'entraine pas une variation significative avec les scénarii 450 ppm, mais la demande dans les autres secteurs ressort en baisse.