Pistes d’atteinte du pic carbone pour des mégapoles contraintes par le relief : simulations multi‑scénarios et comparaisons régionales fondées sur Chongqing

Pourquoi les mégapoles de montagne comptent pour le climat

Alors que le monde s’efforce de réduire les gaz à effet de serre, la plupart des plans climatiques sont conçus en pensant aux villes côtières et plates. Mais nombre des centres urbains à la croissance la plus rapide se trouvent dans des vallées escarpées et encombrées où l’espace, les réseaux énergétiques et l’industrie sont façonnés par un relief accidenté. Cette étude se concentre sur Chongqing, vaste ville intérieure du sud‑ouest de la Chine, pour poser une question apparemment simple : comment une mégapole de montagne, ancrée dans une industrie lourde et le charbon, peut‑elle trouver une trajectoire réaliste vers l’atteinte du pic de ses émissions de carbone ?

Comment collines, cours d’eau et usines font monter les émissions

Le paysage de Chongqing est dominé par quatre chaînes de montagnes et de profonds vallons fluviaux, plus de 70 % de son territoire étant couvert de collines et de montagnes. Ce cadre dramatique concentre le développement sur de étroites plaines riveraines, créant des grappes serrées d’usines, d’installations énergétiques et de quartiers denses. Ces « industries de vallée » — en particulier l’acier, la chimie et autres industries lourdes — représentent seulement un quart de la production économique de la ville mais plus de la moitié de ses émissions de carbone. Parallèlement, le relief rend la construction et l’exploitation des infrastructures énergétiques plus difficiles et coûteuses, augmentant les pertes d’énergie et renforçant la dépendance au charbon. Avec plus de 30 millions d’habitants et une urbanisation rapide, ces contraintes exercent une forte pression à la hausse sur la pollution carbone.

Construire un modèle adapté aux réalités locales

La plupart des outils utilisés pour prévoir les émissions considèrent les villes comme si elles étaient posées sur une carte plate et s’appuient souvent sur quelques facteurs généraux tels que la population, le revenu et la technologie. Les auteurs soutiennent que cette approche passe à côté de ce qui compte vraiment dans un lieu comme Chongqing : le couplage étroit entre la localisation industrielle, la consommation d’énergie et le relief. Ils adaptent un cadre statistique couramment utilisé, connu sous le nom de STIRPAT, pour mieux convenir aux villes montagneuses en l’étendant de trois à six facteurs clés. Outre la population, le revenu par habitant et l’urbanisation, le modèle suit explicitement la part de l’industrie lourde, l’énergie nécessaire pour produire une unité de production économique, et l’intensité du recours au charbon dans le système énergétique. Pour éviter des résultats trompeurs dus à un fort recoupement entre ces facteurs, ils appliquent une méthode appelée régression ridge, qui stabilise les estimations tout en conservant les six variables en jeu.

Tester des trajectoires futures jusqu’au milieu du siècle

Avec ce modèle adapté, l’équipe a d’abord vérifié sa capacité à reproduire les récentes émissions de Chongqing et a constaté que son erreur moyenne était inférieure à 5 %, une performance solide pour ce type d’analyse. Ils ont ensuite construit sept scénarios prospectifs pour la période 2023–2050, combinant différentes vitesses de croissance démographique, d’expansion économique, d’urbanisation, de restructuration industrielle et de déploiement des énergies propres. Certains scénarios prolongent les tendances actuelles ; d’autres imaginent une croissance rapide avec des politiques climatiques faibles, ou une croissance plus modérée associée à des économies d’énergie ambitieuses et à un shift rapide hors du charbon. Pour chaque scénario, le modèle retrace la montée, le pic puis la baisse éventuelle des émissions. Les résultats montrent que l’industrie lourde, l’usage du charbon et la population globale sont les facteurs les plus déterminants, tandis que les gains d’efficacité énergétique et un mix énergétique plus propre exercent les freins les plus efficaces.

À quoi ressemble un pic plus précoce et plus bas

Dans tous les scénarios, Chongqing atteint un point de retournement — mais pas toujours selon le même calendrier. Si la ville poursuit plus ou moins sa trajectoire actuelle, les émissions culminent vers 2037. Dans une trajectoire de forte croissance et forte intensité carbone, le pic est repoussé vers 2043 environ et atteint le niveau le plus élevé. En revanche, une voie « croissance lente + forte efficience » — où l’expansion économique est plus soutenue et les politiques favorisent fortement les énergies propres et une industrie plus sobre — avance le pic à 2035 et le maintient à un niveau inférieur. Dans ce scénario plus favorable au climat, les émissions se stabilisent à un peu plus de 200 millions de tonnes de dioxyde de carbone avant de diminuer. Cependant, même ce pic anticipé reste en retard par rapport à l’objectif national chinois d’un pic des émissions d’ici 2030, ce qui souligne la difficulté supplémentaire pour les mégapoles intérieures limitées par le relief.

Enseignements pour Chongqing et d’autres villes de montagne

Pour vérifier si leurs conclusions s’appliquent au‑delà d’une seule ville, les auteurs comparent Chongqing à la province du Yunnan, autre région montagneuse du sud‑ouest de la Chine. Les deux présentent un relief escarpé, mais leurs bases économiques diffèrent. À Chongqing, des industries lourdes très concentrées dominent les émissions : les changements de structure industrielle et le recul du charbon pèsent donc bien davantage que la croissance du revenu comme leviers de réduction du carbone. Au Yunnan, où des ressources de production électrique plus propres, comme l’hydroélectricité, sont plus abondantes, la hausse des revenus joue un rôle plus important dans l’augmentation des émissions. Ce contraste suggère que le relief importe moins en tant que facteur direct que comme élément qui détermine l’implantation des usines et les flux énergétiques. Pour Chongqing et des villes industrielles de vallée comparables, l’étude soutient que la voie la plus réaliste vers un pic carbone plus précoce et plus bas consiste à se concentrer sur ce que les gouvernements locaux peuvent effectivement orienter : réduire progressivement le charbon, moderniser ou déplacer les industries lourdes, améliorer l’efficacité énergétique et renforcer les interconnexions électriques avec des régions voisines plus propres afin de compenser les creux saisonniers de l’hydroélectricité locale sans revenir systématiquement au charbon.

Un message d’ensemble pour un monde qui se réchauffe

Vu depuis l’espace, une tonne de dioxyde de carbone émise par une usine de vallée à Chongqing ne paraît pas différente d’une tonne émise dans une métropole côtière. Mais sur le terrain, les forces qui façonnent ces émissions peuvent être très différentes. Cette étude montre que les stratégies climatiques conçues pour des villes plates et côtières ne peuvent pas être transposées telles quelles aux mégapoles montagneuses en espérant qu’elles fonctionnent. Les trajectoires d’émissions doivent plutôt respecter le relief, l’histoire industrielle et les réseaux énergétiques. Pour Chongqing, cela signifie associer une croissance réaliste à des changements structurels déterminés dans l’industrie et l’énergie. Plus largement, cela rappelle aux planificateurs qu’un chemin équitable et efficace vers le pic carbone mondial dépendra de la compréhension des contraintes physiques et économiques de chaque région, et de la conception de politiques qui travaillent avec les paysages dans lesquels les villes sont construites, et non contre eux.

Citation: Liang, L., Ma, M. & Feng, J. Carbon peaking pathways for topographic-constrained megacities: multi-scenario simulations and regional comparisons based on Chongqing. Sci Rep 16, 14111 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44711-1

Mots-clés: pic carbone, villes montagneuses, structure industrielle, transition énergétique, Chongqing