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Notes techniques et réflexions

Les grands enjeux de l’énergie au XXIème siècle
Auteur : Olivier SIDLER
Août 2008 ­ Revu Mars 2012
ENERTECH Ingénierie énergétique 26160 FELINES S/RIMANDOULE
TEL &amp, FAX : (33) 04.75.90.18.54 email : contact@ enertech.fr Web : enertech.fr


Les grands enjeux de l’énergie au XXIème siècle
Au début des années 80, à la suite du second choc pétrolier, le baril coûtait tellement
cher que le déficit commercial de la France se montait à 200 milliards de francs par an. Des
programmes
de
maîtrise
de
l’énergie
se
mettaient
en
place.
Puis
brusquement,
la
tension
s’est relâchée vers 1985, le baril a atteint 10 dollars, et la France s’est endormie. D’un coup
les
réserves
semblaient
inépuisables,
les
problèmes
disparus,
et
l’arrivée
sur
le
marché
de
l’électricité
nucléaire
semblait
résoudre
toutes
nos
difficultés
pour
l’éternité.
La
France
a
complètement
arrêté
de
réfléchir
à
des
solutions
efficaces,
et
aux
difficultés
pourtant
évidentes qui nous attendaient.
On
peut
donc
effectivement
se
demander
ce
qui
a
changé
depuis,
et
pourquoi
essayer aujourd’hui de construire et de rénover des bâtiments à très faible consommation
d’énergie.
Les
raisons
de
ce
choix
sont
guidées
par
une
analyse
globale
de
la
situation
énergétique mondiale en ce début de XXIème siècle. Cette approche se fonde sur une analyse
en
trois
parties :
l’épuisement
des
ressources,
les
tensions
géopolitiques
et
les
nuisances
environnementales.
Au rythme actuel de consommation (c’est à dire en supposant que la consommation
mondiale sera dans le futur la même qu’aujourd’hui), les réserves prouvées d’énergie fossile
sont de 40 années pour le pétrole, 63 pour le gaz, 218 pour le charbon et 71 pour l’uranium.
Ce type d’évaluation est évidemment faux car notre consommation d’énergie augmente de
2%/an
à
l’échelle
mondiale,
si
bien
qu’en
intégrant
cette
croissance
dans
la
prévision,
on
prend conscience avec horreur que nos réserves prouvées ne sont plus alors que de 50 ans.
Figure 1 : Ressources énergétiques fossiles et consommation d’énergie


On découvrira bien sûr d’autres gisements (plus chers). Si on ne change toujours rien
à
nos
modes
de
consommation
mais
si
on
considère
maintenant
les
réserves
ultimes

d’énergie, c’est à dire la totalité de l’énergie que l’on pense pouvoir découvrir et extraire un
jour
dans
le
meilleur
des
cas,
la
croissance
de
la
demande
aura
eu
raison
de
ce
gisement
ultime…en
2115,
soit
d’ici
un
siècle.
Il
n’y
aura
alors
plus
une
seule
« goutte »
d’énergie
fossile
à
disposition
de
l’homme.
A
l’évidence,
mais
il
y
a
longtemps
qu’on
le
sait,
nous
sommes condamnés à nous adapter rapidement.
Ce délai d’un siècle, même s’il peut paraître énorme à l’échelle individuelle, n’en est
pas moins ridiculement court au regard des enjeux et du problème posé. En effet, il va falloir
changer nos systèmes de production et de consommation d’énergie pour s’adapter. Et ces
transformations
seront
longues :
bâtiments,
machines,
véhicules,
sont
conçus
pour
durer
plusieurs
décennies.
Le
choix
des
infrastructures
(rail
ou
route
par
exemple)
a
des
effets
pendant
parfois
un
siècle.
Loin
de
permettre
de
« voir
venir »
les
quelques
décennies
de
ressources seront tout juste suffisantes pour opérer ces transformations lourdes qui devront
en plus commencer par vaincre l’inertie de nos mentalités.
Voilà
pour
la
question
du
« réservoir ».
Mais
l’humanité
a
en
plus
un
problème
de
robinet.
C’est
le
fameux
« pic
de
Hubbert ».
Le
moment
inéluctable
et
irréversible
à
partir
duquel l’offre d’énergie fossile va devenir définitivement inférieure à la demande, quoiqu’on
fasse.
Ceux
qui
pourront
alors
avoir
de
l’énergie
seront
ceux
qui
la
payeront
le
plus
cher.
C’est ainsi que le marché arbitrera. On assistera donc avec certitude à une envolée des prix
de
l’énergie.
Mais
personne
ne
peut
dire
à
combien
ce
prix
se
stabilisera :
200,
300,
voire
400
dollars
le
baril ?
La
seule
chose
dont
on
est
certain,
c’est
que
cette
hausse
sera
spectaculaire,
et
surtout
qu’elle
aura
des
effets
redoutables
sur
l’économie.
On
peut
également et surtout craindre une tension sociale très forte, lorsque les français les moins
aisés seront dans l’incapacité totale de payer une facture énergétique quatre fois plus chère
que celle, parfois déjà élevée, qu’ils payent aujourd’hui.
Or le pic de Hubbert est derrière nous. Le Premier Ministre François Fillon a déclaré le
5 Avril 2011 « Nous avons, en 2009, atteint le pic de production en matière de pétrole. La
production
ne
peut
maintenant
que
décroître ».
La
catastrophe
économique
est
donc
très
clairement à notre porte….
Le pic de Hubbert n’affecte pas que le pétrole. Il touche l’exploitation de n’importe
quel
gisement
(bauxite,
minerai,
etc).
Ainsi,
l’approvisionnement
énergétique
chinois
est
fondé
pour
les
deux
tiers
sur
le
charbon,
particulièrement
abondant
dans
ce
pays
qui
possède
22%
des
réserves
mondiales.
Or
le
pic
de
Hubbert
pour
le
charbon
chinois
(peak
coal) est prévu en….2020 !
De
manière
paradoxale,
dans
ce
contexte
de
relative
pénurie,
les
lois
du
marché
fonctionnent de manière peu claire. L’économie enseigne que le prix d’un bien est le reflet
de sa rareté. Or même à 100 dollars le baril, le pétrole est deux fois moins cher que l’eau
minérale ! Que fautil en conclure ? Les outils qui régulent si bien la vente en supermarché
ne fonctionnent plus de manière satisfaisante dès qu’il s’agit de l’énergie…L’économie nous


envoie
un
signal
brouillé
quant
à
la
rareté
des
énergies
fossiles,
ce
qui
ne
permet
pas
aux
opérateurs
d’agir
comme
pour
une
pénurie
de
sucre
ou
d’eau
minérale,
c’est
à
dire
en
anticipant.
140 120 100 80 60 40 20 0 -92 -93 -94 -95 -96 -97 -98 -99 -00 -01 -02 -03 -04 -05 -06 -07 -08 -09 -10 -11 janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv janv Source : Observatoire de l’énergie
Figure 2 :
Evolution du prix du pétrole brut en dollar courant
Entre 1998 et 2011, le prix du pétrole brut en dollar constant a été multiplié par un
facteur 6,6 ce qui correspond a une augmentation de 15,6 %/an !
Alors le nucléaire ? Nul ne sait quel rôle il jouera exactement au cours de ce siècle,
mais tout laisse à penser que ce ne sera pas un rôle majeur, compte tenu des problèmes de
sécurité, de déchets, de démantèlement et finalement de coûts à long terme qu’il pose. Il ne
constitue en rien LA solution, le recours. D’abord les réserves d’uranium, au rythme actuel
de consommation, ne sont que de 70 ans. Il faudrait donc a minima revenir au réacteurs à
neutrons
rapides,
les
surgénérateurs,
pour
espérer
sur
le
papier
augmenter
la
durée
des
réserves.
Mais
le
risque
serait
alors
multiplié
par
1000,
et
aucun
prototype
industriel
n’a
réussi
à
fonctionner.
Ensuite,
ces
réacteurs
ne
permettent
« que »
la
production
d’électricité. Or celleci ne représente en France que 16 % de l’énergie finale, celle qui est
livrée
aux
bornes
des
bâtiments.
Il
resterait
donc
84%
du
problème
de
ressource
énergétique à résoudre si la France était totalement nucléarisée….La solution n’est donc pas
là.
La
première
conclusion qui
s’impose
face
à
la
raréfaction
de
l’ensemble
des
ressources énergétiques est que, malgré les apparences, on dispose de peu de temps pour
trouver de nouvelles solutions et s’adapter à cette situation de pénurie.
La
seconde
observation
qui
s’impose
concerne
la
localisation
géographique
des
ressources d’énergie fossiles. Ces ressources se trouvent réparties de façon peu homogène à
la
surface
de
la
Terre
:
65
%
des
réserves
de
pétrole
et
35%
des
réserves
de
gaz
sont
au
Moyen Orient, seule région à pouvoir offrir au monde riche sa croissance et ses ajustements


de consommation dans le futur. Mais 70% des réserves de charbon sont regroupées dans les
trois régions potentiellement les plus puissantes du monde : les USA, la Chine et l’ex URSS.
Figure 3 : Origine géographique des principales ressources fossiles
L’Irak
dispose
probablement
des
plus
grosses
réserves
de
pétrole
du
monde,
et
ce
pétrole est le meilleur marché de la planète (son extraction est très aisée). Il pourrait donc
constituer demain le prix directeur de l’énergie. Dans ce contexte, la guerre en Irak trouve
une
explication
simple.
Elle
préfigurait
d’autres
guerres
à
venir
(mais
vu
l’échec
de
l’entreprise
américaine,
elles
n’auront
pas
lieu….),
toutes
destinées
à
contrôler
l’approvisionnement en énergie du monde riche. Puis viendront les guerres pour le partage
de ces ressources, donc entre pays riches. Ces guerres là seront de type économique, et elles
opposeront
un
tripôle
de
nations
regroupées
autour
des
Etats
Unis,
de
l’Europe
et
de
la
Chine. Et ceci se déroulera sur fond de pénurie dans les pays les plus pauvres.
Mais
on
ne
peut
aussi
exclure
encore
d’autres
conflits,
consécutifs
aux
désordres
climatiques euxmêmes, comme les inondations par suite de la montée du niveau des eaux
de l’océan, ou la désertification de certaines zones du globe et l’exode des populations vers
des
pays
qui,
évidemment,
les
combattront
pour
ne
pas
être
envahis.
D’ores
et
déjà
les
Nations
Unies,
dans
un
rapport
datant
de
2005,
prévoyait
que
50
millions
de
personnes
seraient des « déplacés du climat » en 2010, et plusieurs centaines de millions vers 2050. Où
iront ces personnes, qui les accueillera ? Evidemment personne a priori. D’où de nouveaux
conflits, de nouvelles guerres, peutêtre encore plus sordides que les autres, pour repousser
la misère à la mer ou vers la famine.
La
seconde
conclusion
face
au
regain
de
ces
tensions
géopolitiques
est
que
les
stratégies
énergétiques
actuelles
des
pays
riches
mènent
avec
certitude
à
une
recrudescence des guerres et de la misère sur Terre. Et dans ce contexte, tous les scénarii du
futur
sont
pour
les
pays
pauvres
des
scénarii
catastrophes
dont
ils
ne
sortiront
pas
vainqueurs.


Enfin,
l’énergie
est
grande
responsable
dans
les
problèmes
environnementaux.
A
tous les stades de sa transformation, l’énergie est source de nuisances : marées noires, effet
de serre, couche d’ozone, déchets radioactifs, la liste est longue et l’impact environnemental
de
ces
nuisances
n’est
plus
nié
par
quiconque.
La
plus
grave
et
la
plus
immédiate
de
ces
menaces
est
le
réchauffement
climatique
(majoritairement

au
CO2),
dont
l’origine
anthropique
est
aujourd’hui
bien
établie :
le
monde
libère
déjà
deux
fois
plus
de
carbone
que
ce
que
la
Terre
peut
absorber
(essentiellement
par
les
océans).
Si
les
pays
riches
ne
divisent pas très vite par 4 ou 7 (voire 10 pour certains) leurs rejets de gaz à effet de serre
(donc
aussi
leurs
consommations
d’énergie),
les
désordres
observés
se
multiplieront :
inondations,
tempêtes,
modification
des
régimes
de
climats
et
de
pluies,
inversion
des
grands
courants
marins,
voire
« débullage »
de
l’océan
qui
au
lieu
d’absorber
le
CO2
relarguerait
celui
qu’il
contient
déjà.
Or
cette
inversion
de
comportement
de
l’océan
pourrait
se
produire
si
la
température
sur
terre
augmentait
de
plus
de
2°C.
Les
climatologues du GIECne cessent de nous alerter : si la température du globe augmente de
plus de 2°C, on risque ce qu’ils appellent un emballement du climat : même en arrêtant alors
toute
émission
de
gaz
à
effet
de
serre,
on
ne
pourrait
plus
contrôler
la
dérive
rapide
et
importante
des
températures
avec
tout
leur
cortège
de
cyclones,
d’inondations,
de
cataclysmes, etc.
D’ores
et
déjà,
on
sait
que
l’élévation
de
température
au
cours
du
XXIème
siècle
se
situera, si on ne fait rien, entre 4 et 5 °C. Les « archives » climatologiques contenues dans les
glaces
polaires
et
vieilles
de
800.000
ans
ne
contiennent
aucune
température
terrestre
correspondant à 5°C de plus que la température actuelle. En revanche, il y a 18.000 ans, à la
fin
de
la
dernière
ère
glacière,
la
température
de
la
Terre
a
été
inférieure
de
5°C
à
la
température actuelle. Le niveau des océans était alors inférieur de 120 m au niveau actuel et
on
se
rendait
donc
à
pied
sec
de
France
en
Angleterre,
l’Europe
du
Nord
et
l’Allemagne
étaient
recouvertes
par
3
km
de
glace.
En
France,
l’Est
était
également
recouvert
par
d’importants
glaciers :
ils
avaient
un
kilomètre
d’épaisseur
à
Lyon
(la
fameuse
colline
de
Fourvière est d’ailleurs une moraine glacière datant de cette époque) et 2 km d’épaisseur à
Briançon. Ailleurs, le sol était du permafrost…. Autant dire qu’à la fin du siècle, 5°C de plus
correspondront
à
un
changement
d’ère
climatique,
et
pas
à
un
changement
de
temps
permettant
de
bronzer
un
peu
plus
l’été
et
de
se
chauffer
un peu moins l’hiver. C’est une
révolution qui nous attend, et peu de Français, même parmi les décideurs et les élus, en sont
vraiment conscients.
Les
conditions
de
l’équilibre
en
carbone
sur
Terre
sont
simples :
le
seul
puits
de
carbone à long terme est l’océan (un peu aidé par la forêt….). Il absorbe, bon an mal an, 3
milliards
de
tonnes
de
carbone
annuellement.
Comme
il
y
a
6
(et
même
7 !)
milliards
d’habitants
sur
Terre,
chacun
de
nous,
en
toute
équité,
a
droit
de
rejeter
0,5
tonne
de
carbone/an. Globalement la Terre rejette déjà le double. En clair cela signifie pour les pays
riches de réduire par un facteur 4 à 5 leurs émissions de gaz à effet de serre actuelles, donc
leurs
consommations
d’énergie.
A
ce
jour,
la
plupart
des
instances
internationales
et
des
chefs d’Etats raisonnables ont admis cette idée, même s’ils ne l’ont pas encore traduite en
actions.


Ouvrons un instant une parenthèse sur ce calcul d’équilibre en carbone de la planète.
Il est effectué avec la population actuelle (6 milliards de personnes), alors qu’il se propose
d’atteindre
l’équilibre
en
2050,
une
époque

nous
serons….
10
milliards
d’habitants.
Il serait donc plus honnête et plus juste d’admettre que l’effort à faire n’est pas le facteur 4, mais le facteur 7.
D’autant
plus
que
dans
un
rapport
récent,
James
Hansen,
qui
dirige
le
Goddart
Institut
for
Space
Studies
de
la
NASA
et
qui
est
un
des
meilleurs
spécialistes
mondiaux
du
climat, estime que la concentration d’équilibre du CO2 sur terre est de 350 ppm, et non de
550 ppm comme on l’espérait, sans fondements scientifiques, depuis quelques années. Au delà
de
ce
seuil,
la
température
sur
terre
augmenterait
de
plus
de
2°C
et
l’océan,
qui
est
notre
principal
puits
de
carbone,
n’absorberait
plus
rien,
nous
conduisant
à
une
asphyxie
certaine….Pire,
si
on
atteint
450
ppm,
l’ensemble
des
glaces
polaires
continentales
pourraient fondre et le niveau de la mer augmenterait de 75 m faisant de Montélimar une
ville de bord de mer. Or on est déjà aujourd’hui à…393 ppm.
En
ce
début
de
XXIème
siècle
nous
sommes
donc
confrontés
à
une
double
problématique :
celle
du
réchauffement
climatique
qui
menace
notre
survie
sur
Terre
et
celle de la pénurie en énergie fossile, avec pour corollaire une grave crise économique si la
facture énergétique n’est pas contrôlée. Il nous faut agir de façon « massive » en divisant par 7 ou 10 nos consommations actuelles, ce qui est un défi considérable, mais en plus il nous
faut
agir
très
vite
pour
ne
pas
atteindre
une
élévation
de
plus
de
2°C
de
la
température terrestre, après quoi il n’y aura plus rien à faire. Dans une interview au journal
Le Monde datée du 7 Juillet 2008, Rajandra Pachauri, président du GIEC (récent prix Nobel) a
déclaré : « Pour contenir la hausse des températures en deçà de 2 °C2,4 °C, qui est selon nos
travaux
la
ligne
à
ne
pas
franchir
pour
ne
pas
se
mettre
gravement
en
danger,
il
ne
nous
reste que sept ans pour inverser la courbe mondiale des émissions de gaz à effet de serre.
C’est très peu. ». Ca nous met en 2015….
A
ce
stade
on
peut
donc
se
poser
la
question :
fautil
réduire
nos
besoins
(par
la
maîtrise de l’énergie) ou bien chercher des sources d’énergie de substitution ?
La
réponse
est
simple :
il
faut
faire
les
deux.
Dans
la
situation
d’urgence
actuelle, il
faut
d’abord
maîtriser
l’énergie
parce
que
c’est
facile
et
spectaculaire.
Et
il
faut
effectivement rechercher des solutions énergétiques de substitution pérennes capables de
répondre à nos besoins à long terme.
Dans
ce
contexte,
la
réduction
des
consommations
du
bâtiment
est
donc
une
priorité. D’abord parce que le bâtiment est le secteur le plus consommateur d’énergie (46 %
de la consommation totale), l’un des plus gros émetteurs de gaz à effet de serre (25 % des
émissions totales), et c’est surtout là qu’il est le plus facile d’agir, à la fois techniquement et
rapidement.
L’ensemble
de
la
profession
doit
donc
s’en
persuader
et
s’engager
dans
un
programme volontariste.
Estce vraiment techniquement possible ? La question ne se pose pas tout à fait ainsi.
Il ne s’agit en effet pas de savoir si c’est techniquement possible ou si c’est cher. La question
est
plutôt
de
savoir
quand
estce
qu’on
commence
à
transformer
les
bâtiments
et
donc
quand estce qu’on aura trouvé les moyens techniques et économiques pour y parvenir. Car
nous
n’avons
pas
le
choix.
Nous
sommes
condamnés
à
réussir
ce
pari
technologique,
ou
à


disparaître petit à petit. Toute discussion, toute procédure tentant à prouver le contraire ou
visant
à
entraver
cette
démarche
est
une
perte
de
temps
qui
pourra
coûter
cher
à
l’humanité dans la course contre la montre qu’elle doit aujourd’hui entreprendre.
Pour
conclure,
souvenons
du
message
très
fort
de
Nicholas
Stern.
Ce
brillant
économiste britannique, nullement acquis à de quelconques thèses écologiques, a chiffré en
2006 ce que coûterait la lutte contre le changement climatique : 1% du PIB mondial chaque
année. C’est une somme importante, il en a convenu, mais a aussitôt ajouté que ne rien faire
contre le réchauffement climatique coûterait annuellement plus de 5% du PIB mondial. Nous
devons
donc
revoir
nos
raisonnements,
lutter
contre
des
notions
de
rentabilité
à
court
terme, comprendre que lorsqu’on se noie, on ne cherche pas à discuter le temps de retour
de la bouée…