Pour Agathe, Raphaël, Phileas et Margaux.

Préface

Indéniablement, la prise de conscience de la réalité du réchauffement climatique gagne aujourd’hui du terrain parmi nos concitoyens. Le ralentissement qu’il a connu dans les années 2000 – et non son arrêt comme l’ont clamé à tort les climato-sceptiques – avait semé le doute et renforcé, chez certains, l’idée que la maîtrise des émissions de gaz à effet de serre n’avait aucun caractère d’urgence. Les années récentes, les plus chaudes que notre Planète ait connues depuis 150 ans, ont contribué à changer la donne : la température moyenne augmente à peu près au rythme envisagé il y a une trentaine d’années au moment de la création du Groupe Intergouvernemental d’experts sur l’Évolution du Climat. Qui plus est, l’intensification de certains événements extrêmes, également anticipée dans ces rapports du GIEC, est désormais perceptible. C’est en particulier le cas des records de température, mais aussi de vagues de chaleur plus précoces.

Et puis, en l’espace d’une année, le GIEC a publié trois rapports spéciaux qui constituent autant d’alertes. Le premier illustre l’intérêt que nous aurions à limiter le réchauffement à 1,5 °C par rapport à la période préindustrielle, soit un demi-degré par rapport à notre décennie ; il nous met aussi face à l’immense défi que constitue cet objectif inscrit dans l’accord de Paris. Le suivant nous sensibilise à la nécessité d’une gestion durable des sols qui permette à la fois de nourrir l’humanité et de contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique. Le troisième met en lumière le rôle clé de l’océan et de la cryosphère dans l’évolution de notre climat, mais aussi la fragilité des écosystèmes qui y sont associés.

Élaborés par la communauté scientifique, ces rapports et ceux qui les ont précédés sont d’une rigueur et d’une qualité largement reconnues. Ils restent cependant d’un abord relativement difficile à un moment où la question climatique monte en puissance et où, légitimement, de plus en plus de personnes souhaitent de l’information qui en préserve la rigueur, mais soit d’accès plus facile. Christian de Perthuis fait partie de ces chercheurs qui jouent à la perfection ce rôle de « passeur » entre la communauté des scientifiques et tous ceux qui désirent mieux comprendre le lien entre activités humaines et réchauffement climatique. C’est pourquoi son Tic-tac de l’horloge climatique tombe à point nommé. Il comble un vide en répondant à une véritable demande sociale.

L’ouvrage qu’il nous propose s’appuie sur sa parfaite connaissance des rapports successifs du GIEC. Il bénéficie de l’expertise qu’il a acquise au cours de sa carrière professionnelle – j’ai le plaisir de le côtoyer au sein de la Chaire d’Économie du Climat qu’il a créée à l’Université Paris Dauphine – et des travaux des nombreux comités de haut niveau auxquels il a participé. Il est destiné à tous ceux qui, de plus en plus nombreux, désirent mieux comprendre les causes et les conséquences du réchauffement, afin de mettre en œuvre les solutions pour en limiter l’ampleur et s’y adapter de façon préventive.

Le livre de Christian de Perthuis est extrêmement bien documenté et d’une écriture remarquablement riche et fluide. Vous en apprécierez l’esprit d’ouverture et la vision très large de la question climatique qu’il nous délivre. Certes, il va plus loin sur les thématiques dans lesquelles il s’est directement impliqué : fiscalité écologique, taxe carbone, politiques publiques, rôle clé de l’agriculture et de la forêt… Mais il prend aussi le temps d’aborder des aspects sur lesquels il est moins attendu : histoire de l’énergie et de l’environnement, neutralité carbone, justice climatique. C’est pourquoi il est l’un des ouvrages les plus complets sur la question du changement climatique.

De plus, il nous offre de très intéressantes digressions, comme celle sur la guerre de l’opium qui interpelle le lecteur dès l’introduction. Au départ, ces détours peuvent sembler hors sujet. Ils s’y intègrent pourtant à la perfection au fil de la lecture. Ils l’agrémentent et incitent surtout le lecteur à prendre du recul pour mieux réfléchir aux questions soulevées.

Enfin, je suis en phase avec l’auteur sur beaucoup des opinions qu’il met en avant. En premier lieu sur cette notion de « justice climatique » à laquelle la dernière partie de l’ouvrage est consacrée. En effet, la première conséquence du réchauffement climatique est le risque d’accroissement des inégalités entre pays riches et pays pauvres, mais aussi au sein des pays développés entre les populations qui peuvent y faire face et celles qui ne le peuvent pas. Cette prise en compte de la justice climatique par la communauté des économistes me semble constituer un pas important pour élaborer des politiques climatiques remportant l’adhésion du plus grand nombre.

Je rejoins également Christian de Perthuis dans son refus d’endosser les visions catastrophistes, dont s’emparent actuellement les collapsologues. Je le suis lorsqu’il nous prédit que la transition va s’amplifier, espoir que je partage, ou encore qu’il nous faut tourner le dos aux mirages de la toute-puissance des technologies, credo des partisans de la géo-ingénierie. Cette connivence avec l’auteur s’ajoute aux raisons qui m’ont fait énormément apprécier la lecture du Tic-tac de l’horloge climatique.

Jean Jouzel

Climatologue, membre de l’académie des sciences,
médaille d’or du CNRS (2002).

Introduction :

Guerre de l’opium et changement climatique

Dans son roman Un déluge de feu, Amitav Ghosh nous ramène en 1839, dans le Sud de la Chine. L’empereur a décrété un blocus sur les importations d’opium et fait brûler les stocks entreposés à Canton. Un coup sévère pour les négociants britanniques, car la Chine est devenue le débouché d’une filière hautement lucrative : celle de l’opium produit au Bengale où le pavot a envahi les champs les plus fertiles, en repoussant dans les marges les cultures vivrières. Philippe Fraser est l’un de ces négociants. Il remonte la rivière de Perles vers Canton qui sera bientôt bombardée par les Anglais. Protégé par la flotte britannique, il fait des affaires, la nuit tombée, avec des contrebandiers chinois. Le trafic de drogue ne lui pose aucun problème d’ordre moral. Écoutons ses justifications :

« Blâmer les Anglais pour le commerce de l’opium était complètement absurde. La demande venait des acheteurs chinois, et si les Anglais n’y répondaient pas, d’autres y pourvoiraient. Il était futile de tenter d’obstruer la circulation d’une substance pour laquelle il existait une telle faim. Individus et nations ne pouvaient pas plus contrôler cette marchandise qu’ils ne pourraient retenir les marées de l’océan : c’était comme un phénomène naturel – une inondation. Son flot était gouverné par des lois abstraites comme celles que M. Newton avait appliquées aux mouvements de planètes. Ces lois assuraient que l’offre égalerait la demande aussi sûrement que l’eau recherche toujours son propre niveau1. »

J’ai choisi d’introduire cet ouvrage par cette citation de Ghosh, car elle nous incite à réfléchir à la question du réchauffement climatique avec un double angle d’approche : en prenant en considération les dynamiques historiques qui transforment les structures de l’économie mondiale depuis l’enclenchement de la révolution industrielle ; en cherchant à comprendre le rôle de l’économie, et plus particulièrement celui des marchés, dans ces transformations.

La toile de fond du roman de Ghosh est la première guerre de l’opium (1839-1842). L’empereur chinois dispose d’une flotte numériquement supérieure à celle des Britanniques. Mais ces derniers utilisent les premiers navires de guerre à vapeur, ce qui va leur conférer un avantage majeur. Grâce à la même source d’énergie – le charbon –, ils accroissent simultanément sur leur île la productivité des manufactures de textiles, créent les premiers réseaux de voies ferrées, changent l’échelle de la production d’acier. La révolution industrielle est lancée. Elle va se diffuser en Europe, puis en Amérique du Nord et jusqu’à certaines îles du Pacifique : Australie et Japon. Mais pas sur le continent asiatique.

La guerre de l’opium s’est poursuivie jusqu’en 1860. Elle marqua l’apogée des empires occidentaux et la dislocation ahurissante des économies chinoises et indiennes. Un peu avant le déclenchement de la guerre de l’opium, vers 1820, la Chine et l’Inde produisaient autant de richesse que le reste du monde. Un siècle et demi plus tard, au moment du premier choc pétrolier (1973), l’Inde et la Chine ne fournissaient plus que 8 % de la richesse mondiale. Leur niveau de vie par habitant était tombé au 15e de celui de l’Européen ou de l’Américain moyen2.

Depuis les années 1980, la croissance se redistribue rapidement entre les zones économiques, suivant un jeu de vases communicants nous rappelant que « l’eau recherche toujours son propre niveau ». Ses moteurs s’érodent en Europe et au Japon, à un moindre degré en Amérique du Nord. Mais ils s’allument dans les pays « émergents », ré-émergeants vaudrait-il mieux dire, au premier rang desquels la Chine et l’Inde. Les écarts de niveau de vie par habitant se réduisent, notamment au détriment des classes moyennes des pays développés, ces grandes perdantes de la mondialisation. Cette redistribution de la croissance imprime des trajectoires divergentes aux émissions de CO₂. Les émissions agrégées des vieux pays industriels ont fortement ralenti à partir de 1980 et diminuent depuis 2005. Celles du monde émergent se sont envolées, avec quelques indices de ralentissement en Chine dans les années 2010. Si on ne rompt pas la liaison entre activité économique et émissions de CO₂, celles des pays moins avancés connaîtront demain une même envolée sitôt qu’ils trouveront les moyens de hisser la majorité de leurs habitants au-dessus des seuils de pauvreté absolue. Ce phénomène de vases communicants a conduit à une accumulation sans précédent de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, qui mettent nos sociétés dans une situation d’urgence climatique : l’accélération des dérèglements climatiques est devenue inévitable sans une réduction massive et inédite des émissions anthropiques de gaz à effet de serre.

L’éclairage apporté par l’histoire économique n’est pas seulement utile pour comprendre d’où l’on vient. Il permet aussi de mieux anticiper où l’on va. Pour contenir le réchauffement climatique, il ne suffira pas d’opérer des transformations à la marge. Il va falloir reconstruire un système énergétique en éliminant les trois sources fossiles (charbon, pétrole, gaz) qui l’approvisionnent encore à plus de 80 %. Une transformation radicale du mix énergétique, qui va à l’encontre de toutes celles opérées depuis deux siècles par nos sociétés. Comment changer aussi radicalement et aussi rapidement d’orientation ? En matière agricole et forestière, l’urgence climatique implique de réorienter les ressources pour renforcer la capacité du milieu naturel à stocker le CO₂ de l’atmosphère et y réduire drastiquement les rejets de méthane et de protoxyde d’azote. Des transformations qui, là encore, vont largement à rebours des schémas de développement agricole antérieurs et qui se heurtent à la complexité des structures agraires, à la difficulté d’y mobiliser du capital du fait de leurs fragilités, aux contraintes des cycles biologiques inhérentes au vivant.

Dans les deux cas, les transformations à conduire ne vont pas s’opérer de façon linéaire suivant un scénario programmé à l’avance. Elles résulteront de jeux d’acteurs, de conflits entre intérêts économiques divergents qu’il faudra résoudre, de chocs technologiques qui n’auront pas été anticipés, d’innovations sociétales dont on ne saisira la portée qu’après coup. L’urgence climatique ne nous a donné aucun talent supplémentaire pour lire l’avenir, mieux, le préprogrammer. Aussi, je n’ajouterai aucun scénario supplémentaire décrivant une trajectoire conduisant à une société bas carbone. Il y a, depuis quelques années, plutôt inflation en la matière. Je proposerai au lecteur de réfléchir aux voies à suivre pour accélérer l’action face au changement climatique, en me reposant, chaque fois que cela sera utile, sur les leçons de l’histoire. Dans cette réflexion, je privilégierai la dimension économique. C’est la deuxième raison qui m’a conduit à amorcer cet ouvrage par la citation de Ghosh.

Dans la bouche de notre négociant britannique, les lois « naturelles » du marché, aussi inexorables que celles de la gravité de Newton, justifient qu’on fasse fortune en empoisonnant ses clients. Le marché, lieu de rencontre entre l’offre et la demande, ne porte en lui-même aucune restriction d’ordre moral. Si, au lieu d’échanger de l’opium, nous échangeons des biens et services qui émettent du CO₂ mais nous procurent des bénéfices à court terme, ce n’est pas le marché qui va nous restreindre. Bien au contraire. Son libre fonctionnement peut donc conduire à des désastres écologiques. Jean-Baptiste Say (1767-1832), l’un des fondateurs de la théorie des marchés, a pressenti le problème, mais l’a contourné en évacuant purement et simplement la nature du champ de son économie politique : « Les richesses naturelles sont inépuisables, car, sans cela, nous ne les obtiendrions pas gratuitement. Ne pouvant être ni multipliées ni épuisées, elles ne sont pas l’objet des sciences économiques3. »

À l’ère contemporaine, aucun économiste ne raisonne plus de cette façon. Mais la manière dont on peut protéger le capital naturel, et notamment la stabilité du climat, fait l’objet de nombreux débats. Faut-il utiliser les forces du marché en incluant dans les valeurs échangées un coût du CO₂ qui va écarter les biens et services contribuant à la destruction du climat ? C’est l’approche en termes de prix du carbone. Elle est privilégiée par les économistes orthodoxes comme les deux Prix Nobel Jean Tirole et William Nordhaus. Faut-il limiter le rôle du marché en l’encadrant par des réglementations de plus en plus draconiennes interdisant l’usage des biens et services carbonés ? C’est l’approche par les normes qui a fort bien fonctionné dans la lutte pour la protection de la couche d’ozone, une autre problématique environnementale de type planétaire. Faut-il une intervention directe de l’État, sous forme d’un investissement public massif et/ou d’une planification de pans entiers de l’économie ? En bref, construire une régulation alternative au marché. Cette vision gagne du terrain, tant en Europe qu’en Amérique du Nord. Elle s’accorde bien avec des opinions publiques de plus en plus sceptiques face aux discours sur les bienfaits de la mondialisation et de l’ouverture des marchés.

La vérité est que, à l’instar du reste de la société, la corporation des économistes est désemparée face aux remises en question auxquelles va nous contraindre le changement climatique. Pour agir efficacement face au réchauffement de la Planète, il faut chercher à combiner les différents instruments d’action plutôt que d’opposer sans fin les approches des uns et des autres. Mon intuition est que les économistes ont tout à perdre en se livrant à des querelles picrocholines. Ils ont tout à gagner en s’ouvrant sur d’autres disciplines pour enrichir leur approche et en effectuant des allers-retours constants entre les outils d’analyse et l’observation des faits, à commencer par les faits historiques. C’est la ligne de conduite que je m’efforce de suivre dans cet ouvrage.

Concernant l’ouverture aux autres disciplines, l’économiste n’a d’autre choix que de s’informer auprès de la communauté des scientifiques du climat. Il a à sa disposition ce formidable matériau constitué par les rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC). J’y ai abondamment puisé pour écrire cet ouvrage. De plus, j’ai eu la chance, depuis quelques années, de pouvoir échanger avec les représentants de la communauté française des climatologues, et particulièrement avec Jean Jouzel dont la rencontre fut déterminante pour moi. J’ai également utilisé les travaux des historiens, notamment ceux portant sur l’énergie et l’environnement. Je confesse ma grande ignorance d’autres sciences sociales dont les apports sont pourtant importants pour construire des réponses efficaces face à l’urgence climatique.

Concernant les allers-retours avec les faits, j’ai bénéficié de ma double expérience à la « Mission climat » de la Caisse des Dépôts, puis à la Chaire Économie du Climat de l’université Paris-Dauphine, ainsi que de quelques missions conduites pour les pouvoirs publics. Celle qui m’a le plus marqué a été la présidence du Comité pour la fiscalité écologique (2013-2014). Elle m’a appris combien était fécond le dialogue entre les parties prenantes pour établir des consensus sur les diagnostics, mais combien aussi était délicat l’art de la communication avec les pouvoirs publics qui doivent rendre les arbitrages et prendre les décisions. Une illustration particulière d’un problème plus général en matière de gouvernance du changement climatique : la prise de décision se fait rarement au consensus. Dit autrement, la recherche du consensus peut conduire à différer indéfiniment des décisions qu’il faudrait pourtant prendre sans tarder.

L’une des motivations fortes pour la rédaction de cet ouvrage a été l’irruption de la question climatique dans le débat politique européen et français. Ce débat, et notamment la mobilisation de la jeunesse, nous rappelle à nos responsabilités : trente ans après le démarrage de la négociation climatique (1990 : publication du premier rapport du GIEC), les émissions mondiales de gaz à effet de serre n’ont pas commencé à refluer. Pire, il n’est pas encore certain qu’elles soient en voie de stabilisation à court terme. Cet écart entre les déclarations d’intention et la ténacité des faits donne l’impression, au mieux, que nos sociétés sont toujours en retard et, au pire, que la question climatique n’est qu’un prétexte à des palabres sans réels impacts sur la réalité. D’où des réactions de découragement qui peuvent engendrer, d’un côté, des formes de climatoscepticisme ravageur, de l’autre, des visions catastrophistes décourageantes.

Je ne me retrouve ni dans l’une ni dans l’autre. Ma thèse est que la transition vers une société bas carbone a commencé et qu’elle va s’amplifier sous l’action de deux moteurs entrés en action. L’un est économique : la baisse phénoménale des coûts de production de l’énergie renouvelable et du stockage de l’électricité qui va radicalement modifier le paysage énergétique. Le second est sociologique : la mobilisation de forces sociales, économiques et politiques qui ne voient plus le changement climatique comme une question d’experts, mais comme une réalité dont chacun commence à mesurer les impacts dans son environnement direct. Cette mobilisation est souvent stimulée par les cobénéfices environnementaux de l’action face aux changements climatiques (baisse des pollutions locales, meilleure résilience face aux risques environnementaux).

Mais nos sociétés devront vivre avec des tensions croissantes pendant plusieurs décennies. La transition vers la société bas carbone ne sera pas un long fleuve tranquille. Le réchauffement va continuer de s’amplifier du fait du stock de gaz à effet de serre déjà accumulé dans l’atmosphère, alors même que les trajectoires d’émission vont se stabiliser, puis baisser. Le sentiment d’être en retard dans la bataille pour le climat n’est donc pas prêt de refluer. Cela porte en germe de multiples risques de nature politique. Il y a d’abord celui d’exacerbation de conflits entre États, de « guerres climatiques » comme les nomme Harald Welzer4, si la coordination internationale s’affaiblit. Ensuite, celui de la tentation de court-circuiter le débat démocratique pour obtenir plus vite des résultats. La fascination exercée par certains régimes autoritaires est inquiétante sous cet angle. Un autre danger serait qu’on cherche à compenser les retards par des stratégies irresponsables basées sur des interventions technologiques à grande échelle modifiant le fonctionnement du système climatique. Je veux parler ici de la géo-ingénierie dont quelques options seront examinées dans l’ouvrage.

Ma conviction est qu’il faut tourner le dos aux mirages de la toute-puissance des technologies qui permettraient de domestiquer la nature. Le changement climatique est un signal nous alertant d’un dérèglement plus global des systèmes de régulation naturels provoqué par nos modes de développement. Il contribue notamment à l’accélération de la perte de biodiversité. Par effet de retour, l’affaiblissement de la biodiversité marine et terrestre réduit la capacité du puits de carbone naturel à absorber le CO₂ de l’atmosphère. Il faut trouver des solutions au problème climatique qui contribuent à rompre ces effets d’entraînement réciproques. C’est l’enjeu majeur de la transition agroécologique, l’autre face de la transition climatique. La véritable alternative à la géo-ingénierie.

Parmi les accélérateurs de la transition climatique, le jeu des incitations économiques, la diffusion de l’innovation bas carbone, celle d’une bonne information, la réorganisation des villes et des territoires, la mobilisation citoyenne sont des paramètres importants et plutôt bien documentés. Il en est un qui me semble majeur : la justice climatique. Le dérèglement du climat ajoute à notre monde une inégalité inacceptable. Les pays et classes sociales les plus pauvres, ceux-là même qui ont le moins contribué aux rejets atmosphériques de gaz à effet de serre, figurent parmi les plus exposés aux effets du changement climatique. Pour combattre efficacement et rapidement le changement climatique, il faut mettre au point des solutions qui contribuent à contrecarrer cette injustice initiale. Malheureusement, l’expérience montre que nombre d’instruments des politiques climatiques aggravent au contraire les inégalités plutôt qu’elles ne les réduisent. Sur le plan international, un grand pas en avant sera fait si on parvient à s’accorder sur une définition commune du concept de justice climatique, mieux, sur ses déclinaisons opérationnelles.

Au lecteur désirant approfondir ces questions, je propose un chemin en trois étapes.

Nous démarrons la première partie par un voyage dans le temps, grâce aux historiens de l’énergie qui nous montrent la logique de l’empilement des sources d’énergie, à l’œuvre depuis bientôt deux siècles. L’enjeu de la transition énergétique est d’abandonner cette logique en renonçant à utiliser l’énergie fossile bien avant que la rareté des stocks en terre ne nous y oblige. Les aiguilles de l’horloge climatique nous indiquent que le temps disponible pour opérer cette rupture est des plus limités. Dans tous les scénarios, les impacts du réchauffement seront difficiles à gérer. Il convient de les anticiper, par des stratégies d’adaptation visant à accroître la résilience de nos sociétés face à la perturbation climatique. Ces stratégies sont le meilleur antidote face aux postures de déni impulsées par le climatoscepticisme encore terriblement présent.

La deuxième partie propose une analyse des transformations à engager pour viser la neutralité carbone. Cet objectif, mentionné dès le début de l’accord de Paris, vise à recréer un fonctionnement circulaire du cycle du carbone dans lequel nos émissions résiduelles seront absorbées par les puits de carbone. Nous chercherons à mettre en relief les mécanismes économiques qui contrarient ou accélèrent la transition climatique. Cette transition marche sur deux jambes : la transformation du système énergétique, analysée dans trois chapitres, est souvent la mieux connue. La transformation des systèmes agricoles et forestiers est ensuite passée en revue. Elle devra jouer un rôle majeur dans le renforcement des puits de carbone anthropiques et le maintien de la diversité du milieu naturel.

La troisième partie s’interroge sur les voies qui permettraient à nos sociétés d’accélérer la transition climatique. Elle est construite à partir du concept de justice climatique auquel nous tentons de donner un contour rigoureux sur le plan économique. Nous l’appliquons ensuite aux instruments économiques à mettre en œuvre dans le cadre de la négociation internationale sur le climat. Nous terminons par la revue de la situation française où le climat s’est immiscé au cœur du débat national avec, d’un côté, la fronde des gilets jaunes contre la taxation écologique, de l’autre, un mouvement sans précédent de citoyens poursuivant l’État devant les tribunaux pour cause d’injustice climatique.

Au terme de ce cheminement, je m’interroge en conclusion sur les caractéristiques de la société bas carbone vers laquelle nous nous dirigeons. Le modèle capitaliste basé sur l’extraction de l’énergie fossile et la généralisation des modèles productivistes agricoles a vécu. Mais quel sera le modèle qui le supplantera ? Un capitalisme d’État à la chinoise où les modes de vie sont téléguidés depuis un centre tout-puissant ? L’univers numérisé des entrepreneurs transhumanistes de la new tech californienne où le lien avec les machines intelligentes a évincé les relations humaines ? Un monde alternatif fondé sur l’inclusion et un rapport nouveau à la nature préfiguré par tant d’innovations sociétales dans la gestion des territoires ?

Pour nous apporter un éclairage sur ces questions, j’aimerais revenir à la citation de Ghosh. Nous avions embarqué sur la rivière de Perles où se déroula un horrible conflit provoqué par le commerce d’un poison qui détruisit de nombreuses vies humaines et contribua à déstructurer l’une des plus anciennes civilisations du monde. Un siècle et demi plus tard, une grande redistribution des forces économiques est à l’œuvre. Un puissant reflux dirige la richesse vers les perdants d’hier, avec toute la force de l’eau « à la recherche de son propre niveau ». Ce monde est parcouru de multiples tensions. Nous venions à peine d’enterrer la guerre froide que rejaillit un conflit commercial sans pareil entre les États-Unis et la Chine. Je suis frappé par le fait que cette confrontation fait passer au second plan la question climatique. Elle était, voici quelques années, omniprésente dans les relations entre les deux superpuissances. Lorsque les dirigeants de ce monde s’empoignent, la protection du climat disparaît des agendas. Lorsque le climat réapparaît, les tensions sont moindres. C’est le signe que la prise en compte du changement climatique ne répond pas seulement à la nécessité de préserver un monde viable. Elle est aussi la promesse d’un monde meilleur.

Partie I

Urgence climatique

Dans la préface à l’édition française de sa magistrale histoire de l’environnement mondial, John McNeill revient sur le principal enseignement tiré de plusieurs décennies de recherche historique :

« Lorsque j’ai commencé à travailler sur ce livre au début des années 1990, je pensais que l’élément qui avait le plus fortement marqué l’histoire environnementale mondiale du XXe siècle avait été l’accroissement de la population. Lorsque j’eus achevé ce travail, mon opinion avait changé, et c’est le système énergétique basé sur les énergies fossiles que je considérais comme la variable essentielle ; j’ai tâché de souligner son importance dans le livre. Je pense maintenant, dix ans plus tard, que si c’était à refaire, j’insisterais encore plus sur les énergies fossiles1. »

Les chiffres parlent d’eux-mêmes2. La Terre hébergeait un peu plus de 6 milliards d’habitants en 2000, contre 1,65 en 1900 et 900 millions en 1800 (environ 400 millions en 1500). L’accélération est spectaculaire. Celle de la consommation d’énergie tirée par l’usage de nouvelles sources fossiles est encore plus marquée : une multiplication par deux au XIXe siècle et par neuf au XXe siècle. L’utilisation massive d’énergie a profondément modifié les conditions de vie de l’espèce humaine en favorisant la baisse drastique de la mortalité et l’allongement de l’espérance de vie. Elle a simultanément provoqué de multiples atteintes locales ou régionales à l’environnement. Sur le plan global, elle a par ses rejets croissants de CO₂ dans l’atmosphère déclenché le réchauffement de la Planète.

Au XXIe siècle, la croissance de la population devrait fortement décélérer, nous disent les démographes : sa vitesse maximale a été atteinte à la fin des années 1960. Suivant le schéma bien connu de la transition démographique, sa décélération devrait se prolonger pour tendre vers un régime de stabilité quelque part vers la fin du siècle3. Comme au siècle précédent, c’est la place des énergies fossiles dans le système énergétique qui restera la variable majeure pour l’environnement. Ce siècle va connaître un reflux massif des énergies fossiles. Cette « transition énergétique », suivant l’expression consacrée, vient à peine de commencer. Mais elle est loin de nous prémunir contre les risques du réchauffement de la Planète, nous expliquent les climatologues. Car le temps est compté. Les aiguilles se sont emballées sur le grand cadran de l’horloge climatique.

Nous abordons cette partie en écoutant les historiens de la transition énergétique. Depuis deux siècles, les sociétés humaines empilent de nouvelles sources d’énergie fossile en repoussant le spectre de la rareté. Cette dynamique de l’empilement a permis de disposer de beaucoup plus d’énergie tout en provoquant une excroissance du stock de CO₂ dans l’atmosphère, le principal gaz à effet de serre d’origine anthropique. Mais les gisements d’énergie fossile ne sont pas renouvelables. La transition vers un système énergétique débarrassé des fossiles n’est qu’une question de temps. Pour contenir le réchauffement global, il faut renoncer à l’utilisation des fossiles bien plus rapidement que ce à quoi nous contraindrait la raréfaction des stocks en terre. Un virage à 180° auquel nos sociétés, organisées selon la logique du toujours plus, sont très mal préparées (chapitre 1).

En extrayant de la croute terrestre une énergie initialement contenue dans de la biomasse que la nature a mis plusieurs centaines de millions d’années à fossiliser, l’homme a court-circuité le temps géologique. Il est entré dans l’ère de l’Anthropocène : ses rejets de gaz à effet de serre dans l’atmosphère sont devenus le déterminant principal des changements climatiques. Nous nous mettons ensuite à l’écoute des climatologues. Compte tenu du stock déjà relâché dans l’atmosphère, atténuer le réchauffement devient une course contre la montre. Les aiguilles de l’horloge climatique se sont emballées. Le tic-tac de l’horloge nous laisse au mieux quelques décennies pour contenir le réchauffement moyen en deçà de 2 °C (chapitre 2).

Les impacts du réchauffement se multiplient et vont s’amplifier pendant les prochaines décennies. Au-delà, leur ampleur dépendra de la vitesse à laquelle aura été conduite la transition bas carbone. Ces impacts heurtent en premier lieu les pays pauvres, les moins responsables du réchauffement et, au sein des pays riches, les classes sociales défavorisées. Les stratégies d’adaptation au changement climatique visent à accroître la résilience des sociétés face au réchauffement. La pauvreté est un facteur de vulnérabilité, mais aussi l’hypersophistication des sociétés modernes. Les stratégies d’adaptation peuvent réduire le coût futur des dommages, mais constituent aussi un levier de mobilisation des citoyens et des territoires (chapitre 3).

Malgré une information scientifique sans équivalent, désormais largement médiatisée, les sociétés restent ambivalentes face à la question climatique. Le climat, plus généralement l’écologie, s’est imposé dans le débat politique et mobilise les jeunes générations. Le doute sur le caractère anthropique du changement climatique n’a pas disparu pour autant. Il est revendiqué par la plupart des leaders populistes qui ont plutôt le vent en poupe. Il stimule, en réaction, le catastrophisme et parfois la radicalisation. Nous clôturons cette partie en nous interrogeant sur les raisons du décalage entre la clarté du message des scientifiques et la difficulté des sociétés à l’intégrer dans la prise de décision (chapitre 4).

Chapitre 1

La dynamique de l’empilement

La population de l’île de Ré, située sur le littoral atlantique, décuple à la saison estivale. Parmi les activités incontournables des vacanciers : la visite du phare des Baleines qui se dresse à 57 m au-dessus de la pointe de l’île. Le monument offre un point de vue sans pareil. Il constitue également une mémoire des transitions énergétiques du passé. Nous entamerons ce chapitre par l’ascension des 257 marches conduisant à son sommet. La visite constitue une excellente initiation à l’étude des transitions énergétiques du passé.

Les historiens de l’énergie nous éclairent sur les transformations des systèmes énergétiques dont la dynamique a jusqu’à présent répondu à la logique de l’empilement : de nouvelles sources d’énergie viennent s’ajouter à celles préexistantes, sans s’y substituer. Ce mouvement a été amorcé voici très longtemps avec la maîtrise du feu, l’introduction de la traction animale puis l’utilisation du vent et de l’eau pour gonfler les voiles et faire tourner les moulins. Il connaît une accélération sans précédent depuis deux siècles. La mobilisation des sources fossiles – le charbon, le pétrole puis le gaz – permet un accroissement, inédit dans l’histoire humaine, de la consommation d’énergie et une démultiplication de ses usages. Les forces du marché y contribuent via la baisse séculaire du prix réel de l’énergie. Des systèmes énergétiques complexes, pleins d’inerties, supportent désormais nos sociétés.

Figure 1.1 Les phares, mémoires des transitions énergétiques

À gauche sur la photo, la tour des Baleines, l’un des multiples héritages de Vauban, a fonctionné à l’huile de poisson avant de passer au charbon. La tour fut remplacée en 1854 par l’actuel phare des baleines, à droite sur la photo, mis en service en 1854 et raccordé au réseau électrique au début des années 1950.

Source : https://www.iledere.com/

À l’empilement de nouvelles sources d’énergie a répondu un accroissement sans pareil des émissions anthropiques de CO₂, le principal gaz à effet de serre généré par l’activité humaine. Cet accroissement peut être analysé suivant les dimensions temporelles et spatiales. La première révèle une accélération incessante des émissions depuis deux siècles. La seconde nous montre une redistribution de la géographie des émissions, à mesure que la mondialisation de l’économie diffuse des modes de production et de consommation gourmands en énergie et émetteurs de CO₂.

Rompre avec la logique de l’empilement sera la grande affaire de la prochaine mutation du système énergétique : la transition bas carbone. Une transition dont nous montrons à la fin du chapitre combien elle va constituer un virage à 180° pour nos sociétés. Pour l’opérer avec succès, il faudra tenir compte de la complexité et de l’inertie des systèmes énergétiques que met en relief l’approche historique proposée dans ce premier chapitre.

Une visite au phare des Baleines

L’étymologie du mot phare renvoie au grec « Pharos », du nom de l’île où s’élevait le célèbre phare d’Alexandrie, disparu il y a plus de 700 ans. Pendant longtemps, les phares ont joué un rôle crucial pour guider les navires s’approchant des ports. Cette fonction stratégique a été perdue avec la généralisation du guidage assisté par satellites. La plupart des phares français sont aujourd’hui classés monuments historiques. La nuit venue, leurs rayons continuent de balayer la surface de l’océan pour notre plaisir. Les phares constituent également une mémoire passionnante des transitions énergétiques du passé.

L’histoire du phare des Baleines démarre sous Louis XIV. La construction de la tour des Baleines, située entre l’actuel phare et le littoral, fut commandée par Colbert, alors secrétaire d’État de la Marine, et achevée en 1682 sous la supervision de Vauban. L’emplacement fut retenu pour sa proximité avec le port de La Rochelle, alors l’un des tout premiers du royaume, et qui le resta pendant deux siècles1.

Commençons par examiner les sources d’énergie mobilisées. La tour brûlait à l’origine de l’huile de poisson et de baleine dont le rendement en termes d’éclairage était faible et dont l’efficacité était gênée par la tendance de la combustion à calciner les vitres de la lanterne. L’huile de baleine était le combustible favori si bien que les besoins de l’éclairage dans le monde accélérèrent dangereusement la chasse de ce mammifère marin aujourd’hui (imparfaitement) protégé.

Dès 1736, le charbon fut substitué à l’huile de baleine comme combustible. Il était brûlé dans un réchaud surmonté d’un dôme permettant de réfléchir la lumière. Ce changement permit d’améliorer le rendement d’éclairage, mais nécessitait d’acheminer des quantités importantes de houille. Les archives du phare de Cordouan, situé à l’embouchure de la Gironde, révèlent que les gardiens de ce type de phare devaient quotidiennement tracter de 100 à 150 kg de charbon au sommet du phare pour alimenter le feu. C’est pourquoi le charbon fut par la suite remplacé par le pétrole lampant, avant de basculer à l’électricité au début du XXe siècle.

Le passage de l’huile de baleine au charbon permit d’améliorer la puissance d’éclairage. À masse équivalente, le pouvoir calorifique du charbon, c’est-à-dire la quantité d’énergie produite lors de sa combustion, est en effet bien supérieur à celui de l’huile de baleine. Celui du pétrole ensuite substitué au charbon améliora encore l’efficacité de la source d’énergie utilisée.

La mobilisation de sources primaires au contenu énergétique de plus en plus dense est l’une des caractéristiques majeures des transitions énergétiques analysées par Vaclav Smil dans son ouvrage de référence sur la question2. À partir d’une approche historique, l’auteur montre que cette densification a conduit au niveau mondial à un accroissement sans précédent de la consommation d’énergie et des émissions de CO₂ d’origine fossile. Premier enseignement, très utile pour l’analyse des transitions énergétiques.

Examinons maintenant les techniques utilisées pour convertir les sources d’énergie en usages utiles pour l’utilisateur. À l’amélioration des sources d’énergie alimentant le phare se sont ajoutées les innovations dans les techniques de transformation de l’énergie en lumière, d’abord grâce à l’invention par l’ingénieur français Augustin Fresnel (1822) de la lentille à échelons, puis grâce aux ampoules électriques dont Joseph Swann (1878) et Thomas Edison (1879) se disputèrent la paternité.

L’ancienne tour des Baleines, d’une portée jugée insuffisante, fut remplacée en 1854 par l’actuel phare d’une hauteur deux fois supérieure. Il fut l’un des premiers à bénéficier du dispositif de lentille de Fresnel, toujours en service actuellement, lui permettant d’atteindre une portée d’environ 50 km. En 1904, une centrale de production d’électricité à vapeur remplaça les systèmes antérieurs de combustion. Le raccordement du phare des Baleines au réseau électrique n’intervint que dans les années 1950. Avec l’électricité, la portée du phare fut à nouveau démultipliée grâce à l’efficacité inégalée des ampoules pour transformer l’énergie en lumière.

Les progrès techniques réalisés dans la conversion de l’énergie en lumière furent plus déterminants pour accroître la portée du phare que l’accroissement de la quantité et de la qualité de l’énergie primaire utilisée. On retrouve ici les observations de Roger Fouquet et Peter Pearson3 sur le rôle déterminant des gains d’efficacité énergétique dans la baisse des coûts de l’éclairage au cours des deux siècles passés. Second enseignement, plus général, pour la compréhension des transitions énergétiques : autant que le mix des sources énergétiques sur lequel se focalisent souvent les débats, la chaîne de transformation de ces sources en usages finaux constitue un maillon déterminant des systèmes énergétiques et de leurs transformations.

En reprenant l’escalier hélicoïdal qui nous ramène à terre, nous sommes pris d’un certain vertige. Nous nous interrogeons sur le lien entre le fonctionnement du phare et les émissions de CO₂. Du temps de l’huile de baleine ou du charbon, on identifiait directement les émissions au moment de leur combustion. Avec le raccordement au réseau électrique, l’affaire devint plus compliquée, car les émissions dépendaient désormais du type de centrale alimentant le réseau. Sans compter que les navires entrant dans le port étaient eux-mêmes devenus émetteurs de CO₂ du fait de leurs nouveaux systèmes de propulsion (vapeur puis moteurs diesel). L’amélioration de la performance des phares, plus généralement des techniques de guidage des navires, rendit possible l’accroissement du trafic maritime. Par l’augmentation des usages qu’elle favorisa, elle contribua aussi aux émissions de gaz à effet de serre.

Troisième enseignement de notre visite : ne pas sous-estimer le rôle des usages finaux dans la transformation des systèmes énergétiques. Une dimension restée longtemps bien trop absente des politiques énergétiques.

Avant de quitter les lieux, retournons-nous afin d’admirer une dernière fois ce qui est devenu une curiosité touristique. Le basculement du guidage des navires depuis les phares vers les satellites a-t-il réduit les besoins en énergie fossile et par voie de conséquence les émissions de CO2 ?

C’est probablement l’inverse : l’énergie primaire utilisée par les technologies de l’information n’est pas directement visible comme l’étaient l’huile de baleine ou le charbon hissé au sommet des anciens phares. Mais elle est élevée, car l’imagerie satellite implique toute une infrastructure consommatrice d’énergie, notamment pour alimenter et refroidir les serveurs. Surtout, le guidage par satellite permet de multiplier les usages finaux et contribue à la croissance très rapide de la navigation maritime : l’une des sources d’émission de CO₂ qui augmente le plus rapidement dans le monde depuis trois décennies. La mise en retraite des phares, aussi bien que leur vie active, est pleine d’enseignements pour la compréhension des transitions énergétiques !

Vous avez dit « transition énergétique » ?

Le concept de « transition énergétique » est apparu furtivement au lendemain des chocs pétroliers des années 1970, dans des ouvrages ou rapports portant sur la diversification du mix énergétique4. Son usage a reflué dans les années 1980, à la suite du contrechoc pétrolier. L’expression est revenue en vogue dans les années 2000 avec la remontée des prix des énergies et la prise de conscience de la question climatique.

Depuis quelques années, le terme s’est banalisé. Il est de plus en plus manié au singulier, comme par exemple dans l’intitulé de la « Loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte », votée par le Parlement français en 20155. Avec un certain flou sémantique, le qualificatif « écologique » se substitue parfois au terme « énergétique », ce qui ne contribue guère à la clarification du concept.

L’expression devrait plutôt se décliner au pluriel, car elle peut justifier des stratégies très diverses. Aux États-Unis, la transition énergétique vise à réduire la dépendance du pays à l’égard des importations d’hydrocarbures. Le terme justifie le déploiement à grande échelle des pétroles et gaz de schiste qui risquent de prolonger l’usage des énergies fossiles6. Au Proche-Orient, la transition énergétique doit permettre de guérir les économies de leur addiction à la rente pétrolière. Dans les pays émergents, elle vise à assurer un accroissement des sources d’énergie compatible avec la montée en régime des économies.

En Europe, le concept justifie sur le papier des politiques visant simultanément à réduire les émissions de gaz à effet de serre, à promouvoir les énergies renouvelables et à inciter à l’efficacité énergétique. Mais sitôt que l’on creuse un peu, il apparaît que l’emballage enveloppe des stratégies nationales disparates : au nom de la transition énergétique, l’Allemagne quitte le nucléaire, le Royaume-Uni cherche à y revenir, la Pologne à y entrer et la France s’interroge sur les moyens de réduire son poids…

Cette malléabilité du concept est dangereuse, car elle peut orienter vers des futurs indésirables sous l’angle du climat. Tentons de le définir plus rigoureusement à partir des travaux des historiens de l’énergie.

La notion de transition énergétique est souvent définie à partir du poids respectif des sources primaires d’énergie utilisées dans le système, communément appelé « mix énergétique ». Par exemple, le système énergétique mondial est passé de la domination de la biomasse traditionnelle à celle des fossiles durant la seconde moitié du XIXe siècle du fait de la contribution croissante du charbon qui représentait 7 % de l’énergie primaire utilisée dans le monde en 1850, mais 47 % en 1900 et 55 % en 1910. On peut également appliquer ce filtre d’analyse à un segment isolé du système énergétique : le système électrique français a ainsi transité en une trentaine d’années des fossiles vers le nucléaire à la fin du siècle dernier.

On associe souvent cette définition à un critère de temps requis pour qu’une nouvelle source primaire atteigne un certain poids dans le système, comme l’ont initié Marchetti et Nakicenovic (1979)7 dans une approche assez déterministe. Ainsi, Smil (2017) observe qu’il a fallu plus de 100 ans pour que le charbon contribue à hauteur de 25 % à l’approvisionnement mondial en énergie, alors que le pétrole a atteint ce chiffre en 80 ans. Des délais assez longs, également soulignés par Peter Lund (2006)8. Cette approche repose cependant sur la datation des points de départ et d’arrivée dont le caractère conventionnel mérite d’être discuté, comme le rappelle Benjamin Sovacool (2017)9.

L’approche à partir du mix énergétique est cependant loin de fournir toutes les clés pour appréhender les transitions énergétiques. Pour comprendre la dynamique des systèmes énergétiques, il convient d’en avoir une représentation complète.

Des systèmes à interrelations multiples

Un système énergétique se caractérise par un jeu d’interrelations qui rattachent les sources primaires aux usages finaux.

Les usages finaux de l’énergie correspondent à la consommation d’énergie par les ménages, les entreprises ou les collectivités. Ces usages répondent à de multiples besoins, de déplacement, de chauffage, d’éclairage, de fabrication… nécessaires à l’activité humaine. Il y a donc une corrélation entre les modes de production et de consommation d’une société et la quantité d’énergie finale qu’elle consomme. Les usages finaux peuvent être associés à des technologies qui reposent durablement sur telle ou telle énergie. L’invention du moteur à combustion interne dans les années 1880 a ainsi conditionné l’expansion de l’industrie automobile mondiale et celle induite des produits pétroliers.

En amont des usages finaux fonctionne toute une chaîne d’équipements et d’infrastructures permettant de transformer l’énergie, de la stocker et de la transporter jusqu’au consommateur. Ces maillons centraux jouent un rôle majeur dans le fonctionnement des systèmes énergétiques : sans l’invention de la machine à vapeur par Watt (1769), le charbon n’aurait pas eu l’essor qu’il a connu au XIXe siècle ; sans celle de la turbine par Fourneyron (1832), l’électricité n’aurait pas joué le rôle qui a été le sien au XXe siècle.

Les sources primaires composent le mix énergétique du système. Pour le mesurer, il faut ramener la quantité d’énergie utilisée par les consommateurs finaux en une unité énergétique commune. Une telle opération pose des problèmes de conversion, ce qui exige des conventions qui peuvent aboutir à des résultats assez différents concernant le positionnement du secteur électrique dans le système10.

On peut maintenant caractériser avec plus de rigueur le concept de transition énergétique, défini comme l’« ensemble des transformations requises pour modifier significativement les usages finaux, le mix des sources primaires et la chaîne de transformation/stockage/distribution d’un système énergétique ». Une telle vision systémique est à la base des travaux d’auteurs comme Smil ou Fouquet. Elle a également été popularisée par l’ouvrage de l’essayiste Jeremy Rifkin sur la « troisième révolution industrielle11 ».

Comme le montre l’analyse historique, ce type de transformation touchant aussi bien le mix des sources primaires que les usages finaux et les maillons intermédiaires de la chaîne s’étale sur de longues périodes. Son rythme se heurte notamment à l’inertie des infrastructures matérielles et immatérielles sur lesquelles repose le fonctionnement du système.

Le concept de transition énergétique peut se décliner par secteur, comme l’ont par exemple fait Fouquet (2010)12, et par zone géographique. En analysant les transitions opérées à des échelles régionales et sectorielles, Sovacool (2017) nuance le constat fait par les historiens de l’énergie d’une très grande inertie des systèmes énergétiques et notamment de la durée qui sépare généralement le moment où apparaissent les innovations techniques de celui où elles produisent leurs transformations structurelles. Pertinentes sur certains sous-segments du système énergétique, ces observations peuvent difficilement être extrapolées à l’échelle globale. Or, c’est cette échelle qui importe pour l’économiste du climat. En s’inspirant de Smil, on peut repérer quatre transitions énergétiques ayant marqué l’histoire des sociétés.

Quatre transitions séculaires

La première est la domestication du feu qui intervint probablement il y a 400 000 ans13. Elle permit à l’espèce humaine de prendre un avantage déterminant sur ses concurrentes. L’utilisation du feu pour la cuisson et le chauffage améliora grandement la capacité de l’homme à transformer la biomasse, unique source primaire, en énergie musculaire. En éloignant les fauves, le feu facilita la défense de l’espèce contre ses prédateurs. Il permit également d’améliorer les instruments en bois, notamment l’affutage des pieux, et favorisa les migrations vers les régions froides. Bien plus tard, le feu permit de fondre des métaux. Ce nouvel usage final joua un rôle majeur dans l’histoire de notre espèce : il permit de passer de l’âge de la pierre à celui des métaux, 8 à 10 000 ans avant notre ère.

La deuxième transition énergétique fut liée aux progrès de l’agriculture et de l’élevage. Ses premières traces se trouvent dans le « croissant fertile » de la Mésopotamie à partir du troisième millénaire avant notre ère. Les Sumériens parvinrent, grâce à l’irrigation, à y accroître les rendements des cultures pour nourrir des animaux domestiques et sédentariser les hommes. L’écriture, les premières organisations urbaines, l’ancêtre de nos codes juridiques y virent le jour. À la suite de Samuel Noah Kramer, on peut donc considérer que l’histoire humaine moderne « commence à Sumer14 ». Sur le plan énergétique, la révolution consista à ajouter la traction animale à la force musculaire des hommes. La source primaire demeurait la biomasse, mais le rendement de sa transformation fut démultiplié : pour le labour d’un champ ou le transport de la récolte, le rendement fut multiplié par un facteur 4 à 6.

Les deux premières transitions énergétiques ne reposèrent donc pas sur l’adjonction de nouvelles sources primaires dans le système énergétique. Elles résultèrent des progrès dans la capacité des hommes à convertir une source unique, la biomasse, en énergie utile.

À partir du XVe siècle, le vent et la force des rivières apportèrent des appoints croissants au système énergétique. Le souffle du vent dans les voiles autorisa les progrès de la navigation à l’origine des grandes découvertes puis du commerce au long cours. Nouvelle source à laquelle s’ajouta à terre le captage de la force des courants par les moulins qui stimula le développement d’activités nouvelles, à la frontière de l’artisanat et de l’industrie : tanneries, ateliers de tissage, ferronneries, meuneries, savonneries, etc. se multiplient le long des rivières. Ces sources d’appoint contribuèrent au lent décollage de la démographie. Du début de la Renaissance à la fin du siècle des Lumières, la population mondiale passe d’un peu plus de 400 000 habitants à 900 000, alors qu’elle n’avait guère augmenté depuis le début de notre ère. Mais ces mutations ne constituent pas des ruptures comparables à celles qui interviendront avec le développement à grande échelle d’une nouvelle source : le charbon.

Utilisé depuis longtemps à des fins de chauffage au Royaume-Uni, le charbon connut un développement dans le Nord de la Chine, sous la dynastie des Song (960-1279) avec l’ébauche d’une industrie qui culmina au XIe siècle pour ensuite péricliter15. La troisième transition énergétique ne s’amorce véritablement au Royaume-Uni qu’à la fin du XVIIIe siècle pour se diffuser rapidement au siècle suivant en Europe et en Amérique du Nord. Elle va démultiplier la quantité d’énergie utilisée grâce à l’extraction massive du charbon qui supplante le bois et la force musculaire des hommes et des animaux domestiques vers 1900, et s’impose comme la première source d’énergie dans le monde jusqu’au milieu des années 1960 (annexe 1). Souvent présenté comme l’énergie du XIXe siècle, le charbon ne prend pourtant une place significative dans le système énergétique mondial qu’à partir de 1880. Les innovations à l’origine de son usage étaient disponibles dès le milieu du XVIIIe siècle. Environ 150 ans séparent donc l’innovation technique de sa diffusion massive qui va transformer le système économique.

La quatrième transition énergétique repose sur une grappe d’innovations qui apparaissent simultanément durant les deux dernières décennies du XIXe siècle et permettent la mobilisation de l’électricité (génération, transport, usage dans l’éclairage puis l’industrie) et la mise au point du moteur à combustion interne fonctionnant à l’essence ou au diesel. On reconnaît là deux des trois innovations techniques majeures identifiées par l’économiste Robert Gordon (200016, 201217) dans son analyse du processus de croissance. De fait, la diffusion de ces innovations est à la source des vagues de croissance successives durant le XXe siècle. De multiples biens allaient suivre, de la machine à laver (premiers modèles disponibles en 1907 aux États-Unis) à l’ordinateur et à tous les engins qui nous permettent de nous transporter. Leur accumulation a permis de bousculer les modes de vie et de créer les conditions d’une consommation de masse, limitée aux pays industrialisés jusqu’en 1950, s’élargissant ensuite aux pays émergents par vagues successives. Ici encore, de longues décennies séparent l’apparition des innovations techniques, intervenues pour la plupart avant 1900, et leur impact sur la croissance qui ne se manifeste pleinement qu’à partir de 1950.

L’empilement des sources d’énergie

Une caractéristique commune des transitions énergétiques de l’époque moderne est d’avoir reproduit un schéma additif dans lequel de nouvelles sources primaires viennent s’ajouter à celles préexistantes, sans s’y substituer. Christophe Bonneuil et Jean-Baptiste Fressoz parlent joliment d’une « histoire d’addition18 ». C’est la raison pour laquelle le monde n’a jamais consommé autant de charbon, l’« énergie du XIXe siècle », que depuis l’an 2000 (annexe 1). Ce schéma additif contraste avec la vision des transitions énergétiques développée par Marchetti et Nakicenovic (1979). Ces auteurs ont construit un modèle dans lequel le passage d’une énergie dominante à l’autre s’opère suivant une logique substitutive. Cette représentation stylisée est éloignée de l’observation des faits : les transitions énergétiques opérées depuis le début de la révolution industrielle reposent sur un empilement des sources fossiles dans une logique strictement additive.

Une seconde caractéristique associée au mécanisme d’empilement concerne la densité énergétique croissante des sources mobilisées : à volume équivalent, le pétrole fournit plus d’énergie que le charbon qui, lui-même, en produit plus que le bois. Les densités énergétiques peuvent également se ramener à l’unité de surface. On constate dès lors que l’avènement des sources fossiles a permis aux sociétés humaines de produire de plus en plus d’énergie par unité de surface. D’après un calcul de Smil, l’ensemble des infrastructures supportant l’approvisionnement mondial en énergie fossile couvrirait une superficie équivalente à la Belgique, soit beaucoup moins que les seules surfaces dédiées à la production de biocarburants aux États-Unis.

La conséquence la plus directe de l’empilement de sources fossiles est d’avoir engendré un accroissement considérable de la quantité d’énergie utilisée par nos sociétés.

Au début du XIXe siècle, la population mondiale était de l’ordre de 1,2 milliard d’habitants, chacun utilisant en moyenne environ 0,6 tonne d’équivalent pétrole (tep). À l’aube du XXe siècle, on comptait 1,65 milliard de terriens pour une consommation unitaire de 0,7 tonne d’équivalent pétrole. La croissance démographique, couplée à l’amorce de l’exploitation des sources fossiles, conduisit à un doublement de la consommation totale d’énergie au XIXe siècle.

Le XXe siècle a été marqué, notamment la seconde moitié, par une formidable accélération de la transition énergétique tirée par l’élargissement des sources primaires et la multiplication des usages liés à la diffusion de l’électricité, de la voiture, des produits chimiques dérivés des hydrocarbures… La consommation unitaire du terrien moyen est passé de 0,7 à 1,7 tonne équivalent pétrole entre le début et la fin du siècle. Le nombre des terriens ayant été multiplié par plus de quatre, la consommation d’énergie au XXe siècle a été multipliée par neuf.

Les quinze premières années du XXIe siècle s’inscrivent dans la prolongation de cette tendance, la consommation mondiale d’énergie ayant augmenté de plus d’un tiers entre 2000 et 2015, un peu plus rapidement que la population mondiale. Un infléchissement apparaît cependant à partir de 2009, année de crise financière, qui se prolonge jusqu’en 2016. En 2017 et 2018, on a observé une reprise de la consommation d’énergie et des émissions de CO₂, en partie liée à des facteurs conjoncturels (contrechoc pétrolier et reprise économique).

La quatrième transition énergétique est loin d’avoir fourni un accès satisfaisant à l’énergie pour tous. En 2016, un peu moins d’1 milliard de personnes (13 % de la population mondiale) n’ont pas accès à l’électricité. Environ 2,5 milliards (plus du tiers de la population mondiale) ont recours à des procédés de cuisson peu efficaces et très polluants à partir de la biomasse traditionnelle19. L’accès inégal à l’énergie reflète les écarts de la richesse distribuée dans le monde : en 2016, un terrien consomme en moyenne un peu moins de 2 tonnes d’équivalent pétrole, mais un Nord-Américain 7, un Indien moins de 1 et un Africain au sud du Sahara de l’ordre de 0,5.

La baisse des prix relatifs

Sur le plan économique, les deux dernières transitions ont été déclenchées par une accumulation de capital matériel et immatériel à l’origine de gains de productivité massifs se diffusant dans le système énergétique. Il en est résulté des mouvements de prix séculaires affectant la production et l’utilisation de l’énergie.

En théorie, l’évolution du prix des sources fossiles devrait suivre à long terme une trajectoire haussière à mesure que se raréfie le stock de réserves en terre, suivant un processus théorisé par l’économiste Hotelling20. Le prix des énergies fossiles, comme celui de la plupart des matières premières, s’inscrit pourtant à la baisse en termes réels depuis le début de la révolution industrielle, ce qui a favorisé leur utilisation. Cela ne remet pas en cause la thèse de Hotelling à très long terme, mais rappelle la temporalité dans laquelle elle s’inscrit. Le progrès dans les techniques d’exploration et de production permettent d’exploiter une fraction croissante des ressources en terre à des conditions économiques acceptables. C’est pourquoi la rareté géologique des gisements disponibles sous nos pieds a été sans cesse compensée par la capacité humaine d’accroître la fraction économiquement exploitable du stock.

Le prix du pétrole a par exemple baissé relativement au niveau général des prix pendant un siècle : entre les premières phases d’exploration en Pennsylvanie jusqu’à la décennie 1970. Cette baisse a constitué un puissant vecteur de sa pénétration dans le mix énergétique mondial. Les deux chocs de 1973 et 1979-1981 ont marqué la fin du pétrole bon marché et introduit une période de grande instabilité de son prix. Certains y ont vu le signe annonciateur d’un « pic pétrolier » imminent, relayant une longue tradition basée sur la « crainte de manquer » inaugurée par Malthus et Ricardo dès les premières phases de la révolution industrielle. Si le prix du pétrole est devenu plus instable, la tendance à la baisse de son prix relatif n’a cependant pas été clairement inversée depuis le premier choc pétrolier. En termes réels, le baril de pétrole est affecté sur les dernières décennies par une suite d’oscillations de son cours, parfois assez brutales, sans claire tendance à la hausse préfigurant son épuisement prochain.

Pour comprendre le rôle des prix relatifs dans les transitions, l’observation du prix des sources primaires ne suffit pas. Il convient de distinguer, à la suite de Fouquet et Pearson (2012), le prix des sources utilisées, par exemple le carburant destiné au véhicule, de celui des services fournis grâce à ces sources : le nombre de kilomètres pouvant être parcourus, dans notre exemple. L’écart entre les deux prix mesure l’efficacité énergétique. Or, « si, sur quelques années, les gains d’efficacité et donc la différence entre le prix de l’énergie et celui des services énergétiques est faible, sur plusieurs décennies ou un siècle, la différence cumulée entre les deux tendances peut être considérable21 ».

Le lien entre la diffusion des innovations dans l’éclairage et les prix relatifs a été étudié avec perspicacité par Fouquet et Pearson à partir de l’exemple du Royaume-Uni. Jusqu’au début du XVIIIe siècle, le coût de la lumière ne varie guère, les gains d’efficacité dans la production et l’utilisation de la chandelle ou de la lampe à huile étant très faibles. L’irruption au XIXe siècle de sources nouvelles, d’origine fossile, couplées à des changements de techniques d’éclairage, modifie doublement la donne.

D’une part, l’abandon du suif, des huiles végétales et de l’huile de baleine au profit du gaz de ville, du pétrole lampant puis de l’électricité provoque une diminution du prix des énergies utilisées pour l’éclairage, baisses massives entre 1850 et 1920, plus lente et irrégulière par la suite.

D’autre part, les technologies du bec à gaz, de la lampe à pétrole et de l’ampoule à incandescence qui s’impose à partir des années 1930 démultiplient les gains d’efficacité en réduisant massivement le prix de l’éclairage pour les consommateurs. Contrairement à ceux observés pour la fourniture d’énergie, ces gains ne fléchissent pas dans le courant du XXe siècle ou au début du XXIe siècle qui verra l’apparition des LED et autres ampoules basse consommation.

Conformément à ce que nous avons appris en visitant le phare des Baleines, ces sont les gains dans l’efficacité de la transformation de l’énergie en lumière qui ont constitué le principal moteur de la diffusion de l’éclairage via la baisse des prix relatifs. S’ajoutant à ceux obtenus dans la production d’énergie, ils n’ont rien à envier aux baisses de prix de la mémoire de nos ordinateurs. Difficile de départager celui qui baisse le plus rapidement entre le prix du lumen et celui du mégaoctet !

On retrouve un phénomène identique pour les carburants, y compris sur la période récente. Si depuis 1970 le prix du pétrole brut est affecté d’une grande instabilité, l’usage de l’automobile a continué d’être stimulé par la baisse des prix relatifs des carburants. L’économiste Michel Crozet nous rappelle ainsi qu’une heure de travail au salaire minimum permettait en France d’acheter 3 litres d’essence en 1970, 6 litres en 1995 et près de 7 litres en 201522. Comme simultanément la consommation moyenne par véhicule a été divisée par deux pour des voitures comparables, le pouvoir d’achat du smicard exprimé en kilomètres parcourus a en réalité été multiplié par plus de quatre. Une évolution bien éloignée de la perception commune !

Le levier des gains de productivité dans la transformation des sources primaires d’énergie en usages finaux se retrouve dans de multiples domaines : production de chaleur, procédés industriels, transports aériens et maritimes… Il a joué un rôle crucial dans les deux dernières transitions énergétiques, contribuant puissamment via la baisse des prix relatifs à diffuser de nouveaux usages énergétiques. Croissance des usages qui a dopé nos émissions de CO₂.

L’envol des émissions de CO₂23

Le mécanisme d’empilement des sources d’énergie constitutif des transitions énergétiques de l’époque moderne est la cause principale de l’envol des émissions anthropiques de gaz à effet de serre. Il déclenche vers 1850 un accroissement du volume des rejets de CO₂ dans l’atmosphère qui perdure sur plus d’un siècle et demi.

Jusqu’en 1850, la biomasse est le pilier du système énergétique, avec des renforts ponctuels de l’éolien et de l’hydraulique (moulins et navigation à voile) et un développement encore marginal du charbon en dehors du Royaume-Uni. Son usage s’inscrit dans un cycle court où la combustion ne fait que rejeter dans l’atmosphère le CO₂ préalablement stocké dans les plantes. C’est pourquoi les rejets de la combustion de biomasse ne sont pas comptabilisés parmi les émissions anthropiques de CO₂. Mais sitôt que la biomasse énergétique contribue au défrichement des forêts ou à leur surexploitation, elle participe au réchauffement via les relâchés nets de CO₂ induits : un hectare de bois brûlé en forêt tropicale humide rejette par exemple de l’ordre de 400 à 700 tonnes de CO₂ auxquelles peuvent s’ajouter des émissions supplémentaires provenant du sol s’il est retourné pour implanter une culture. On décompte ces émissions dans une rubrique à part, repérable par l’acronyme un peu barbare de UTCATF (utilisation des terres, changement d’affectation des terres et foresterie)24.

Dans les systèmes énergétiques basés sur la biomasse, la déforestation constitue la principale empreinte humaine sur le climat. Elle résulte en premier lieu de l’expansion des terres utilisées pour les cultures et l’élevage. Ses deux premiers foyers ont été observés en Europe et en Chine. L’Europe médiévale connaît une grande vague de défrichage provoquée par l’expansion agricole – Marc Bloch parle de « lutte contre l’arbre25 » – qui culmine au XIIe siècle ; une seconde vague apparaît au XVIIIe siècle et se prolonge jusqu’à l’arrivée du charbon. Le foyer chinois apparaît plus tardivement, à la fin du XIVe siècle. Particulièrement important dans des provinces comme le Sichuan ou le Yunnan, le défrichement opéré par les agriculteurs et les éleveurs permet d’approvisionner une population qui passe de 70 millions d’habitants en 1400 à 410 millions en 1850.

En 1850, le défrichement des forêts contribue à plus de 90 % aux rejets anthropiques de CO₂ estimés à 2 tonnes par habitant et par an. Les émissions liées aux changements d’usage des sols restent majoritaires jusqu’au milieu du XXe siècle (annexe 1). Elles doublent entre 1850 et 1950. Entre 1850 et 1900, le principal foyer de déforestation se situe aux États-Unis, suivis d’assez loin par l’Asie et l’Europe. La conquête de l’Ouest exerça notamment une pression considérable sur la forêt par le développement des cultures dans ce que devinrent les grandes plaines céréalières, par la multiplication des ranchs où les cow-boys introduisirent à grande échelle l’élevage extensif des bovins et par la recherche du bois d’œuvre pour la construction des bâtiments et les traverses de chemin de fer. La géographie de la déforestation basculera ensuite graduellement vers la Chine, le Sud-Est asiatique et l’Union soviétique. Après 1950, les principaux foyers de déforestation affectent la forêt tropicale : Amazonie, arc forestier du Sud-Est asiatique, bassin du Congo et savane arborée en Afrique.

Les émissions liées à l’usage des fossiles décollent avec le charbon. Elles progressent très rapidement jusqu’à la Première Guerre mondiale du fait de la diffusion du nouveau combustible dans les chemins de fer, le chauffage et les industries métallurgiques. Les émissions provenant de la combustion du pétrole s’y ajoutent à partir de 1920, mais leur dynamisme est bridé entre 1910 et 1950 par les déboires de l’économie mondiale induits par les deux conflits mondiaux et la crise de 1929. En 1950, un terrien émet en moyenne quelque 2,2 tonnes de CO₂ en brûlant des fossiles, principalement le charbon, ou en produisant du ciment, et à peu près autant en défrichant la forêt ; 80 % de ces rejets proviennent alors des pays développés.

Le phénomène d’empilement s’accélère à partir de 1950. La période de l’après-guerre, qualifiée « d’âge d’or » par l’économiste américain Angus Maddison26 et des Trente Glorieuses par le Français Jean Fourastié27, connaît un sursaut de croissance. La population mondiale connaît sa vitesse de croissance maximale durant les décennies 1950 et 1960. L’attraction des villes semble irrésistible. La consommation de masse devient la norme dans les pays occidentaux et au Japon. La voiture et le camion s’imposent sur les routes. C’est la grande ère du pétrole bon marché qui supplante le charbon comme première source d’émission de CO₂ à la fin des années 1960. Les émissions liées à l’usage de gaz naturel viennent s’y ajouter, mais représentent encore moins de 10 % du total en 1980.

Hors déforestation, les émissions de CO₂ atteignent 4,4 tonnes par habitant en 1980, soit le double de celles de 1950. Elles sont aux trois quarts le fait des pays industrialisés qui ont cessé de déforester, mais ont accru leur consommation de pétrole et à un moindre degré de gaz naturel, sans significativement réduire celle de charbon.

Les relais de croissance

Le phénomène de l’empilement des sources d’émission prend des formes nouvelles à partir de 1980. Aux sources conventionnelles d’énergie fossile s’ajoutent les gaz et pétroles de schiste qui élargissent les gisements économiquement exploitables. La globalisation de l’économie provoque des redistributions de l’activité vers les pays émergents. Les relocalisations industrielles accélèrent la mobilité des marchandises et des personnes, et déplacent une partie des émissions vers les nouveaux centres producteurs principalement situés en Asie. En 2007, la population des villes dépasse celle des campagnes. Le fait urbain devient majoritaire et s’accompagne d’un élargissement rapide de la consommation de masse dans les pays émergents.

Entre 1980 et 2000, la croissance commence à se redistribuer vers les économies émergentes, mais le mouvement est freiné par la crise de la dette en Amérique latine puis l’implosion du système soviétique. Au sein des pays développés, le renchérissement du pétrole consécutif aux chocs pétroliers profite d’abord au gaz naturel, dont la combustion émet nettement moins de CO₂ que le charbon pour produire la même quantité d’énergie, et dans une moindre mesure au nucléaire. Le pic des émissions est atteint dès 1980 dans l’Union européenne. Durant ces deux décennies, l’augmentation des émissions mondiales est moins rapide que celle de la population. Au seuil du XXIe siècle, un terrien émet en moyenne 4 tonnes de CO₂, hors déforestation, un peu moins qu’en 1980.

La première décennie de ce siècle connaît un retour massif vers le charbon, provoqué par un appétit sans limite en Chine et les besoins du secteur électrique dans nombre de pays émergents, grands ou petits. L’empilement des sources joue à plein, car la demande de gaz et de pétrole est simultanément tirée par la vigueur du cycle ayant précédé la crise financière de 2008. En dix ans, les émissions de CO₂ d’origine énergétique et industrielle remontent de 4 à 4,8 tonnes par habitant. On retrouve des rythmes inconnus depuis l’« âge d’or », dont le moteur principal s’est déplacé vers les pays émergents d’Asie.

La réorientation de la stratégie chinoise, contrainte de réagir à la montée des pollutions locales par un grand coup de frein sur le charbon et un investissement massif dans les énergies renouvelables, est la cause principale du ralentissement observé au début de la décennie 2010-2020. Il s’y ajoute l’effet du recul des émissions de CO₂ aux États-Unis résultant de la bascule du charbon vers le gaz de schiste. Globalement, les émissions de CO₂ d’origine énergétique et industrielle semblent se stabiliser entre 2014 et 2016. Elles augmentent à nouveau en 2017 et 2018 pour atteindre le niveau sans précédent de 37 milliards de tonnes de CO₂ (4,9 tonnes par habitant) en 2018.

La géographie de ces émissions s’est radicalement modifiée. Initialement concentrés en Europe et en Amérique du Nord, les rejets de CO₂ dans l’atmosphère étaient encore aux trois quarts le fait des pays industrialisés en 1980. Leur poids était tombé en dessous de 40 % en 2018. L’Asie, Chine en tête, a pris la plus grande partie de la place laissée par le recul des pays développés.

Au jeu des vases communicants

Avec ces redistributions géographiques, le mécanisme de l’empilement prend des formes plus complexes. L’Europe a par exemple atteint son pic d’émission en 1980 et réduit d’un quart ses rejets atmosphériques depuis. À l’intérieur de ses frontières, on a bien observé une certaine substitution entre sources énergétiques, depuis le charbon (et le pétrole dans une moindre mesure) vers le gaz naturel (et le nucléaire pour certains pays avec un zeste de renouvelables en fin de période). Pour une part, cette substitution est en trompe-l’œil. Une partie de ces gains résulte de la relocalisation à l’extérieur des frontières d’industries approvisionnant le marché européen. L’empreinte carbone de l’Europe doit donc tenir compte des émissions de CO₂ indirectes résultant du commerce international.

Autre exemple : les États-Unis ont atteint leur pic d’émission en 2005 et réduit de 15 % leurs émissions depuis, principalement en substituant du charbon par du gaz devenu bien plus compétitif pour produire l’électricité. Ici encore, une substitution à l’intérieur du territoire qui semble échapper à la logique de l’empilement. Mais une partie du charbon américain non brûlé dans les centrales électriques peut être exportée en Asie ou en Europe. La substitution aura alors été en trompe-l’œil à l’échelle globale.

Ces deux exemples nous rappellent notre visite au phare des Baleines. Tant que le phare brûlait directement du charbon ou du pétrole pour produire ses rayons lumineux, la mesure de son empreinte carbone était directe. Les émissions apparaissaient dans sa chambre de combustion. Avec le raccordement du phare au réseau électrique, le lieu d’émission de l’énergie utilisée s’est éloigné. De plus, l’activité du phare a dynamisé les émissions du transport maritime à partir du moment où les bateaux ont remplacé leurs voiles par des chaudières à charbon puis des moteurs diesel. Le phare n’émet directement plus aucun CO₂. Mais son empreinte carbone doit désormais tenir compte de l’ensemble de ces émissions à distance. Et dans ce jeu de vases communicants, la réduction des émissions directes a pu être plus que compensée par l’accroissement de celles à distance.

Il en va de même à l’échelle globale. La mondialisation accroît l’interdépendance des économies. Elle relocalise certaines industries et diffuse des modèles de consommation énergivores. Les redistributions géographiques de l’activité provoquent des phénomènes de vases communicants sur les émissions de CO₂. À partir d’un certain niveau de richesse, les émissions par tête tendent à plafonner puis à reculer. L’Europe a été la première à l’expérimenter, suivie par les États-Unis avec un quart de siècle de décalage. Mais d’autres zones ont pris le relais. Du fait des vases communicants, la mécanique de l’empilement a continué à jouer à plein sur le plan global.

Au cours des dernières décennies, les vases communicants ont principalement conduit à relocaliser les émissions en Asie. Le phénomène a été particulièrement rapide en Chine où le montant des émissions de CO₂ par tête a dépassé celui des Européens en fin de période. Elles vont probablement à leur tour se stabiliser puis diminuer une fois le pic passé. La mécanique de l’empilement sera-t-elle pour autant interrompue ?

Tout dépendra des modalités de la croissance (ou de la décroissance) future. Mettre un coup d’arrêt à la dynamique de l’empilement implique de casser ce jeu des vases communicants. Dans les pays riches, un recul bien plus rapide des émissions est possible. Mais son lien avec l’activité et le niveau de vie reste incertain, ce qui bloque ou ralentit le mouvement. À l’autre extrémité des vases communicants, il subsiste un énorme potentiel d’augmentation des émissions si les pays moins avancés reproduisent les schémas historiques de développement. L’enjeu de demain concerne certains pays d’Asie (Inde, Indonésie, Bangladesh…) et encore plus le continent africain.

En 2015, chaque terrien a émis en moyenne 4,8 tonnes de CO₂, mais 11 s’il vivait en Amérique du Nord ou dans l’Union européenne et 1 s’il était basé en Afrique. Imaginons que chaque habitant des pays occidentaux divise par quatre ses émissions d’ici 2050 et que les Africains rejoignent en 2050 le niveau moyen d’émission par habitant de 2015. L’arithmétique est implacable : les Occidentaux auront réduit leurs émissions de près de 9 Gt, mais les Africains auront accru les leurs de près de 11 Gt. Les vases communicants auront joué à plein en prolongeant la mécanique de l’empilement. L’Afrique pourrait-elle devenir le premier continent où le décollage économique ne se sera pas accompagné d’une envolée de l’empreinte carbone ? Probablement l’une des questions les plus décisives des prochaines décennies en matière climatique.

Autre dimension des vases communicants : la transmission de l’empilement des émissions à celui des marchandises. La dynamique historique de l’empilement n’a pas concerné que l’énergie et les rejets de CO₂ dans l’atmosphère. L’énergie additionnelle a été utilisée pour la fabrication, le transport et l’utilisation de marchandises toujours plus abondantes. Apparue dans les années 1920 en Amérique du Nord, la consommation de masse a ensuite touché des couches de plus en plus larges de la population mondiale. Croissance économique et émissions de CO₂ ont donc historiquement été fortement corrélées. Hausse du niveau de vie, confort matériel, mobilité et ouverture sur le monde en constituent la face positive.

N’oublions pas sa face sombre : dégradations de l’environnement, creusement des inégalités, encombrements et saturation des besoins. Sans évoquer la question de l’absurdité de l’hyperconsommation qui fait penser à la pièce de Ionesco Les chaises28. Ces chaises s’empilent à mesure du déroulement de l’intrigue. Elles repoussent les personnages qui n’ont plus d’autre issue à la fin du spectacle que de s’échapper par la fenêtre. Nous quittons le théâtre face à un scène remplie d’objets mais vide d’humains. Un empilement de marchandises, synonyme de perte de sens. La meilleure façon de retrouver du sens serait-elle dès lors de rompre avec la logique de l’empilement par un retour à la frugalité ?

Derrière la question de la prochaine transition énergétique se profile aussi celle des modèles de croissance de nos sociétés. Voire de leur décroissance.

La cinquième transition énergétique

L’empilement des trois sources d’énergie fossile a constitué le trait essentiel du XXe siècle sous l’angle de l’environnement et du climat : les terriens ont rejeté dans l’atmosphère de l’ordre de 2 350 milliards de tonnes de CO₂ entre 1850 et 2018. Le phénomène n’a cessé de s’accélérer : sur ces 2 350 milliards, 42 % ont été relâchées depuis 1990 et 30 % entre 2000 et 2018.

Désempiler ces sources en retirant les fossiles du système énergétique sera la grande affaire de la prochaine transition énergétique. La cinquième dans l’histoire de l’humanité si l’on retient notre découpage temporel.

Cette transition – nommons la « transition bas carbone » – est absolument inévitable pour des raisons géologiques. Les énergies fossiles s’épuisent à mesure de leur utilisation et il faudrait des millions d’années pour qu’elles puissent se reconstituer naturellement. La raréfaction de leurs stocks se traduira inévitablement à terme par une hausse rédhibitoire de leur coût, les rendant économiquement inutilisables. Le schéma de Hotelling finira par s’imposer. Ce n’est qu’une question de temps. Mais de combien de temps ?

D’après les tenants du « pic pétrolier », réunis dans l’association ASPO (Association for the Study of Peak Oil), ce pic est plus proche qu’on ne l’imagine et pourrait affecter l’ensemble des fossiles29. Leurs analyses reposent sur la méthode du géophysicien King Hubbert, célèbre pour sa courbe en cloche permettant d’anticiper le déclin de la production de pétrole. À partir de ses observations du fonctionnement des puits de pétrole, Hubbert annonça avec prémonition le déclin des gisements conventionnels de pétrole au Texas dès les années 1960. Mais s’il a prévu le déclin de l’exploitation pétrolière conventionnelle aux États-Unis, il n’a pas anticipé le développement des pétroles et gaz de schiste : de nouvelles sources venant s’ajouter aux anciennes, susceptibles de prolonger pendant de longues décennies l’exploitation des hydrocarbures en Amérique du Nord. Comme beaucoup d’observateurs avant lui, il a sous-estimé la capacité de nos sociétés à extraire une fraction toujours plus grande des gisements du sous-sol.

Les alertes sur la finitude du stock d’énergie fossile sous nos pieds ont une grande vertu. Celle de rappeler le caractère non soutenable du système énergétique issu de la mécanique de l’empilement. Peut-on pour autant compter sur l’épuisement graduel des réserves d’énergie fossile pour engager la transition bas carbone ? Parfois suggérée par les géologues30, cette recommandation pourrait conduire à de graves déconvenues sous l’angle du climat.

Depuis deux siècles, les transitions énergétiques résultent de l’action des hommes confrontés à la rareté des gisements de carbone fossilisés dans le sous-sol sous forme de charbon, de pétrole ou de gaz : le « carbone d’en bas ». De Jevons (1856), pointant les risques d’épuisement du charbon au Royaume-Uni31, au premier rapport Meadows (1972) annonçant la fin de la croissance32, les alertes se sont succédé sur les risques d’épuisement de la ressource. Elles ont jusqu’à présent toujours été démenties par l’ingéniosité des hommes à repousser le mur de la rareté. Et comme l’écorce terrestre recèle encore d’abondantes ressources inexploitées ou inexplorées, le processus est sans doute loin d’être terminé.

Le risque climatique nous oblige à considérer un autre stock : celui du « carbone d’en haut » qui s’accumule dans l’atmosphère en déréglant le climat. Le problème n’est plus sa rareté, mais son trop-plein qu’il faut endiguer pour atténuer le réchauffement.

S’en remettre à la rareté de la ressource en terre pour contrôler ce stock d’en haut n’est guère responsable. L’histoire nous enseigne combien ces processus de transition prennent du temps. Au terme de son ouvrage sur la question, le constat de Smil est sans appel : « Tous les basculements vers de nouvelles sources primaires d’énergie ont été dans le passé des affaires graduelles et de longue durée, avec de nouvelles sources prenant de longues décennies de production avant de devenir des contributeurs significatifs33. » L’auteur ajoute, page suivante, qu’il ne détecte aucune accélération du mouvement pour le déploiement des sources solaires et éoliennes susceptibles de se substituer demain aux énergies fossiles. Elles ne sont donc pas prêtes de détrôner les fossiles si on reproduit les schémas du passé !

Pour être en phase avec le risque climatique, la cinquième transition énergétique doit emprunter des chemins tout à fait nouveaux. Elle doit abandonner la logique de l’empilement en court-circuitant le rythme d’exploitation de la ressource fossile. Et le faire rapidement. Les climatologues nous le rappellent avec constance : c’est le tic-tac de l’horloge climatique qui doit rythmer la cinquième transition énergétique. Pour comprendre leurs messages, cessons de scruter le sous-sol à la recherche du carbone d’en bas et levons les yeux pour comprendre comment le carbone d’en haut déplace l’aiguille de la grande horloge climatique.

Notes

Introduction

1. Amitav Ghosh, Un déluge de feu, traduction française, Éditions 10/18, 2015, p. 503.

2. Angus Maddison, L’économie mondiale, une perspective millénaire, Éditions de l’OCDE, 2001, p. 260 et 282.

3. Jean-Baptiste Say, Traité d’économie politique, 1803, édition électronique Institut Coppet, p. 197.

4. Harald Welzer, Les guerres du climat, pourquoi on tue au XXIe siècle, Gallimard, collection « Essais », 2009.

Partie 1

1. John R. McNeill, Du nouveau sous le soleil. Une histoire de l’environnement mondial au XXe siècle, Seuil, collection « Points », 2010, p. 7-8.

2. Les sources statistiques utilisées pour les chiffrages de long terme sont détaillées dans l’annexe 1.

3. Gilles Pison, La démographie mondiale, Le Monde Sup’, 2015.

Chapitre 1

1. Le port de La Rochelle-La Pallisse est aujourd’hui le sixième en France par son trafic marchand. Il joua un rôle déterminant aux XVIIe et XVIIIe siècles dans l’approvisionnement de la Nouvelle-France (colonies d’Amérique du Nord), mais recula ensuite en importance au profit de Nantes avec le développement du « commerce triangulaire » avec les colonies.

2. Vaclav Smil, Energy Transitions. Global et National Perspectives, Praeger, 2e edition, 2017.

3. Roger Fouquet et Peter J. G. Pearson, « The Long Run Demand for Lighting : Elasticities and Rebound Effects in Different Phases of Economic Development », Economics of Energy & Environmental Policy, vol. 1, no 1, 2012, p. 85.

4. Lewis J. Perelman, August W. Giebelhaus, Mickael D. Yokel, Energy Transitions : Long Term Perspectives, Boulder, AAAS, 1981.

5. Loi no 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte.

6. Robert A. Hefner, The Grand Energy Transition, John Wiley & Sons, 2009.

7. Cesare Marchetti et Nebojsa Nakicenovi, « The Dynamics of Energy Systems and the Logistic Substitution Model », IIASA Research Report, IIASA, Laxenburg, Austria, RR-79-013, 1979.

8. Peter Lund, « Market Penetration Rates of New Energy Technologies », Energy Policy, 34, 2006, p. 3317-3326.

9. Benjamin K. Sovacool, « The History and Politics of Energy Transitions », in The Political Economy of Clean Energy Transitions, Oxford University Press, 2017, www.oxfordscholarship.com.

10. Ces conventions impactent particulièrement l’électricité nucléaire et l’électricité renouvelable. Des explications plus techniques sont apportées dans l’annexe de la première partie.

11. Jeremy Rifkin, The Third Industrial Revolution : How Lateral Power Is Transforming Energy, the Economy, and the World, Palgrave Macmillan, 2011.

12. Roger Fouquet, « The Slow Search for Solutions : Lessons from Historical Energy Transitions by Sector and Service », Energy Policy, 38, 11, 2010, p. 6586-6596.

13. Wil Roebroeks et Paola Villa, « On the earliest evidence for the habitual use of fire in Europe », PNAS, vol. 108, no 13, 2011, p. 5209-5214.

14. Samuel Noah Kramer, L’histoire commence à Sumer, Flammarion, collection « Champs », 2009.

15. Will Steffen, Jacques Grinevald, Paul Crutzen et John McNeill, « The Anthropocene : conceptual and historical perspectives », The Royal Society, 369, 2011, p. 842-867.

16. Robert J. Gordon, « Does the New Economy Measure up to the Great Inventions of the Past ? », Journal of Economic Perspectives, vol. 14, no 4, 2000.

17. Robert J. Gordon, « Is US Economic Growth over? Faltering Innovation Confronts the six Headwinds », CEPR, Policy Insight, no 63, 2012.

18. Christophe Bonneuil et Jean-Baptiste Fressoz, L’événement Anthropocène, Seuil, collection « Points », 2016, p. 120.

19. IEA, IRENA, World Bank Group et WHO, The Energy Progress Report, 2018, https://trackingsdg7.esmap.org/.

20. Harold Hotelling, « The economics of exhaustible resources », The Journal of Political Economy, 39, 1931, p. 137-175.

21. Roger Fouquet et Peter J. G. Pearson, « The Long Run Demand for Lighting : Elasticities and Rebound Effects in Different Phases of Economic Development », Economics of Energy & Environmental Policy, op. cit., p. 85.

22. Yves Crozet, Hyper-mobilité et politiques publiques. Changer d’époque ?, Économica, 2016, p. 25.

23. Hannah Ritchie et Max Roser, « CO₂ and other Greenhouse Gas Emissions », publié en ligne sur OurWorldInData.org, 2018. Voir également http://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/.

24. Nous épargnons au lecteur la complexité et les subtilités de la comptabilité carbone. Le document de référence sur la question est le manuel du GIEC : 2006 IPCC Guidelines for national inventories, accessible sur le site du GIEC (http://www.ipcc.ch/). Voir, pour la France, le site du CITEPA : https://www.citepa.org.

25. Cité dans Rodolphe De Coninck, « La logique de la déforestation en Asie du Sud-Est », Cahiers d’Outre-Mer, 51-204, 1998, p. 343.

26. Angus Maddison, The World Economy : A Millennial Perspective, OCDE, 2001.

27. Jean Fourastié, Les Trente Glorieuses ou la révolution invisible de 1946 à 1975, Fayard, 1979.

28. Eugène Ionesco, Les chaises, Gallimard, collection « Folio », 1973.

29. Bernard Durand, « La raréfaction prochaine des fossiles va contraindre de hâter la transition énergétique », European Scientist Newsletter, 25 juillet 2018.

30. Adolphe Nicolas, Énergies : une pénurie au secours du climat ?, Belin, collection « Pour la Science », 2011.

31. William Stanley Jevons, The Coal Question : An Inquiry Concerning the Progress of the Nation and the Probable Exhaustion of Our Coal Mines, Mcmillan, 1865.

32. Dennis L. Meadows et al., The Limits to Growth, Universe Books, 1972.

33. Vaclav Smil, Energy Transitions. Global et National Perspectives, op. cit., p. 224.

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