création flipPomme de Jean-Denis Robert

Relecture : Valérie Gautheron

Le Pommier, 2012

Tous droits réservés

ISSN : 1625-1245

ISBN : 9782746515666

170 bis, boulevard du Montparnasse 75014 Paris
www.editions-lepommier.fr

Collection développée avec le concours du ministère de la Culture et de la Communication (Centre national du livre et Cité des sciences et de l’industrie), dans le cadre du Fonds Jules-Verne.

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Ce document numérique a été réalisé par Nord Compo.

Les contraintes
draconiennes de la
transition énergétique

L’énergie est indispensable à la vie et à un très grand nombre d’activités économiques (agriculture, industrie, transports, etc.) et elle est devenue un concept d’application universelle. Elle représente la capacité d’un système matériel à produire un travail avec une machine et elle est aussi impliquée dans de multiples transformations de la matière d’origine physique (une vaporisation par exemple) ou chimique. Son utilisation suppose son stockage et son transport dans des « vecteurs » (des carburants dérivés du pétrole, de l’électricité).

Jusqu’au début du XXIe siècle, les pays développés de la planète, la France parmi d’autres, bénéficiaient d’une offre d’énergie abondante et relativement bon marché en dépit des chocs pétroliers de 1973 et 1980. Or, si la demande mondiale d’énergie primaire (toutes les ressources avant leur transformation : bois, charbon, pétrole, gaz, hydroélectricité, etc.) continue à croître depuis le début du siècle (à un rythme annuel proche de 2 %, la consommation étant stable en France depuis 2005), elle est désormais soumise à trois contraintes majeures :

– les réserves de combustibles fossiles (80 % de l’énergie primaire) seront épuisées à un horizon plus ou moins proche (quatre à cinq décennies pour le pétrole) ;

– la consommation d’énergie fossile carbonée accumule le gaz carbonique dans l’atmosphère et elle est la cause majeure du réchauffement climatique ;

– la croissance économique des pays « émergents » (la Chine et l’Inde notamment) stimule la demande mondiale d’énergie. Les scénarios d’évolution de la consommation d’énergie intègrent ces contraintes et ils envisagent tous la nécessité d’une transition énergétique fondée sur une très forte croissance de la part des énergies non-carbonées dans le « mix énergétique » qui devrait être diversifié (des énergies renouvelables, des biocarburants, du nucléaire). C’est l’objectif retenu par la France pour 2050 : diviser par un facteur 4 ses émissions de CO₂.

Ainsi un scénario de l’AIE (Agence internationale de l’énergie) prévoit-il de faire passer à 38 % la part des énergies non carbonées dans l’énergie primaire mondiale en 2035 (20 % en 2010) – voir page suivante) et l’UE a proposé un scénario où 64 % de l’électricité serait produite par des énergies renouvelables (solaire et éolien) en 2050. Un scénario, dit « NégaWatt », suppose quant à lui que 90 % de l’énergie primaire de la France soit d’origine renouvelable en 2050.

Les contraintes que révèlent ces scénarios sont considérables. Elles sont d’abord économiques (avec la perspective d’une hausse du coût des carburants et de l’électricité), et géopolitiques, car l’accès à certaines ressources (au pétrole notamment) est à l’origine de tensions internationales. Cependant, notre avenir énergétique n’est pas seulement entre les mains de l’économie et de la géopolitique car ces contraintes ne peuvent être relâchées qu’au prix d’innovations techniques importantes (assurant par exemple la rentabilité des énergies renouvelables). L’histoire de la science et de la technologie montre d’ailleurs que celles-ci peuvent changer la donne…

Scénario pour la demande mondiale d’énergie primaire de l’AIE à l’horizon 2035 tenant compte de la contrainte climatique (limiter à 2 °C le réchauffement climatique). Sur l’échelle de gauche figure la demande par filière (en millions de tonnes équivalent pétrole) et sur celle de droite leur part — celle des énergies non carbonées passerait de 20 % en 2010 à 38 % en 2035.

En effet, à plusieurs occasions dans le passé, des « ruptures » scientifiques et techniques ont bouleversé les modes de production et de consommation de l’énergie : les perfectionnements de la machine à vapeur par James Watt ont rendu possible la révolution industrielle, l’invention des moteurs à combustion interne a ouvert la voie à l’automobile, et la découverte de la fission de l’uranium a permis l’avènement de l’énergie nucléaire. L’avenir de l’énergie dépend donc aussi des futures avancées de la science et de la technologie qui déboucheraient sur de nouvelles filières énergétiques ou sur de nouveaux modes de consommation de l’énergie. Dans cette perspective toutes les connaissances seront mobilisées : de la physique à la biologie en passant par la chimie, l’informatique et les sciences sociales. Il faut donc s’interroger sur l’avènement possible de « ruptures » : de nouveaux concepts, de nouvelles théories, des découvertes et des innovations majeures (comme le moteur à explosion). C’est l’objet de ce livre. Les véritables ruptures sont rares et difficilement prévisibles, mais nous identifierons les domaines de la science où des percées seraient possibles, permettant des avancées majeures dans des domaines clés pour l’énergie à l’horizon 2050. La prospective fait certes courir le risque de commettre des bévues : ainsi le grand inventeur américain Thomas Edison avait-il annoncé, en 1900, la percée imminente de la voiture électrique. Mais Albert Einstein, dans l’article de 1905 dans lequel il démontrait le principe d’équivalence de la masse et de l’énergie (représenté par la formule emblématique E = mc²), avait bien pressenti que celui-ci expliquait peut-être le dégagement d’énergie par la radioactivité et, quelques années plus tard, en 1914, l’écrivain de science-fiction H.G. Wells imaginait déjà les applications de l’énergie des atomes à la production d’électricité !

Les énergies éolienne et géothermique (l’exploitation de la chaleur du sous-sol) et l’hydroélectricité sont « mûres » et elles n’ont pas besoin de ruptures techniques pour se développer, nous ne nous interrogerons donc pas sur leur sort. Nous n’évoquerons pas davantage les énergies marines car, si elles sont inépuisables, elles sont soumises à trop d’aléas environnementaux pour qu’on puisse espérer qu’elles contribuent significativement à la solution des problèmes énergétiques (la quasi-totalité des scénarios ne les prennent d’ailleurs pas en compte).