 | Les énergies disponibles sur terre
La formation de notre terre a mis a notre disposition des énergies non
renouvelables comme:
Le charbon, le pétrole, le gaz, l'uranium
Le cœur de notre planète dispose d'une énergie thermique, dite
géothermique, gigantesque.
Même si celle ci n'est pas renouvelable elle est
démesurée par rapport à notre consommation énergétique.
Les énergies dites renouvelables sont en fait des énergies dérivées de
l'énergie du rayonnement solaire. Cette énergie représente 10000 fois
notre consommation actuelle.
| L'hydraulique est alimenté par le cycle de l'eau d'évaporation des
océans, condensation sur les terres et retour par ruissellement vers les
océans. |
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| Le vent est généré par l'échauffement de masses d'air qui par
dépression attire de l'air plus froid. L'air chaud monte et se refroidit progressivement
pour alimenter une sorte de pompe thermique. |
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Le gulf stream est identique au phénomène de vent mais se produits dans
les océans entre les zones chaudes du golfe du Mexique et les zones froides
du nord de l'europe. |
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| Le rayonnement solaire direct sous forme lumineuse peut être capté
thermiquement par des insolateurs ou produire de l'électricité par des générateurs
photovoltaïques. |
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| La biomasse sous forme de végétaux qui
produisent du méthane par décomposition ou le bois utilisable en
carburant. |
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| La consommation énergétique mondiale
La consommation énergétique mondiale tout type d'énergies confondues
est aujourd'hui supérieure
à 10 milliards de TEP par an (tonne équivalent pétrole)
Cette énergie est principalement utilisée de la façon suivante:
27% pour les transports
33% pour l'industrie ( dont 55% pour le chauffage et 45% d'énergie froid
industriel, mécanique et lumineuse)
33% secteur résidentiel et tertiaire ( 80% de chauffage, 20% consommation électrique
hors chauffage) |
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En résumé le transport représente 27 % et le chauffage 46% de l'énergie
totale consommée
soit les 3/4 de notre consommation.
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| La répartition géographique de la consommation énergétique
La consommation énergétique par habitant varie énormément d'un pays à
l'autre du fait de son climat chaud ou froid, de son activité industrielle
et du nombre d'habitants.
Quelques exemples de consommation énergétique annuelle par habitant et par pays
(en Tonne équivalent pétrole)
26 Tep au Qatar
15 Tep en Islande
9 Tep au Luxembourg
6.8 Tep aux États unis ou Canada
4 Tep en France ou Allemagne
1.7 Tep en Chine
0.5 Tep en Inde
0.3 Tep au Yémen ou Tahiti |
 
deux extrêmes de culture de civilisation
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Ces chiffres cachent en fait des disparités très importantes selon les
profils des pays.
Le Qatar avec moins de 1 million d'habitants va consommer 26 Millions de Tep
mais sa population ne semble pas du tout sensibilisée aux économies d'énergie
du fait de l'abondance des énergies fossiles.
La chine avec 1300 millions d'habitants va consommer 2250 Millions de Tep
dont 800 millions d'habitants vivant en zone rurale et consommant très peu
d'énergie alors que les 500 millions restant consomment énormément. La consommation énergétique en chine est en forte
croissance et utilise en priorité le charbon comme énergie primaire. A ce jour seulement 2 % des chinois possèdent un voiture. L'envie
première d'un chinois est de reproduire le modèle occidental. A Pékin
1500 voitures neuves sont mises en circulation tous les jours.
La chine a donc tous les éléments pour être très rapidement le plus gros
émetteur de CO2 de la planète.
L'inde avec 1160 millions d'habitants va consommer 580 millions de Tep avec
un croissance très forte.
Le déséquilibre entre population riche et pauvre est encore plus fort
qu'en chine.
Les États unis avec plus de 320 millions d'habitants consomment plus de
2170 Millions de Tep mais ils sont sur une perspective de réduction de
consommation d'énergie par habitant
La France avec 65 millions d'habitants consomme 270 Millions de Tep avec
également une perspective de réduction de consommation d'énergie par
habitant.
Ces chiffres ne signifient pas que les émissions de CO2 par habitant en
Chine augmentent dans ces proportions et que les pays riches réduisent
leurs émissions de CO2. En fait la production industrielle étant
massivement délocalisée en Chine les pays riches font émettre à la Chine
de la production dont ils sont utilisateurs. Dans les faits, les USA par
exemple aurait une consommation énergétique de 8.5 Tep et non 6.8 Tep par
habitant si tous les besoins restaient associés aux pays consommateurs et
dans ce cas les USA seraient le plus gros consommateur d'énergie avec plus
de 2720 millions de Tep.
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| Utilisation actuelle des sources d'énergie
Sur les 10 Milliards de Tep produits sur terre l'utilisation des énergies est
très inégale.
77 % de l'énergie est produite par des sources fossiles
(35% par le pétrole, 23% par le charbon, 19% par le gaz)
6% de l'énergie est de production hydraulique
6 % de l'énergie est produite par source nucléaire
1% de l'énergie est produit par géothermie et éolien
10% de l'énergie est produite par la biomasse (forets principalement)
La consommation électrique mondiale correspond à 17% de la consommation énergétique
totale;
soit environ 1,7 Milliard de Tep ou 20 000 TWh (1 TWh = 1 million de million
de watts consommés pendant 1h)
Les Etats unis ont consommés sur 2009 prés de 4 500 Twh
La Chine a consommé sur 2010 plus de 4100 Twh
La Russie a consommé en 2009 prés de 1 100 Twh
L'Europe a consommé sur 2009 plus de 3000 TWh
L'Inde a consommé sur 2008 plus de 620 Twh
L'Allemagne a consommé en 2008 597 TWh (47% de charbon et 22%
de source nucléaire)
La France a consommé sur 2010 plus de 510 TWh (76% de source
nucléaire, 12% hydraulique)
Le Brésil a consommé sur 2008 plus de 420 TWh
La Suède a consommé en 2008 prés de 150 TWh (44%
hydraulique et 41% de source nucléaire)
La production électrique provient des énergies primaires
39% par le charbon
20% par le gaz
16% par le nucléaire
16% par l'hydraulique
7% par le pétrole
2% par l'éolien et le photovoltaique
Par conséquent un appareil ou une machine fonctionnant à l'électricité
pourrait indirectement émettre du CO2 et dans des proportions de 15 à 90%
de sa consommation selon les pays.
Ceci représente 70 millions de tonnes de CO2 rejetées tous les jours.
70% de ces émissions sont concentrées en milieu urbain.
25 Millions de tonnes de CO2 sont absorbés par le phytoplancton des océans
tous les jours.
10 Millions de tonnes sont absorbés par les forets, les champignons,
les plantes, les pâturages.
Ce qui correspond donc à environ 35 millions de tonnes de CO2 qui
s'accumulent dans l'atmosphère tous les jours.
Le CO2 stocké dans l'atmosphère
met plus de 70 ans avant d'être absorbé.
La tendance actuelle est à l'augmentation des émissions de CO2 et à la
réduction des capacités d'absorption des forets liés à la déforestation
et à celle des océans par la pollution maritime.
A ce rythme de consommation les réserves actuellement connues représentent
une autonomie de:
250 ans pour le charbon
70 ans pour le gaz
50 ans pour l'uranium
40 ans pour le pétrole
il sera sans doute possible de trouver des nouveaux gisements notamment dans
les régions polaires qui sont actuellement protégées par les glaces mais
cela ne change pas la problématique de fond liée à l'utilisation de ces énergies
fossiles.
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| Le
Scénario Charbon
Le charbon est l'énergie primaire la plus abondante et surtout la plus équitablement
répartie sur la terre contrairement au pétrole et au gaz, concentrés à
prés de 70% dans des zones politiquement instables.
La production mondiale de charbon est passée de 2 à 5 milliards de tonnes
par an en moins de 30 ans.
Le principaux consommateurs de charbon sont:
La chine avec 1900 millions de tonnes par an
Les USA avec 1100 millions de tonnes par an
L'inde avec 400 millions de tonnes par an
Le japon avec 250 millions de tonnes par an
Le revers de la médaille est que le charbon, avec 35% de plus que le
pétrole et 72% de plus que le gaz, est le plus polluant des
combustibles.
Il est donc possible que la facilité de mise en oeuvre, son faible coût et
son abondance fasse du charbon la première source d'énergie fossile de la planète
avec un effet dévastateur sur les émissions de CO2.
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|
| Le gaz de
schiste
Le Gaz de schiste est contenue dans cette roche par dégradation du kérogène
comme la plupart des hydrocarbures. Ce gaz est disponible en très grande
quantité dans de nombreux pays et pourrait représenter un indépendance
énergétique de nombreux pays qui sont aujourd'hui tributaires des pays
fournisseurs de gaz.
Ce gaz est contenu de manière diffuse dans le roches de schiste et
nécessite pour son extraction l'usage d'eau sous pression,
associée à des produits chimiques, pour réaliser l'hydrofracturation.
Ce procédé, en plus de consommer des quantités énormes d'eau, présente
l'inconvénient majeur de laisser s'infiltrer la plus grande partie de
cette eau polluée dans les nappes phréatiques profondes avec des
conséquences déjà constatées sur la population et les animaux.
L'usage de ce gaz ne règle pas le problème d'émission des gaz à effet de
serre
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|
| La
Géothermie
La géothermie utilise la chaleur naturellement produite par le cœur
de notre planète.
Le forage permet selon la profondeur et la situation géographique de
disposer d'énergie thermique.
La basse température entre 10°C et 30°C (utilisation de chauffage individuel)
la moyenne température entre 30°C et 100°C (chauffage et eau chaude
collectif)
La haute température entre 100°C et 300°C (centrale de production
electrique)
Globalement plus la profondeur du forage est importante, plus la
température d'utilisation est élevée.
Aujourd'hui la géothermie ne représente que 0,5% de la production d'énergie
mondiale alors que potentiellement elle pourrait être 50 fois supérieure
lorsque les techniques de forage seront fiabilisées et améliorées.
Cette énergie peut être utilisée directement en chaleur ou sous forme d'électricité
produite par des génératrices entraînées par de la vapeur sous pression.
Cette énergie n'émet pas de CO2 et classée dans les énergies
renouvelables
A ce jour les centres de production géothermiques sont très limités alors
qu'ils pourraient être exploitables sur presque tous les continents .
En Islande la géothermie permet de chauffer 90% des
200 000 habitants de la capitale Reykjavik.
Au USA la centrale de Bottle Rock a été réouverte en 2007 après des
erreurs techniques dans l'exploitation des sources de vapeurs qui avait
conduit à sa fermeture.
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| L'énergie
éolienne
L'énergie éolienne disponible sur terre est potentiellement 100 fois
supérieure à l'énergie consommée actuellement dans le monde.
La difficulté technique est que cette énergie n'est pas constante et
nécessite des énergies d'appoint.
Une éolienne ne produit qu'entre 20 et 25% du temps pour les
installation terrestres et peut atteindre 30% sur des installations en
mer, du fait du meilleure régularité des vents.
La puissance installée dans le monde est supérieure à 200 000 MW et en
forte croissance.
Cette énergie n'émet pas de CO2
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| L'énergie
Photovoltaïque
Potentiellement l'énergie solaire lumineuse 10 000 fois supérieure à
l'énergie consommée dans le monde
Les cellules photovoltaïques transforment directement les rayons lumineux
du soleil en électricité mais avec un rendement faible entre 5 et 15% selon
les technologies utilisées.
Les panneaux photovoltaïques ne fonctionnent à pleine puissance
qu'entre 5 à 20% du temps selon leur emplacement géographiques et
nécessite donc une énergie d'appoint.
La puissance installée dans le monde est supérieure à 21 000 MW et en très
forte croissance.
Cette énergie n'émet pas de CO2
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| L'énergie
hydraulique
L'énergie hydraulique représente aujourd'hui 16% de la production électrique
mondiale soit 3200 TWh/an.
Le potentiel utilisable est estimé à prés de 10 000 TWh, soit 50% de la production électrique actuelle.
Le principe est d'utiliser les courants d'eau de rivières, fleuves ou
marins pour entraîner une turbine couplée à un alternateur, permettant de
produire de l'électricité.
L'intérêt de l'énergie hydraulique est de palier au coté irrégulier des
énergies photovoltaïques et éoliens.
Ces installations utilisent jusqu'a ce jour des barrages qui présentent l'inconvénient
de générer des chantier de grande ampleur et qui ont un impact important
sur l'environnement.
Depuis quelques années des projets prometteurs d'hydroliennes, qui sont des
éoliennes immergées,
permettent de générer des puissances importantes dans des volumes plus
restreints qu'une éolienne du fait de la densité 1000 fois supérieure de
l'eau par rapport à l'air.
Le potentiel européen de ces hydroliennes est estimé à 12 TWh.
Mais l'exploitation par exemples des courants océaniques comme le gulf
stream permettent d'entrevoir des potentiels beaucoup plus
importants
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|
| Le déséquilibre climatique
La consommation énergétique mondiale a dépassé le seuil des 10 Milliards
de Tep.
Si la croissance reste sur ce rythme nous dépasseront les 20
Milliards de Tep en 2040.
Une telle énergie dissipée à la surface de notre planète n'est pas sans
conséquence.
L'utilisation des énergies fossiles génère du CO2 (dioxyde de carbone) résultant
de la combustion.
Le CO2 en se dissipant dans l'atmosphère augmente l'effet de serre.
Cet effet de serre est nécessaire à la vie et permet de maintenir une
température moyenne à la surface de la terre d'environ 15°C.
Plus le taux de CO2 est élevé, plus l'effet de serre se renforce et la
température moyenne augmente.
Le Taux de CO2 actuel est de 387 ppm.
Il était de 280 ppm vers 1800 au début de l'ère industrielle.
Il y a 500 millions d'année ce taux de CO2 était de 7000 ppm.
Ce n'est que lorsque ce taux est descendu en dessous de 1000 ppm que
l'évolution de la vie en dehors des océans s'est emballée.
Le taux de CO2 le plus faible a été de 172 ppm il y a 700 000 ans avant la
première grande période glaciaire de Günz.
Depuis 1800 le taux de CO2 a augmenté de plus de 100 ppm. Cette vitesse
de croissance n'est jamais arrivé dans l'histoire de la planète. |
 |
La température moyenne terrestre actuelle est de 15°C.
Au carbonifère, la période la plus chaude durant le développement de la
vie sur terre il y a plus de 300 millions d'années cette température
dépassait 25°C.
Les prévisions d'évolution de la température nous amèneraient à une
température comprise entre 17°C et 21°C d'ici 2100.
Cette variation de température peut paraître faible mais les effets sur la
biodiversité et le milieu naturel sont considérables pour le milieu
terrestre.
Le fond des océans est naturellement mieux préservé de ces évolutions rapides
et explique pourquoi l'origine de la vie s'est d'abord développé dans le
milieu marin. Certaines espèces n'ont d'ailleurs pas eu le besoin d'évoluer
depuis des millions d'années.
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L'échauffement va faire fondre les glaces des régions polaires et des
glaciers des massifs montagneux. Ce phénomène va s'emballer tout seul car
le sol dégagé de glace étant plus sombre va accumuler plus de rayonnement
solaire et donc de chaleur.
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Les régions polaires possèdent dans le
thermafroste (sol en permanence gelé) des quantités considérables de
méthane qui se dégagent sous l'effet de la fonte des glaces. Le méthane est
un gaz qui a un impact 23 fois plus fort que le CO2 sur l'effet de serre.
Le volume des glaces de l'Antarctique et du Groenland représenterait une
augmentation du niveau des mers de 7 m.
La fonte partielle des glaces reposant sur des hauts fonds devrait augmenter le niveau des
océans entre 60 cm et 100 cm d'ici à 2100. Hors les zones côtières sont occupées par
pratiquement la moitié de la population mondiale. Certaines îles d'Océanie disparaîtraient, les plaines du Bengladesh
seraient noyées.
Les migrations de population par centaines de millions de
personnes vers des zones protégées vont créer des tensions sociales et
des problèmes logistiques énormes. |
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Le Bengladesh est la première grande victime actuelle du changement
climatique. Déjà plus de 1000 personnes par jour évacuent leurs villages
en tentant de se réfugier vers l'Inde qui ferme ses frontières en ne
sachant que faire de ces réfugiés climatiques.
Les localisations de zones froides et chaudes vont donc être perturbées et
les cycles thermiques entre ces zones vont se modifier voire s'arrêter.
Par voie de conséquence les zones d'évaporation d'eau au dessus des
océans et les zones de condensation par les pluies vont être changées.
Les cours d'eau (torrents, rivières et fleuves) vont s'arrêter ou
diminuer, d'autres vont apparaître.
Le climat lié à l'ensoleillement et la pluviométrie va donc changer en entraînant
des modifications sur la végétation et les écosystèmes liés à cette végétation. |
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Plus les espèces concernées sont évoluées et plus elles sont sensibles
aux modifications d'environnement.
La rapidité du changement climatique sera inévitablement fatale a des
quantités considérables d'espèces qui n'auront pas les moyens de
s'adapter.
La chaîne alimentaire entre espèces va également provoquer la
disparitions d'espèces qui se nourrissaient des espèces disparues
provoquant ainsi un effet "domino".
Il y a actuellement plus de 16000 espèces menacées
de disparition ce
qui représente un tiers des amphibiens et un quart des espèces terrestres.
Prés de 800 espèces sont officiellement disparues pour des causes
directement liée à l'activité humaine. Ces disparitions ne sont pas
encore l'effet des modifications climatiques mais simplement de la
croissance de la population humaine!
Ce taux de disparition est 10000 fois supérieur aux évolutions naturelles
des espèces.
Ce phénomène a pris une telle ampleur que le monde scientifique commence
à évoquer le début de la 6 éme extinction
massive de la vie
Par exemple le corail, qui abrite 90% de la biodiversité marine, est en
train de disparaître du fait de l'augmentation de la température des
océans et le l'acidité des eaux liées à l'augmentation du taux de CO2.
Actuellement 50% des récif coralliens sont abîmés ou mort.
Les conséquences sont incalculables car l'impact de la disparition des espèces
marines va réduire notre nourriture disponible, mais aussi une
baisse d'activité économique directe sur plus de 500 millions de personnes
qui aura des répercussions sur la stabilité sociale à l'échelle
mondiale.
Le problème qui va se poser avant même l'épuisement des énergies
disponibles va donc être l'échauffement trop rapide et important de la planète par les émissions de CO2 et
méthane sans que l'écosystème puisse s'adapter. |
