Politique énergétique : quelques données
de base
Énergie nucléaire
Énergie éolienne
Énergie solaire
Les biocarburants
Le bois
Les autres biomasses
Prospective globale
Conséquences possibles de la future crise de
l'énergie
Retour à la traction animale ?
Régression ou évolution ?
Les chercheurs trouveront-ils d'autres solutions ?
Commentaires par Dominique Dron
Bibliographie
Une politique énergétique ne saurait se concevoir sans celle
de l'aménagement du territoire, en particulier de ses composantes
transports, production des denrées périssables et habitat.
De Gaulle avait évoqué l'Europe de Brest à Vladivostok,
et la France de Dunkerque à Tamanrasset. Il serait logique de reprendre
cette formule, en l'élargissant à la région
paléarctique. Selon les options retenues, cet ensemble aura entre
un et trois milliards d'habitants.
La présente politique des transports est suicidaire, embouteillant
les villes, contribuant massivement à l'effet de serre, et n'ayant
de justification économique qu'à condition de ne faire payer
ni le coût réel des infrastructures et de leur
détérioration, ni les coûts sociaux et environnementaux.
Mettre en place un système alternatif performant, basé sur
le rail, les canaux, les tramways, le métro et des véhicules
à piles à combustible (hydrogène) demandera au moins
un demi-siècle et d'énormes investissements en énergie.
Une telle réorientation condamne les flux tendus, la production de
denrées périssables à des centaines de kilomètres
des consommateurs, les supermarchés à la périphérie
des villes, l'emploi d'un véhicule privé pour emmener un enfant
à l'école, et bien d'autres facilités que nous tenons
pour acquises. Elle nécessitera des mesures très
impopulaires.
La libéralisation du marché de l'énergie doit en outre
se faire dans le respect des engagements pris par la France et la
Communauté pour réduire la production de gaz à effet
de serre. Dans ce contexte, la France est dans une situation
privilégiée car son énergie nucléaire est bon
marché.
À court terme, sortir du nucléaire serait facile : la France
doublerait simplement sa production de gaz à effet de serre et doublerait
ou triplerait le coût du kWh.
À long terme la situation est mauvaise. L'autonomie
énergétique de la France métropolitaine n'est que de
5%. Pour faire de la prospective, le plus facile paraît être
de procéder par une série de projections
mono-énergétiques.
Avec les plus récentes de nos centrales nucléaires, 180 unités assureraient le remplacement des autres énergies fossiles. Au niveau paléarctique, ce taux de 3 unités par million d'habitants représenterait entre 3 000 et 9 000 unités, ce que les réserves d'uranium fissile ne permettent pas ; il faudrait alors adopter la surgénération ou passer de l'uranium au thorium. Si, toutefois, cette option était retenue maintenant au niveau national, il serait facile d'acheter à bas prix assez d'uranium fissile pour subvenir pendant plusieurs siècles aux besoins de la France.
Avec des éoliennes high tech situées dans notre gisement de vent, 600 000 éoliennes, occupant entre 40 000 et 60 000 km2, assureraient ce remplacement. Ceci est physiquement impossible, ces éoliennes ne pouvant être situées ni à proximité des habitations, ni sur des sols instables, et entraînant une quasi-stérilisation économique des sols concernés du fait de la construction de voies de service, de la pose de câbles électriques souterrains, etc. La mise en œuvre des éoliennes sur des sites moins favorables ferait passer le nombre requis à au moins 1 200 000, occupant entre 80 000 et 120 000 km2 (14 à 22% du territoire). Une telle hypothèse de travail est d'autant moins crédible qu'elle suppose un rendement énergétique net de 100% (omettant les coûts énergétiques de construction, de gestion courante et de démolition en fin de vie) et ne tient pas compte des pertes résultant des dispositifs de stockage de l'électricité en période de surproduction. Au niveau paléarctique, ce taux de 10 à 20 000 éoliennes par million d'habitants représenterait un parc de 10 à 60 000 000 d'éoliennes occupant entre 1 et 6 millions de km2.
Avec les meilleures cellules photovoltaïques du marché situées dans notre gisement solaire, ce remplacement serait possible avec environ 1 500 km2 de panneaux solaires, en assumant un rendement énergétique net de 100%, excluant tant les coûts énergétiques de fabrication, mise en place, entretien et destruction en fin de vie que ceux de stockage de l'électricité pour couvrir les besoins des périodes sans soleil. Notre gisement solaire étant limité, ce sont probablement 3 à 6 000 km2 de panneaux solaires qui seraient nécessaires, soit la surface de toits exploitables de 60 à 120 millions de maisons individuelles. Une extrapolation au niveau paléarctique ne paraît pas nécessaire.
Dans les conditions d'utilisation présentement retenues pour les additions à l'essence et au gazole, les biocarburants ont un rendement énergétique net inférieur à 0,3 tep/ha (tonne équivalent pétrole par hectare). Remplacer ainsi les énergies fossiles conventionnelles exigerait la mise en culture (essentiellement en colza) d'environ 8 millions de km2. L'utilisation des huiles végétales brutes de presse pourrait réduire ces emblavements à 4 millions de km2. Une extrapolation au niveau paléarctique ne paraît pas nécessaire.
Le bois de feu est souvent présenté comme une énergie renouvelable nationale sous-utilisée bien que nul ne paraisse capable de donner son rendement énergétique net, tenant compte des coûts énergétiques de plantation, gestion, abattage, débardage, transport, séchage, plaquettage et évacuation des cendres. Dans un monde sans carbochimie ni pétrochimie, la pyrolyse du bois, suivie de l'exploitation énergétique du charbon de bois, s'imposera, sans rien changer à la balance énergétique. Les pessimistes misent sur une balance énergétique nulle (les optimistes sur un faible rendement net à l'hectare) : en étant très optimiste, et en acceptant un rendement net identique à celui de l'huile de colza brute de presse, on arriverait à 0,6 tep/ha/an. Notre pays possède de vastes superficies boisées, de caractéristiques très inégales. Bien des forêts sèches produisent trop peu par an pour être prises en considération ; beaucoup des forêts de montagnes, vitales écologiquement, sont trop difficiles d'accès pour avoir une valeur énergétique ; quelques forêts sont essentielles pour produire du bois d'œuvre dont seuls les résidus pourraient être brûlés. Il parait raisonnable de tabler sur 60 000 km2 de bois de feu produisant ainsi 0,8% de notre présente consommation d'énergie. Une extrapolation au niveau paléarctique ne paraît pas nécessaire.
Les autres biomasses solides et liquides, ordures ménagères, résidus agricoles et industriels doivent être traités pour des raisons écologiques et sanitaires, mais leur production énergétique nette ne saurait être que négative, avec beaucoup de coûts énergétiques de gestion pour peu de production. Une extrapolation au niveau paléarctique ne paraît pas nécessaire.
Si on résume ce qui précède, hors énergie nucléaire, l'hydroélectricité assurera 5% de notre présente consommation, les éoliennes 10%, les cellules photovoltaïques 5%, les biocarburants liquides moins d'1%, les biocarburants solides moins d'1% ; au total, moins de 21%. Ces données supposent résolus de délicats problèmes politiques, comme l'expropriation des sols destinés à recevoir les éoliennes, l'imposition de panneaux photovoltaïques non rentables sur des parcelles privées et une improbable stabilité de notre climat. Arriver à produire, dans 50 ans, 20% de notre présente consommation d'énergie sera bien difficile. La France métropolitaine est dans une situation agronomique et climatique privilégiée. Le reste de l'Eurasie fera moins bien. La vision qui précède ne tient pas compte des incertitudes découlant de l'effet de serre qui ne cessera de croître qu'après la consommation du dernier gramme de charbon, de gaz naturel et de pétrole.
[R] Conséquences possibles de la future crise de l'énergie
Notre mode de vie est basé sur une énergie abondante et bon marché et des dérivés du charbon et du pétrole. Les gisements de charbon, gaz naturel, pétrole et uranium fissile sont raisonnablement bien connus ; dans un monde stable, ils seraient épuisés dans un siècle. Or, la population mondiale va passer de 6 à 9 ou 10 milliards d'habitants. Les pays en développement tentent d'améliorer leur niveau de vie, tandis que les pays développés souhaitent conserver le leur. La demande mondiale d'énergie va passer de 11 milliards de tep par an à une trentaine et la disparition commerciale des énergies fossiles se situera dans quelques décennies. Pendant ces décennies, les émissions annuelles de gaz à effet de serre vont doubler, avec des conséquences encore incertaines sur la disponibilité mondiale d'eau douce, la production agricole et celle d'hydroélectricité. La prospective du Commissariat général au Plan s'arrête à 2020 et celle de nos élus Verts à 2031, peu avant la crise. Le calendrier de cette crise dépend de nombreuses variables, dont l'impact du SIDA sur la démographie mondiale, mais ses implications, à 10 ou 20 ans près, seront les mêmes : raréfaction et prix croissants des énergies fossiles obligeant à développer une civilisation hypoénergétique et à trouver des substituts à tous les dérivés de ces énergies fossiles, dont les revêtements routiers. Deux nouvelles énergies renouvelables sont prometteuses, l'éolienne et la solaire, produisant surtout de l'électricité. Les biocarburants liquides (alcools, huiles) et solides (bois, paille) ont un faible potentiel, avec un rendement net inférieur à 0,3 tep/ha, leur production entrant en compétition avec les volumes et surfaces d'eau douce et de terres arables requis pour nourrir des milliards d'êtres humains, une utilisation directe des alcools et huiles végétales par les moteurs, techniquement possible, pourrait doubler ce rendement net. Les modélisations les plus récentes des implications de l'effet de serre ont des mailles très larges permettant seulement de prédire que la France métropolitaine aura dans quelques décennies un climat méditerranéen. Un retour à la situation antérieure prendra des siècles, ralentissant ainsi l'entrée de la Terre dans son prochain cycle glaciaire. Notre présent degré d'autonomie énergétique (hydroélectrique) est de 5% sans amélioration possible, tous les sites rentables étant exploités. Des économies d'énergie sont réalisables, au prix de lourds investissements énergétiques étalés sur des décennies. Environ 20% du territoire métropolitain (plus dans les DOM?TOM) se prête à une'exploitation éolienne et solaire, dont la rentabilité énergétique nette reste à évaluer, ainsi que le potentiel agronomique résiduel de la dizaine de milliers de km2 occupés par les éoliennes. La pyrolyse de la biomasse pourra produire certaines des molécules nobles disparues avec le gaz naturel, le pétrole et le charbon ; la recherche dans ce domaine vient de commencer. Le charbon de bois peut alimenter des centrales locales chaleur/énergie, produire du gaz de ville, mouvoir des véhicules à gazogène et assurer le chauffage domestique. La fermentation de résidus cellulosiques produit du méthane transformable en méthanol utilisable par des piles à combustible embarquées.
[R] Retour à la traction animale ?
Sauf catastrophe climatique, pour maintenir le statu quo en France, la disparition des énergies fossiles nécessitera de faire appel à d'autres sources pour obtenir 230 millions de tep. Le seul remplacement des carburants destinés aux véhicules terrestres, aux bateaux et aux aéronefs demanderait 1 à 2 millions de km2 de colza et de tournesol, alors qu'il sera difficile de mobiliser plus de 60 000 km2 dans ce but. Une réduction de la consommation de carburants à 3 à 6% de la présente demande paraît inévitable. On doit toutefois noter que la production des biocarburants est associée à celle de sous-produits d'une valeur énergétique moindre mais constituant d'excellents aliments pour les animaux de trait. Les travaux des champs, les transports à courte distance, le débardage du bois en forêt et autres besoins similaires pourront ainsi être en partie assurés par la traction animale. II restera à trouver près de 220 millions de tep pour assurer le reste des besoins énergétiques du pays. Il parait peu probable d'obtenir cela avec des panneaux solaires et des batteries d'éoliennes mais, ces dernières étant au point, il faudrait sans délai exploiter leur potentiel en équipant chaque année 4 à 5 000 des 110 000 km2 du " gisement de vent " français. II faudrait aussi commencer à évaluer à grande échelle les panneaux solaires, tant thermiques que photovoltaïques, et les fermenteurs de biomasse, dans le contexte des exploitations agricoles et des réseaux de services ruraux.
La France devra probablement opérer avec environ 20% de sa présente
consommation d'énergie, dont la majeure partie sera vouée à
des activités essentielles : production agricole et sylvicole, industrie,
réseaux de communications, santé, enseignement, recherche,
protection civile, administration générale, quelques transports
routiers lourds, aériens et maritimes vitaux. Une minime fraction
restera disponible au niveau des individus qui devront vivre sans ascenseurs,
sans climatisation, souvent sans chauffage, sans véhicules privés,
avec un équipement électroménager modeste et une
chaîne de froid minimale. Chacun devra résider à
proximité de son lieu de travail. La production des denrées
périssables devra être assurée au plus près du
consommateur et les résidus organiques recyclés sur place.
Animaux de trait et ouvriers remplaceront la mécanisation agricole.
Les protéines animales, si coûteuses à produire, seront
remplacées par celles des légumineuses, du colza et du tournesol.
Les agglomérations urbaines deviendront d'autant plus difficiles à
gérer qu'elles auront plus de besoins énergétiques et
moins de panneaux solaires et d'éoliennes pour les satisfaire. Les
supermarchés périphériques, inaccessibles, laisseront
place aux commerces de proximité. Les cycles de production à
flux tendus disparaîtront.
Tout sol exploitable devra être exploité. Ces sols produiront
du bois d'œuvre, du bois à pyrolyse (traité comme une
culture pluriannuelle), la nourriture des habitants, des fibres textiles,
les cultures destinées à la production des biocarburants liquides,
et les cultures et prairies destinées aux animaux domestiques. La
pêche hauturière devra être remplacée par l'aquaculture
continentale et littorale. Les incertitudes climatiques devront être
préparées en retrouvant et favorisant les races animales et
variétés végétales rustiques tombées en
désuétude. De nombreux métiers en voie de disparition
devront être réappris, berger, bouvier, bûcheron, cantonnier,
charretier, cordonnier, forgeron, maréchal-ferrant, scieur en long,
etc. Tous les systèmes de production devront être
évalués pour optimiser le rendement énergétique
des intrants, l'approche retenue correspondant au meilleur rendement pour
la moindre quantité d'énergie consommée. Les grandes
exploitations à production intensive, agricole, avicole et porcine
pourraient bien disparaître. Ce qui précède ne sera possible
qu'au prix d'une modification drastique de l'aménagement du territoire
et de la politique agricole communautaire, avec adoption probable des mesures
proposées par Mac Sharry en 1991.
[R] Les chercheurs trouveront-ils d'autres solutions ?
Les chercheurs auront beaucoup à faire. Le présent rendement de l'énergie solaire atteignant le sol terrestre est ridiculement faible ; des micro- et macro-organismes génétiquement modifiés pourraient l'accroître. L'extension de notre présent réseau de centrales nucléaires ne constitue pas une solution crédible, sauf recours systématique à la surgénération, puis la mise au point de la filière thorium, car les réserves connues et escomptées d'uranium fissile ne sauraient subvenir plus de quelques dizaines d'années aux besoins des pays développés après la disparition des énergies fossiles conventionnelles. Mais, si la filière thorium tient ses promesses, une énergie électrique abondante alimentant l'industrie, les services publics, les chaînes du froid, les immeubles et maisons, les transports collectifs de proximité, et produisant l'hydrogène alimentant des piles à combustible embarquées, pourrait redonner vie au transport automobile, public comme privé. Des progrès rapides dans ces domaines pourraient permettre de maintenir pendant quelques siècles l'essentiel d'une civilisation qui nous est chère. Les animateurs de notre vie politique nationale ont des décisions majeures à prendre à très court terme pour préparer la France à la disparition du gaz naturel et du pétrole ; demain, il sera trop tard. Il ne faut pas oublier qu'un développement durable est impossible, les ressources de la Terre ne le permettant pas. Tout ce que les pays développés peuvent espérer, c'est un sous-développement raisonné. Les agronomes français sauront-ils relever ce défi ?
Article repris, avec l'aimable autorisation de la revue
Ingénieurs de la vie, n° 455, sous ce chapô : "
Notre camarade Jacques Hamon a souhaité nous faire part de ses idées
et de renseignements recueillis lors de récents colloques concernant
les conséquences possibles de la crise de l'énergie
prévisible à moyen terme. "
Pour notre part, nous avons demandé à notre collègue
Dominique Dron d'écrire sa façon de voir et ses réactions
à l'article de Jacques Hamon, selon une formule en vigueur dans d'autres
publications et que le Courrier de l'environnement applique ici à
titre expérimental…
J'ai lu avec beaucoup d'intérêt l'article de J. Hamon. Comme
trop peu d'intervenants dans le débat énergétique actuel,
il pose quelques ordres de grandeur quant aux sources d'énergie
disponibles à l'avenir de façon réaliste, pour peu que
l'on veuille effectivement tenter d'éviter le pire : en premier lieu,
les crises dures d'approvisionnement pétrolier pour des civilisations
qui en sont très dépendantes, crises dont les ressorts sont
et seront au moins autant géopolitiques qu'arithmétiques, et
dont, comme d'habitude, les plus démunis de toutes latitudes souffriront
le plus ; mais surtout les conséquences brutales et irréversibles
à notre échelle d'un dérèglement climatique en
cours qu'aggraverait une persistante négligence. Non, il ne suffira
pas d'attendre que des énergies " propres " et décentralisées
remplacent tep à tep les combustibles fossiles concentrés en
quelques points de la planète dans nos organisations
socio-économiques et pour nos réalisations techniques ; il
faudra aussi construire une vie humaine beaucoup plus économe, au
total et par individu, spécifiquement par individu occidental.
Jacques Hamon estime ainsi qu'une base réaliste de réflexion,
pour la France, serait de tabler sur 20% de notre consommation
énergétique actuelle. Cet ordre de grandeur correspond aux
évaluations du GIEC (Groupe intergouvernemental d'experts sur
l'évolution du climat) et de la Direction Environnement de l'OCDE,
sur une base exclusivement climatique : pour contenir le dérèglement
du climat, problème dans lequel la rapidité des mesures compte
autant que leur ampleur, il s'agit de diminuer de moitié les
émissions de gaz à effet de serre de l'humanité en 2030
par rapport à 1990. Cela signifie, selon l'OCDE, de diviser par 5
celles de ses États membres, afin de laisser une marge équitable
aux pays en développement (1).
L'horizon est celui d'une convergence à long terme des émissions
de gaz à effet de serre par être humain dans un souci climatique,
des consommations énergétiques individuelles dans une perspective
éthique. Nos organisations de la vie quotidienne, des productions,
des échanges, des rapports entre main-d'œuvre et capital, etc.
en seront bouleversées et l'article en propose quelques images rendant
obsolètes ces " facilités que nous tenons pour acquises ".
Nous devons y penser aujourd'hui, sans nous contenter, comme le souligne
Jacques Hamon, des prospectives à 2020 s'interrompant lorsque
commenceraient les tensions prévisibles. Le choc mental est
salutaire.
Néanmoins, quelques caractères ou passages de l'article m'ont
laissée sur ma faim, voire étonnée. La réflexion
présentée ne semble trouver de marges de manœuvre pour
ce défi planétaire que dans l'offre énergétique
: quelles sources, combien, comment, et tout en prévoyant " d'optimiser
le rendement énergétique des intrants " dans les systèmes
de production, expédie les gisements d'économie d'énergie
en une phrase parfaitement rebutante : " des économies d'énergie
sont réalisables au prix de lourds investissements
énergétiques étalés sur des décennies
". Sauf à avoir mal compris l'intention de l'auteur, c'est, me
semble-t-il, faire peu de cas des travaux inspirés par le " facteur
4 ", " facteur 10 ", c'est-à-dire l'amélioration dans cet ordre
de grandeur des efficacités énergétiques des objets
et des organisations. Pour ne donner qu'un exemple, le Japon a
présenté l'an dernier à l'OCDE une liste éloquente
de progrès de cet ordre envisagés à court terme pour
des procédés et des biens de consommation courante. L'avenir
me paraît donc moins fermé dans ce registre que ce qui pourrait
se dégager de la lecture de l'article.
Un deuxième point m'interpelle, qui, peut-être, découle
du précédent : aucune situation intermédiaire ne semble
possible entre l'abondance et la contrainte aux airs de rationnement de guerre
que provoquerait la " civilisation hypoénergétique ". Sans
doute n'est-ce qu'affaire de style et de choix des images, mais je craindrais
que du coup ne s'y ranime là cette angoisse ancestrale de l'incertitude
dont Daniel Quinn (1997) montre combien elle conditionne à la racine
le comportement des Occidentaux par rapport à la nature. Or l'abondance
énergétique coûte que coûte n'est pas viable, pour
autant que l'on puisse en juger aujourd'hui.
Une troisième interrogation surgit du dernier paragraphe, de l'appel
aux chercheurs pour trouver d'autres ressources énergétiques.
Cet appel vient logiquement après les deux pièces
précédentes du raisonnement : si les économies possibles
sont limitées et si la contrainte énergétique réveille
des peurs profondes, alors il faut trouver d'autres gisements à exploiter.
Et plus la peur monte, plus l'inconnu séduit, plus la démiurgie
fascine. En lisant " le rendement de l'énergie solaire atteignant
le sol terrestre est ridiculement faible ; des micro- et macro-organismes
génétiquement modifiés pourraient l'accroître
", j'en imagine les effets biologiques irréversibles, non
maîtrisables, qui ne seraient bien sûr pas étudiés
ou peu pris en compte (" cas d'urgence ! " " compétitivité
internationale ! "), rémanents à l'échelle des
millénaires, et déclenchés pour passer un cap qui sera
peut-être de deux siècles…
Que l'auteur me pardonne si j'ai forcé sa pensée en reliant
ces trois points de son excellent article, et lui ai de ce fait attribué
à tort le raisonnement précédent. Celui-ci n'en reste
pas moins présent et fortement exprimé : nous l'avons tous
rencontré un jour !
[R]
Note
(1) Pour ce genre d'estimations dérangeantes, on peut aussi consulter le site www.manicore.com [VU]
Quinn D., 1997. Ishmael. Éd. Du Séraphin, Paris, 348 p.