Histoire de l’énergie

Pour bien comprendre les enjeux liés à l’énergie, il faut commencer par faire les bons rapprochements. Ceci passe par l’analyse de l’Histoire, et plus particulièrement de l’Histoire de l’énergie.

I – Le Soleil (Big Bang + millions d’années)

Source d’énergie primaire par un phénomène de fusion thermonucléaire issue de l’affaissement de la gravité en son cœur, le soleil est une source d’énergie non renouvelable (dans le sens ou il finira un jour de se consumer). La proximité de la Terre avec cet astre à donné naissance à la vie. Le soleil est la principale source d’énergie pour les espèces vivantes et premier responsable de leur développement. Les peuples premiers, manquant de connaissances mais cherchant néanmoins à expliquer leurs origines, associaient logiquement le soleil au créateur de la vie sur Terre (Parfois épaulé par les étoiles selon les mythes).

II – Le Feu (- 350 000 av JC)

Le feu

Le feu

L’espèce humaine a survécu, et a réussi à s’imposer comme espèce dominante, à partir du jour où elle a maitrisé le feu. Source d’énergie primaire, portable et quasi illimité, elle lui permis d’éloigner les prédateurs, de varier son alimentation et de survivre face au caprices du climat. Chassant et cueillant le jour, le feu permit aux premiers hommes de prolonger la durée de leurs journées, leur apportant confort, sécurité et chaleur.Il est logique de supposer que les premiers hommes peignaient les murs de leur grotte la nuit au coin du feu, ou ils se regroupaient pour se protéger des prédateurs.

Cette découverte offrit l’opportunité à l’homme de se développer et de prospérer pendant des milliers d’années. Elle lui a également donné accès à une multitude de découvertes nécessitant son utilisation (cuisine, agriculture, élevage, outils, armes, forge, construction etc…). L’amenant progressivement vers l’écriture (Mésopotamie, -3500 av JC), l’imprimerie (Chine : 650 – Europe : 1451 par Gutenberg) puis vers la bourse (1409, Bruges). A cette époque (1400), on estime le nombre d’individus sur la planète à environ 400 millions.

« Le lien entre la capacité de l’homme à transmettre son savoir et la vitesse de son évolution est un élément clef. » AM

III – Le charbon (1700)

Charbon

Charbon

Utilisé par les chinois pour chauffer leurs maisons en 500, son exploitation intensive en Europe intervient après la première ère industrielle ( XVIII siècle ) et l’invention du train. Cette ressource naturelle et non renouvelable permet à l’homme de se déplacer plus vite et à moindre frais qu’avec le cheval. Il l’utilisera afin d’accroitre ses échanges commerciaux, d’augmenter ses capacités de production et de développer son économie, lui permettant de prospérer.

La population mondiale passe de 800 millions d’individus en 1700, à environ 1,5 milliards en 1850 (x2 en 150 ans).

IV – Le pétrole (1850)

Puit de pétrole (Derrick)

Puits de pétrole (Derrick)

Source d’énergie naturelle mais épuisable, le pétrole (où or noir) permet la deuxième révolution industrielle de 1850. Il améliore considérablement notre niveau de vie, notamment avec l’invention du moteur à explosion et l’utilisation de ses produits dérivés (essence, produits chimiques, plastiques, médicaments, engrais, pesticides, textiles, etc…).

A une vitesse jamais envisagée jusqu’alors, l’homme se met à bâtir, à se déplacer, à exploiter les ressources naturelles, à cultiver et à produire énormément et à moindre frais. Il est dit qu’un litre de pétrole correspond au travail de 150 hommes pendant 24h (énergie = travail). A noter que l’esclavage sera aboli aux USA au début de cette période (1865)… Vers les années 1960, l’industrie du pétrole (industrie pétrochimique) permet la révolution verte (pesticides, engrais, machines) entrainant une intensification de la production alimentaire et un exode rural massif.

Cette révolution industrielle permit le développement rapide de la bourse, entraînés par les besoins importants en capitaux pour financer l’industrie et les transports. En l’espace d’un siècle, l’or noir permet à l’homme de faire un bond en avant magistral dans son confort .

La population mondiale passe de 1,5 milliards en 1850, à 2,5 milliards en 1950 (x2 en 100 ans).

V – L’électricité (1870)

Transformateur de courant haute tension

Transformateur de courant haute tension

On considère ici l’électricité à partir de l’invention de l’ampoule (1868 par Thomas Edison). Sa première application sera de communiquer (télégraphe électrique par Ampère en 1820 – téléphone par Graham Bell en 1870), puis de s’éclairer (ampoules électriques par Edison en 1879 – premières centrales à charbon/pétrole puis hydroélectrique). Après la grande guerre, les travaux d’Einstein permettent l’utilisation civile de l’énergie nucléaire. Ceci donna lieu à un bond en avant des découvertes scientifiques liés à l’informatique et à la technologie. La contribution majeure de l’électricité à l’activité humaine a été d’étendre les réseaux de communication et de permettre un partage efficace du savoir (internet). En 1971, à la suite du premier choc pétrolier, la bourse est entièrement informatisée.

Indépendamment de ces observations, la population mondiale passe de 2,5 milliards en 1950, à environ 7 milliards aujourd’hui (x2,5 en 70 ans)…

VI – Les énergies dites « Renouvelables »

Panneaux solaires

Panneaux solaires

L’électricité est, à l’heure actuelle, la seule source d’énergie pouvant être produite de manière dite « renouvelable », bien que ce terme soit soumis à controverses en raison d’un bilan énergétique négatif (éoliennes, panneaux solaires). Concrètement, cela signifie qu’il faut plus d’énergie (pétrole, charbon) pour les fabriquer, les transporter, les installer et les recycler que la quantité d’énergie qui sera produite au cours de leur durée de vie. L’hydraulique reste une alternative fiable si on ne prend pas en considération l’impact écologique. Néanmoins, les sites favorables a la construction de barrages sont déjà quasiment tous exploités.

L’électricité à travers le monde étant aujourd’hui en grande partie issue de la combustion du pétrole, du charbon et du gaz, il est donc important de raisonner en terme de bilan (P/C/G(/N) : Pétrole/Charbon/Gaz(/Nucléaire)):

P/C/G(/N) + « Pertes » + « Déchets » = Électricité 

Pour les énergies renouvelables, même constat (à l’heure actuelle) :

P/G/C + MP –> Panneaux solaire/éolienne + « Pertes » + « Déchets »

MP : matière première (Principalement silice pour panneaux solaires et acier pour éoliennes)

Les « Pertes » (pertes d’énergie par conversion et transport ~20 à 50%) sont tolérées en raison de l’usage qui est fait de l’électricité (appareils électriques/éclairage). L’usage direct du pétrole ou du charbon pour s’éclairer et faire marcher les appareils ménagers est possible mais s’avère plus contraignant au quotidien (pollution, bruit, taille…).

Les « Déchets » sont liés à la matière première :  CO2 et résidus polluants issus de la combustion du pétrole, du charbon ou du gaz et déchets radioactifs pour le nucléaire (On rappelle qu’il faut aussi du pétrole pour extraire, purifier, transporter et traiter l’uranium….).

Origine de la production électrique mondiale (AIE : Agence Internationale de l’Énergie)

Origine de la production électrique mondiale (AIE : Agence Internationale de l’Énergie)

Nous pourrions aussi parler de l’irréaliste histoire des carburants à base d’algues qui à un EROI faible, où la géothermie qui ne doit pas être envisagée comme une solution à grande échelle pour du long terme.

VII – Pour résumer

On peut facilement faire le lien entre notre évolution, notre maitrise des énergies, et notre capacité à transmettre notre savoir. En regroupant ce qu’on vient de voir avec l’évolution de la population mondiale, on obtient le graphique suivant :

Évolution de la population mondiale au cours du temps (source ONU)

Évolution de la population mondiale au cours du temps (source ONU)

Finalement on retiendra que l’homme prospère son degré de connaissances sur :

1 –   Sa maitrise et gestion de sa consommation/utilisation d’eau ;

2 –  Sa maitrise, gestion et production d‘énergie selon les sources à sa disposition (soleil, nourriture, ressources naturelles) ;

3 –  Sa maitrise et gestion de ses déchets et de son hygiène.

4 – Ses connaissances : apprendre, savoir utiliser et transmettre son savoir pour améliorer son confort ;

Ces quatre paramètres permettent à la population humaine de croitre. L’Histoire à montré que l’eau et la nourriture permettaient de vivre. Il semblerait que ce soit l’énergie qui nous permette de nous multiplier.

VIII – Conclusion(s)

L’épuisement des ressources naturelles, et en particulier du pétrole (voir pic pétrolier), qui reste à la base de nos besoins en énergie, devient un des enjeux majeurs du XXIeme siècle. La montée en puissance des pays émergents et notamment de la Chine dont les besoins énergétiques explosent, nous poussent à devoir rapidement nous poser des questions sur notre gestion et notre partage des matières premières.

La production de pétrole a atteint un maximum en 1971 aux États-Unis, conformément aux prévisions de Hubbert (Premier choc pétrolier). En 2008, le prix du pétrole a tellement explosé qu’il à fait apparaitre d’énormes lacunes dans le système de crédit Américain. Depuis, l’industrie pétrolière à investit de gros moyens dans des solutions de court terme (gaz de schiste, sables bitumineux du canada) s’avérant peu rentables pour être en mesure d’extraire toujours plus de cet or noir qui maintient l’économie mondiale à flots.

Dans ce contexte, il apparait légitime de se demander quelles seront les conséquences de la baisse inévitable de la production pétrolière sur des économies qui ne demandent qu’a consommer plus… Le fait historique qu’on ne puisse plus répondre à la demande mondiale en pétrole aura certainement un impact sur les prix. Cependant, il faut bien garder à l’esprit qu’un prix plus élevé ne fera pas produire plus de pétrole à moyen terme… La croissance des pays développés risque d’être première impactée. L’enjeu est fort car depuis une cinquantaine d’années, ces mêmes états se sont suffisamment endettés pour faire faillite en cas de chute de leur PIB…

Construire de nouvelles centrales nucléaires pour compenser le manque d’énergie s’avère long, couteux et demande du pétrole. De plus, l’uranium étant une ressource non renouvelable, elle est également soumise à un pic de production d’ici 20 à 30 ans (voir pic de Hubbert) et ne peux pour l’instant pas se substituer au pétrole, notamment dans le cadre du transport. Le charbon reste la seule alternative économiquement viable, mais au prix d’un désastre écologique à grande échelle. Sachez que le monde consomme aujourd’hui 8 fois plus de pétrole qu’en 1950…

En savoir plus ? Cours des Mines Paris sur le pic pétrolier sur ce Blog

La science n’est pas encore en mesure d’apporter des solutions de substitution rentables économiquement et à court terme (<10 ans). D’ici là, la nature nous aura imposé de réduire notre consommation de pétrole de 10% quand on aurait voulu en consommer 15 de plus…

Il s’avère que l’Histoire a démontré que quand un peuple venait à manquer d’une ressource, il allait la chercher directement chez son voisin… On verra si l’avenir donnera raison à cette observation. (voir Actualités sur ce blog)

Today is the Last Day before Tomorrow…

Publicités