Énergies renouvelables : richesse d'hier, espoir de demain

[Tribune] Christian Ngô

Autrefois, les énergies renouvelables étaient la seule source d'énergie que l'Homme savait exploiter. Puis, il y a eu la Révolution industrielle et la consommation de combustibles fossiles a augmenté à un rythme effréné. Néanmoins, comme nous l'explique Christian Ngô, auteur pour Techniques de l'Ingénieur, même lorsqu'on ne s'intéressait plus aux énergies renouvelables, comme au siècle dernier, on en consommait sept fois plus qu'au début du XIX ème siècle.

La richesse moyenne d’un Européen au Moyen-âge ou à l’époque moderne était bien supérieure à celle de ses lointains ancêtres qui étaient déjà heureux lorsqu’ils trouvaient de quoi se nourrir. La société de cette époque exploitait de manière intensive les énergies renouvelables : bois, eau, vent ? Avec des dispositifs ayant un rendement, et une puissance, très faible comparé à ce que l’on sait faire aujourd’hui dans ce domaine. Les besoins énergétiques étaient beaucoup moins importants et la population moins nombreuse (il y avait 2 fois moins d’habitants en France en 1.800 qu’aujourd’hui). Cet accès à l’énergie a néanmoins permis à un Français de doubler en moyenne sa richesse entre 1.400 et 1.800.La pression sur l’environnement était forte puisqu’à la fin de cette époque le bois commençait à manquer (la surface de la forêt française était la moitié de ce qu’elle est aujourd’hui).

Les énergies fossiles et l’industrialisation

L’exploitation du charbon d’abord, puis du pétrole et du gaz naturel, a permis à l’Europe et à d’autres pays de disposer de sources d’énergie concentrées (1 litre de pétrole contient environ 10 kWh alors qu’il faut turbiner 3,6 tonnes d’eau situées à 100 mètres de hauteur pour obtenir la même quantité d’énergie) et peu chère (avec 0,1 € on peut acheter plus d’énergie que ce que peut fournir un travailleur manuel pendant une journée).Grâce à cela la civilisation s’est fortement développée (un français a en moyenne doublé sa richesse en 25 ans dans la deuxième moitié du siècle dernier). Cela a permis à la population mondiale de croître fortement puisqu’on est passé d’environ 1 milliard d’habitants en 1800 à presque 6,8 milliards aujourd’hui.

La figure ci-contre montre, pour quelques dates particulières, la corrélation entre la consommation d’énergie primaire et la population au niveau mondial. Pour l’année 1800, il s’agit d’une estimation.On constate un accroissement considérable de la consommation d’énergie primaire au cours de ces 2 derniers siècles. Si la consommation par habitant était restée la même depuis 1800, on suivrait la droite indiquée sur la figure. On voit que l’écart avec cette droite augmente en fonction du temps ce qui s’est traduit par une augmentation du niveau de vie moyen des habitants sur la terre.

Les énergies renouvelables n’ont pas disparu

Mais les énergies renouvelables n’ont jamais disparu de notre mix énergétique. On serait tenté de croire que notre civilisation a remplacé les énergies renouvelables par les combustibles fossiles qui sont, dans la majorité des cas moins chers et plus concentrés en énergie.En fait il n’en est rien : la consommation de pétrole, de charbon et de gaz s’est ajoutée à celle des énergies renouvelables. En effet, en 1800, il y avait environ 1 milliard d’habitants et l’on estime qu’ils consommaient 0,2 Gtep (Gtep = milliard de tonnes équivalent pétrole) par an. C’était essentiellement de la biomasse. Aujourd’hui, la moitié de la planète (environ 3 milliards d’habitants) utilise la biomasse et les déchets organiques comme énergie principale.

7 fois plus d’énergies renouvelables qu’il y a 700 ans

Cela représente 1,2 Gtep d’énergie primaire par an. En ajoutant les autres énergies renouvelables on reste à un peu moins de 13 % d’énergie primaire totale consommée, ce qui représente un peu plus de 12 Gtep.

Aujourd’hui, 3 fois plus d’habitants qu’en 1800 utilisent les énergies renouvelables comme principale source d’énergie et l’humanité en consomme plus de 7 fois plus qu’il y a 200 ans. Le paradoxe, observable sur la figure ci-contre, est que les pays développés parlent beaucoup d’énergies renouvelables mais basent l’essentiel de leur développement sur les combustibles fossiles alors que les pays en voie de développement rêvent de pétrole mais doivent se contenter de biomasse. La Chine, pays en plein développement, fait proportionnellement mieux en matière de contribution des énergies renouvelables que la plupart des pays occidentaux.

Comme le montre la figure ci-contre à gauche, la consommation d’énergie des pays pauvres, qui utilisent essentiellement les énergies renouvelables est faible (en tonne équivalent pétrole par habitant et par an). Les pays riches consomment beaucoup d’énergie, essentiellement des combustibles fossiles. La consommation moyenne d’un habitant du Bangladesh ou d’Éthiopie est environ celle d’un Européen moyen il y a 2 siècles et l’espérance de vie est à peine supérieure à ce qu’elle était à cette époque.

Rendre les énergies renouvelables compétitives économiquement

Comme les pays pauvres consomment peu, ils émettent aussi peu de CO2 comme on peut le voir sur la figure ci-dessous. Ce sont pour le moment les seuls pays dont les émissions sont inférieures à ce que la nature peut en moyenne absorber, donc les meilleurs élèves de la planète en matière d’émission de gaz à effet de serre.

Il reste de gros efforts de recherche à faire dans le domaine des énergies renouvelables dont beaucoup ne sont encore pas actuellement rentables économiquement (en l’absence de subventions). Cela vient du fait que l’énergie issue de ces sources est très diluée et qu’il est souvent coûteux de les exploiter.Le solaire qui est l’énergie de l’avenir demande en particulier des ruptures technologiques pour en abaisser fortement le coût. Un panneau actuel d’1m2ètre carré vaut environ 1.000 et produit de l’ordre de 100 kWh/an.Avec une durée de vie de l’ordre de 30 ans, cela donne un prix du kWh d’environ 0,35 s’il n’y a pas d’entretien, soit environ 10 fois plus cher que ce que l’on peut produire avec les centrales en service actuellement. On arrivera sans aucun doute à résoudre tous ces problèmes mais il est difficile aujourd’hui de prévoir à quelle échéance.

Source :

Christian Ngô collabore aux rubriques Energies, Chimie/Agroalimentaire et Biotechnologies. Il a fait de la recherche fondamentale en physique nucléaire pendant presque 20 ans à l’Université d’Orsay et au CEA/Saclay. En mai 2008, il a créé Edmonium Conseil. Lire son blog.