Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les combustibles fossiles ont fourni à l'humanité de l'énergie bon marché et concentrée qui a permis d'atteindre, pour la majorité des habitants, un niveau de vie encore jamais égalé dans le passé. Ces richesses fossiles sont toutefois finies, et leur utilisation massive rejette du gaz carbonique (CO2) qui contribue à accroître l'effet de serre avec des implications négatives pour le climat. L'humanité est confrontée aujourd'hui à un défi énergétique qui consiste, d'une part à réduire ses émissions de CO2, et d'autre part à substituer progressivement les combustibles fossiles par d'autres sources d'énergie non émettrices de gaz à effet de serre. Pour répondre à ce défi, il va falloir accroître la contribution des énergies décarbonées (renouvelables et nucléaires) mais surtout être plus sobre et utiliser plus efficacement l'énergie. Les différentes sources d'énergie, leurs applications et les perspectives sont brièvement introduites dans cet article.
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Christian NGÔ : Edmonium Conseil
INTRODUCTION
L'énergie est indispensable au développement économique. Les civilisations modernes se sont développées depuis environ deux siècles grâce aux combustibles fossiles qui ont permis de disposer de sources d'énergie concentrées et peu chères. Ils couvrent environ 80 % des besoins énergétiques mondiaux mais sont en quantité finie. De plus, l'utilisation des combustibles fossiles rejette du gaz carbonique ce qui augmente l'effet de serre. Le défi énergétique auquel l'humanité est confrontée aujourd'hui dans le domaine énergétique est de réduire les émissions de CO2 et, progressivement, de substituer les combustibles fossiles par d'autres sources d'énergie n'émettant pas de CO2 (dites décarbonées). Pour répondre à ce défi, il faut faire des économies d'énergie, utiliser des dispositifs plus efficaces et utiliser à grande échelle des sources d'énergies décarbonées (renouvelables et nucléaire). Les principaux usages de l'énergie sont, par ordre de consommation décroissante, la production d'énergie thermique, les transports et l'électricité.
L'électricité est produite, au niveau mondial, majoritairement avec du charbon mais ce vecteur énergétique peut néanmoins être généré pratiquement à partir de toutes les sources d'énergie, notamment les sources décarbonées. En revanche, les transports dépendent presque entièrement du pétrole. Pour ce qui est de la chaleur ou du froid, on pourrait, dans le principe, se passer dans le futur de combustibles fossiles.
Le stockage de l'énergie est le point faible de la filière énergétique et de gros progrès restent à faire dans ce domaine qui est notamment essentiel pour exploiter les sources d'énergie intermittentes. L'habitat et les transports consomment une bonne part de l'énergie mondiale. Des gains importants en matière d'énergie sont possibles dans l'habitat. Par contre, pour les transports, le problème est plus difficile. L'hydrogène, vecteur énergétique sur lequel beaucoup pariaient à court terme pour les transports, sera surtout utile pour fabriquer des carburants liquides et pour la pétrochimie. Il faut aussi noter que la quantité d'énergie que peut délivrer une source n'est pas le seul paramètre important et que l'on a parfois aussi besoin de grandes puissances dans certaines applications industrielles, fortes puissances continues que beaucoup de sources renouvelables sont incapables de fournir.
Dans ce dossier, un panorama du domaine énergétique introduit les nombreux dossiers des techniques de l'ingénieur relatifs à ce sujet.
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- Version courante de avr. 2017 par Christian NGÔ
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Toujours plus d'énergies renouvelables6. Le défi énergétique
Comme cela a été mis en évidence ci-dessus, nous sommes confrontés aujourd'hui à un défi énergétique qui a deux volets avec des échelles de temps différentes pour répondre à deux contraintes de nature différente.
La première est la possibilité d'un changement climatique important dû à l'émission de gaz à effet de serre provenant des activités humaines. Il faut donc rapidement réduire les émissions de CO2 en ayant de plus en plus recours à des sources d'énergie décarbonées, c'est-à-dire qui n'en n'émettent pas en fonctionnement. Pour le moment, ces sources se réduisent à l'énergie nucléaire et aux énergies renouvelables. Ces dernières ont aujourd'hui une contribution mineure au bilan énergétique. Une autre solution consiste en la capture et le stockage de CO2 dans des installations centralisées utilisant des combustibles fossiles. Cette solution est à l'étude et quelques démonstrateurs en vrai grandeur existent mais cela restera quantitativement marginal car il faudrait, pour simplement stocker une dizaine de pour cents des émissions en surplus par rapport à ce que la nature peut absorber, être capable de construire environ 1 400 centrales de capture et de stockage de CO2 d'une capacité de 1 Mt de CO2/an. Capturer et stocker quelques pour cents du CO2 mondial émis à l'horizon 2050 serait déjà un succès mais c'est insuffisant pour résoudre le problème des émissions auquel nous sommes confronté à l'échelle de la planète.
La deuxième contrainte vient du fait que l'économie mondiale repose en grande partie sur les combustibles fossiles qui sont épuisables. À la fin du siècle, le pétrole et le gaz seront plus rares puis ce sera plus tard le tour du charbon. Il faut donc progressivement apprendre à se passer des combustibles fossiles mais l'échelle de temps pour le faire est plus longue que celle liée à la problématique de l'augmentation de l'effet de serre.
Compte tenu de ces deux contraintes, le défi énergétique du XXI e siècle a deux volets :
-
réduire les émissions de CO2 ;
-
remplacer progressivement les énergies fossiles par des sources d'énergie décarbonées.
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Le défi énergétique
BIBLIOGRAPHIE
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SAFA (H.) - Le nucléaire, quel intérêt pour la...
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