Vers un paradigme bas carbone des machines de production d’énergie

Les machines thermiques à combustion interne et leurs nuisances sur la santé et le climat sont désormais massivement contestées à juste titre par nos sociétés malgré leur praticité reconnue d’usage. Il est clair que le désastre climatique qui s’est significativement aggravé dans le monde depuis les années 1980 impose de décarboner les mobilités tout comme les unités de production d’énergie à poste fixe dans le monde. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) et d’autres institutions à vocation climatique et sanitaire alertent régulièrement sur les dangers du tout hydrocarbure et leurs conséquences sur l’évolution continue de l’augmentation de température du globe et des maladies chroniques qui génèrent une surmortalité due la pollution atmosphérique de plus de 40 000 morts estimés par an en France.

Le désordre climatique et sanitaire prégnant est désormais sévèrement bousculé sur les cinq continents par les conséquences de la pandémie Covid19 de 2020 & 2021. Ce bouleversement multifactoriel renforce l’impératif de se questionner objectivement sur la crédibilité, la capacité et la trace pressentie de l’empreinte carbone des nouveaux modèles technologiques, économiques et sanitaires pérennes qui devraient être éligibles à ce paradigme bas carbone en devenir pour l’ensemble des mobilités.

M. Laurent FABIUS, actuel président du conseil constitutionnel français et président de la COP21 en sa qualité de ministre des Affaires étrangères de l’époque, a publié à l’automne 2020 un ouvrage de référence intitulé « Rouge Carbone » qui relate à partir de la feuille de route de référence des accords de Paris en 2015 les avancées attendues qui seront actualisées en fin d’année 2021 lors de la prochaine COP26 qui officialisera à Glasgow l’entrée en application juridique des Accords de Paris et leurs probables évolutions sévérisées.

La décennie 2020-2030 devrait permettre d’éclaircir le paysage énergétique qui se distribuera progressivement dans le monde entre les machines thermiques à faible pouvoir réchauffant et les énergies de substitution électrique et gazière, vert pâle, voire gris et parfois noir et économiquement fragiles sans omettre les carburants synthétiques de nouvelle génération et la biomasse.

On observe que ces technologies de substitution ne se sont guère développées au cours du siècle dernier dans le monde hormis dans quelques niches applicatives bien adaptées en milieu urbain avec le gaz sur des parcs captifs et plus récemment avec l’hydrogène et les carburants suroxygénés dans des territoires français précurseurs. Il en est de même en milieu rural dans des fermes productrices d’électricité et de chaleur qui mettent à profit la biomasse localement disponible à proximité de leurs installations.

Il convient de se souvenir des raisons pour lesquelles le tout hydrocarbure en matière de production d’énergie est resté largement dominant dans le monde jusqu’au début du XXI^e siècle malgré des tentatives de technologies plus verdissantes. Les préconisations louables du gouvernement français de l’époque 2007-2012 préconisées par le plan Borloo avec les Grenelle 1 et 2 prévoyaient déjà une amplification attendue des carburants gazeux et deux millions de véhicules électriques en circulation en France à l’horizon 2020, ce qui ne s’est vérifié dans aucun des deux cas en France.

En revanche, la pression due au désordre climatique et sanitaire mondial est devenue telle que la situation impose de changer de paradigme, voire à marche forcée malgré le manque de lisibilité scientifique et opérationnelle avérée. On doit donc anticiper avec prudence des scénarios noir, gris et blanc pour déceler les nouvelles clés de lecture industrielle et sociétale. Il faut pour cela miser sur les progrès technologiques attendus qui rebattront progressivement les cartes si ces modes d’énergies alternatives aux énergies fossiles, pressentis ou à faire émerger, deviennent crédibles à grande échelle.

On présente les grandes lignes de l’analyse qui participent à la compréhension du nouveau bouquet énergétique de la production d’énergie bas carbone à l’horizon 2030 et au-delà. On encourage à privilégier une approche basée sur l’observation matricielle et sur l’expérience couplée au concept récent de Thermodynamique environnementale. L’urgence climatique et sanitaire du XXI^e siècle impose en effet de revisiter avec le concours des spécialistes en sciences économiques et en santé publique les méthodes d’évaluation sociétale et thermo-économique des performances et de l’efficacité des machines thermiques à bas carbone en étant très vigilant sur les risques intrinsèques d’accidentologie des nouvelles énergies gazières et de leur empreinte carbone du berceau à la tombe sans omettre leur démantèlement en fin de vie.

On différencie les secteurs d’application de la mobilité relatifs à l’automobile, le transport industriel, agricole, ferroviaire, maritime et aéronautique à l’aune des ressources locales disponibles et des usages selon le continent concerné. On étudie aussi l’important secteur des unités cogénérées de production d’électricité, de chaud et de froid en mentionnant le secteur énergivore du numérique et du digital.

On questionne sommairement leurs potentialités, leurs freins et leurs développements envisageables en segmentant l’analyse sous la forme de scénarios en fonction de la zone géographique et des ressources énergétiques disponibles localement. Il est en effet clair que l’usage d’une mobilité verdissante diffère selon qu’il s’agit des métropoles asphyxiées par la pollution ou au contraire de la géographie du monde rural en France, en Europe et dans le monde. On ne détaillera guère dans cet article les fonctionnalités technologiques de ces machines thermiques à faible pouvoir réchauffant et des nombreux concepts alternatifs foisonnants d’énergies vertes ou non vertes car cela est déjà traité dans cette même collection [Doc. RE 293].

Les définitions essentielles à cet article sont données en fin d'article dans le glossaire.