La maîtrise de l’énergie

Un article un peu technique qui explique objectivement les causes du réchauffement climatique et les solutions possibles.

Un court rappel sur le fameux effet de serre.

Le réchauffement climatique est dû à une cause unique : l’effet de serre.
Cet effet de serre existe depuis que notre atmosphère existe, dans les tout premiers temps après la création de la terre. A cette époque, l’atmosphère faisait déjà office de serre.
L’effet de serre est donc naturel et en outre protecteur. Sans effet de serre, la température moyenne à la surface de terre serait au plus -19° au lieu des 15° que nous connaissons, pardon que nous connaissions ! L’effet de serre réchauffe donc la terre à la façon d’une serre qui maintient les plantes dans un volume sous verre confiné, chaud et humide.

Explication du phénomène : Les rayons solaires suivent un chemin sans aucun obstacle jusqu’au moment où ils pénètrent dans l’atmosphère terrestre (entre 10 et 50 km d’altitude). Là, 30% du rayonnement solaire rebondit sur la partie haute de l’atmosphère et les 70% restant pénètre dans l’atmosphère (autrement dit dans l’air). L’atmosphère et la terre sont alors réchauffées par les rayons du soleil et en retour des rayons infrarouges sont émis (comme pour tout corps chaud). Or dans l’atmosphère existent des gaz dit "à effet de serre" qui ont la capacité d’être transparents aux rayons solaires et opaques aux rayons infrarouges qui se trouvent ainsi réfléchis vers le sol accentuant le réchauffement de l’atmosphère et de la terre.

Principe de l’effet de serre
Les rayons infrarouges sont emprisonnés sur la terre et dans l’atmosphère

Les gaz à effet de serre (GES).

Quels sont les gaz qui possèdent cette capacité étrange de laisser passer les rayons solaires et d’absorber les rayons infrarouges ? Il faut distinguer avant et après la révolution industrielle.
Avant la révolution industrielle, L’effet de serre est naturel. l’atmosphère contenait principalement deux gaz à effet de serre : l’eau et le gaz carbonique. Ces deux gaz garantissaient à eux seuls une température moyenne de la terre de 15°.
Les premières modifications de l’atmosphère apparaissent à la fin du XIX° siècle et s’aggravent fortement à partir des années 1950. Plusieurs gaz à effet de serre apparaissent dans la composition de l’atmosphère. Ces gaz représentent moins de 2% des gaz atmosphériques mais leur impact est destructeur pour la terre. Tous ces gaz sont la conséquence des activités de l’homme. On parle d’effet de serre anthropique (lié à l’homme).
Le graphique ci-dessous présente l’ensemble de ces gaz avec leur pourcentage par rapport à la totalité des gaz à effet de serre à l’exception de l’eau qui couvre plus de 50% des gaz à effet de serre mais qui n’est pas anthropique : l’eau en tant que gaz à effet de serre existe depuis toujours.

Répartition des gaz à effet de serre dans l’atmosphère (sans l’eau)

Ce schéma donne une première idée de l’importance des GES dans le réchauffement climatique. Toutefois, il faut prendre en compte deux autres paramètres : la durée de vie de ces gaz dans l’atmosphère et leur puissance radiative qui renvoie les rayons infrarouges vers le sol. Sans entrer dans des calculs compliqués, disons simplement que le protoxyde d’azote (N2O) est le plus pénalisant pour l’atmosphère à quantité égale de tous les gaz.

L’origine des gaz à effet de serre

Tous ces gaz sont "industriels" et ne cessent de croitre depuis le début du XX° siècle :

⦁ En premier lieu, le gaz carbonique (CO2) provient pour l’essentiel de la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz formés il y a 300 millions d’année), pour partie de certaines industries (par exemple la production de ciment) et aussi, pour une part non négligeable, de la déforestation, notamment en zone tropicale.
⦁ Le méthane (CH4) provient de la décomposition des matières organiques. Citons les brulis en zone tropicale, les feux comme ceux des manifestants qui se réchauffent autour d’un feu de pneus et surtout les feux de Californie ! l’élevage des ruminants (vaches, moutons, chèvres), la culture du riz car les zones humides génèrent du méthane, les décharges d’ordures ménagères.
⦁ Le protoxyde d’azote (N2O) provient essentiellement des engrais azotés.
⦁ Le tétrafluorure de soufre (SF4) issu principalement de l’industrie pharmaceutique.
⦁ Enfin, les hydrocarbures perfluorés (PFC) sont des composés synthétiques des industries chimiques.

Les alternatives aux énergies carbonées.

Nous avons maintenant la preuve que le réchauffement climatique est la conséquence d’une forte augmentation des gaz à effet de serre et tout particulièrement du CO2. Nous savons aussi que le CO2 est émis massivement par trois énergies carbonées : Le charbon, le pétrole, à un degré moindre le gaz naturel (fossile). La question qui se pose est de savoir comment réduire l’utilisation de ces trois énergies voire comment y renoncer.
Ces trois énergies ne sont pas renouvelables, elles s’épuisent au fil de notre consommation partiellement compensée par la découverte de nouveaux gisements. Au bout du compte, se rapproche inéluctablement la fin de l’ère d’abondance dans laquelle nous vivons sans prendre aucune précaution mais un jour, un beau jour nous redeviendrons des indiens tout près de la nature.
En attendant, interrogeons-nous sur d’autres énergies qui bénéficient de l’immense avantage d’être renouvelables.

Energies non renouvelables
Le charbon ( 1100 tep )
Le pétrole ( 850 tep )
Le gaz naturel ( 650 tep )
énergie nucléaire ( 6 tep )
Le gaz de schiste ( >gaz naturel)

 

Energies renouvelables
Le vent ( 20 tep )
Le rayonnement solaire ( 60-150 tep )
L’énergie hydroélectrique (4 tep )
l’énergie géothermique (faible)
La biomasse

 

Dans ces deux tableaux apparaît l’unité "tep" pour "tonne équivalent pétrole".
C’est avec cette unité qu’il est possible de comparer les principales énergies disponibles sur terre.

Les deux tableaux s’interprètent de la manière suivante : A énergie égale fournie par chaque source, dans des conditions équivalentes, s’il se dégage dans l’atmosphère 1100 kg de carbone avec le charbon, il s’en dégagera 850 kg avec le pétrole, 6kg avec l’uranium, etc.

A l’exception de l’énergie nucléaire qui ne dégage que très peu de CO2, les énergies non renouvelables sont très pénalisantes pour la terre. A l’inverse, les énergies renouvelables sont minimalistes dans la production de gaz carbonique. Notons que la quantité de CO2 générée par l’utilisation du rayonnement solaire vient de la fabrication des panneaux solaires (procédé voltaïque).

Les puits de carbone.

Les puits de carbone sont des réservoirs naturels qui absorbent le carbone de l’atmosphère. Ils influent ainsi bénéfiquement sur le climat de la terre.

Les océans et les forêts sont les deux plus grands puits de carbone.

Comme toutes les plantes, les arbres sont dotés du mécanisme de la photosynthèse qui transforme l’eau et le CO2 en oxygène et glucose, mais ils ont en outre la faculté de stocker le carbone dans les feuilles, les racines et le bois et de constituer ainsi un puits de carbone.

Pour que le puits soit optimum, il est nécessaire d’instaurer une gestion des forêts pour renouveler les arbres qui ont terminé leur croissance (les arbres adultes ne stockent que faiblement le carbone), pour enlever les branches en décomposition qui libèrent leur stock de carbone dans l’air et surtout pour interdire la déforestation qui émet 20% du CO2 de l’atmosphère.

La fée électricité.

L’électricité est la reine des énergies, c’est elle qui a changé le monde d’un coup de baguette magique. Sans elle, pas de lumière électrique, pas de voiture, pas d’avion, pas de radio, pas de télévision, pas de téléphone, pas d’appareils électriques, etc.
C’est dire si l’électricité nous est essentielle. Or cette énergie est produite principalement par le charbon, mais aussi par l’énergie nucléaire et les énergies renouvelables.

Chacune de ces énergies a ses avantages et ses inconvénients :
⦁ Le nucléaire est performant mais ses risques doivent être gérés.
⦁ Les éoliennes et les panneaux solaires génèrent une énergie renouvelable mais intermittente (le vent n’est pas au rendez-vous tous les jours, le soleil est présent en moyenne sur l’année pendant 12h sur 24). Il faut compenser les manques. Ce sont donc deux énergies complémentaires à une énergie permanente.
⦁ L’énergie hydroélectrique est renouvelable et permanente mais elle n’est pas disponible partout.
⦁ L’énergie géothermique (capture de la chaleur dans le sous-sol terrestre) à des fins de chauffage ou d’électricité est renouvelable et permanente mais elle est limitée en France, à ce jour, à la Guadeloupe et à l’Alsace.
⦁ La biomasse (combustion du bois, de diverses plantes, de squelettes d’animaux) est sujet à controverse. Elle n’est renouvelable que si la régénération est égale à la consommation (si vous coupez des arbres, il faut replanter autant en compensation). De plus, la biomasse génère les deux gaz à effet de serre les plus percutants : le méthane et le protoxyde d’azote. Cependant, à terme, sous les conditions d’une gestion serrée, la biomasse pourrait être une source d’énergie à exploiter.

A ce jour, le juste équilibre entre cet ensemble de solutions fait l’objet de débats, de disputes, de refus, d’agressions comme seul l’homme dans sa certitude et aussi dans un mélange de leurre et de mauvaise foi est capable de soutenir. Ce sujet sera traité dans la 4° article.

Conclusion

Désormais nous connaissons les risques du réchauffement climatique, nous connaissons les causes, nous connaissons les alternatives. Il nous reste à savoir :

⦁ Ce que le peuple peut faire au niveau individuel, ce sera l’objet du 3° article consacré au respect de la planète.
⦁ Ce que nos politiciens peuvent faire pour rendre l’écologie compatible avec l’économie (à moins que ce ne soit l’inverse), ce sera l’objet du 4° et dernier article. A bientôt.

Ecrit par Serge Sampoux


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