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Environnement Global & Société Quelques chroniques sur lénergie & propositions de réflexion sur notre mode de vie D. Nerini M1 Pro, 2011 Environnement.

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1 Environnement Global & Société Quelques chroniques sur lénergie & propositions de réflexion sur notre mode de vie D. Nerini M1 Pro, 2011 Environnement Global & Société Quelques chroniques sur lénergie & propositions de réflexion sur notre mode de vie D. Nerini M1 Pro, 2011

2 Détecter les arnaques…

3 « On ne peut pas vivre sans rejeter de CO2, tâchons déjà den rejeter un peu moins … » Tâchons de mettre un peu dordre… Détecter les arnaques…

4 A lorigine était lHumanité… [esa.un.org &

5 A quoi est due laugmentation de la population? Sédentarisation Amélioration des conditions de vie (vêtements, construction, chauffage) Hygiène (bactéricides, savons, antiseptiques) Médecine (vaccins, médicaments) Agriculture (engrais + pesticides = gain de productivité) Elevage (domestication, reproduction contrôlée, sélection) Education (amélioration et transfert des connaissances) Une découverte denfer : la chimie! Transformation de matériaux primaires organiques ou inorganiques, issus de la Nature, en composés complexes, souvent inexistants à létat naturel et destinés à fournir un bénéfice Tous les organismes vivants utilisent de la chimie pour vivre … qui découvre la chimie

6 Meuh! Du bon gazon! Transformation de matières végétales en divers produits = bénéfice énergétique Et pète la vache! Respiration CO2 + H2O O2 Digestion CH4 Maintenir sa structure (fonctions vitales) Stocker le surplus dénergie (graisse, lait, autre…) Assurer sa descendance (maintenance gonadique) ENERGIE

7 Les fourmis manioc utilisent des esclaves (champignons) pour transformer de la matière organique en énergie Certaines bactéries utilisent un hôte pour se nourrir Le corps humain, paradis des bactéries (peau, intestin, tous orifices, milliers despèces) puise son énergie en se nourrissant despèces animales et végétales Un cas particulier : les organismes photosynthétiques CO2 O2

8 [www.cdiac.org & Ce quil faut retenir Biosphère : partie de la Terre où se situe lensemble des organismes vivants et leurs interactions (cont., atm., océan, glace) Organismes autotrophes = puits de CO2 Organismes hétérotrophes = source de CO2 O2 CO2 O2 CO2 Existe-t-il un équilibre, un contrôle entre puits et sources?

9 Le passé du CO2 révélé par les glaces Continent Antarctique Extraction par forage dune carotte de glace Ouverture de la carotte au laboratoire Les bulles dair renseignent sur la teneur en CO2 dans latmosphère du passé

10 CO2 et température à grande échelle [www.cdiac.org] Période de glaciation Période de dégel Les variations de température et de CO2 atmosphérique sont fortement corrélées. Pourquoi?

11 CO2 et température à grande échelle Les deux séries temporelles évoluent simultanément La température est légèrement en avance sur le CO2 (quelques milliers dannées)

12 Quand on sintéresse au climat… [E. Bard & A léchelle de la semaine, latmosphère domine A léchelle considérée de nombreux forçages entrent en jeu A grande échelle, la température contrôle la quantité de CO2 atmosphérique, MAIS…

13 [www.cdiac.org & Leffet de serre -18°C

14 [www.cdiac.org & Leffet de serre CO2 +15°C Leffet de serre est nécessaire à la vie sur Terre

15 [www.cdiac.org & Effet de serre & réchauffement climatique CO2 +??? °C augmentation GES = hausse de température de la Terre

16 JanvierMarsAvrilMaiJuilletAout La Terre, il y a ans… Seulement 5°C de moins… En moyenne! Le niveau de la mer est 120 m plus bas On va à pied en Angleterre Le climat européen est celui du Groenland daujourdhui Marseille est sous la glace Que signifie une hausse de quelques degrés en moyenne?

17 Le processus de réchauffement a duré ans pour arriver à la température daujourdhui Beaucoup despèces ont disparu (laineux) mais certaines ont eu le temps de sadapter à ce changement climatique (migration) Que se passerait-il si la température augmentait brutalement (1 siècle)?

18 Le changement climatique Depuis le début du XIXème siècle, voici ce qui est observé dans latmosphère terrestre 30% [www.cdiac.org] Pourquoi cette hausse? Et la température?

19 Thonier Capacité : x 500 Puissance : x 1000 Vitesse : x 5 Energie : Gasoil Thonier Efficacité : 10 T Puissance : 30 HP Vitesse : 5 knots Energie : Eolienne efficacité changement énergie LHomme découvre les esclaves-machines Tracteur Efficacité : 1Ha / 4h Puissance : 2 HP (1.6 KW) Vitesse : 2 km/h Energie : solaire Tracteur Efficacité : 1Ha/ 5min Puissance : 500 HP Vitesse : 40 km/h Energie : Gasoil efficacité changement énergie [compilation auteur]

20 Les esclaves-machines Diligence Efficacité : 15 pers. Puissance : 4 HP Vitesse : 20 km/h Energie : solaire Diligence Efficacité : 4 pers. Puissance : 70 HP Vitesse : 130 km/h Energie : Essence vitesse changement énergie efficacité changement énergie Pressoir Efficacité : 2.5l/h. Puissance : 1/2 HP Vitesse : 2 t/min Energie : solaire Pressoir Efficacité : 70l/h. Puissance : 5 HP Vitesse : 2000 t/min Energie : Electrique/Charbon [compilation auteur]

21 Pétrole, charbon & gaz = énergie fossile Révolution Industrielle (~1800) ENERGIE GES

22 Il est où le problème? La combustion des énergies fossiles libère dans latmosphère des molécules de gaz, majoritairement du H2O et du CO2 + un ensemble de produits complexes Le problème majeur nest pas de rejeter des gaz qui favorisent l effet de serre, effet naturel et nécessaire à la vie sur Terre. Cest : la quantité (fourchette / ordre de grandeur) la vitesse de rejet Lorigine de ces gaz qui sont le problème. la dose est en train de créer le poison

23 CO2 et température à moyenne échelle Emissions mondiales de CO2 (MTep) TOTAL [www.cdiac.org]

24 Concentration CO2 à Mauna Loa, Hawai CO2 (ppm) Temperature à Mauna Loa, Hawai Temperature (°C) CO2 et température à petite échelle [www.cdiac.org]

25 Temperature à Mauna Loa, Hawai Temperature (°C) Temperature (°C) Temperature (°C) CO2 et température à petite échelle [www.cdiac.org & traitement auteur]

26 Quest ce que l énergie? Energie: grandeur qui caractérise le changement détat dun système Modification de la température = énergie thermique Modification de la vitesse = énergie cinétique Changement composition chimique, combustion = énergie chimique Changement de la distance entre 2 corps = énergie potentielle Changement composition atomique = énergie nucléaire Apparition/disparition rayonnement = énergie électro-magnétique

27 Quest ce que l énergie? Il nexiste pas dénergie sale ou propre Problèmes = ordres de grandeur Loi de conservation de lénergie : principe physique selon lequel l'énergie totale d'un système isolé (enceinte adiabatique) se conserve au cours du temps (1 er principe de la thermodynamique) Lénergie nest pas produite : elle existe parce quil y a eu processus de transformation Toutes les formes dénergies utilisées par les êtres vivants résultent de la transformation dénergies primaires (=énergies trouvées dans la Nature) en dautres formes dénergies. Il en résulte un bénéfice au passage

28 Son utilisation nest pas récente… -500 ka : domestication du feu (énergie chimique) Antiquité : énergies renouvelables (bois, vent, traction animale, géothermie) -3 ka : Energies fossiles également (Sumériens, pétrole/bitume)

29 -1 ka : premiers gisements exploités de charbon (Chine) Notre ère actuelle nest donc pas caractérisée par une utilisation de formes nouvelles dénergies (sauf nucléaire & photovoltaïque) mais par un changement dordre de grandeur dans leur utilisation et dans lépuisement des stocks dont on dispose Lénergie nest pas récente…

30 Quelle unité pour l énergie? Il y en a un moulon! Joule (J) : travail d'une force d'un newton sur un solide dont le centre de gravité se déplace de un mètre dans la direction de la force : 1 J = 1N.m = 1 kg.m²/s² = 1 W.s Calorie (cal): quantité de chaleur nécessaire pour élever 1 gramme d'eau dégazée de 14,5 à 15,5 à une pression atmosphérique d1 atm. 1 Cal = 4.18 J Grand public : 1000 kWh ( J) 1 français consomme J/an = kWh/an 1 litre dessence = 10 kWh

31 Quelle unité pour l énergie? Energéticien : Tonne équivalent pétrole (Tep) : quantité dénergie thermique libérée par la combustion dune tonne de pétrole brut (ne sapplique pas uniquement au pétrole) 1 Tep = 41.8 GJ = kWh Physique des particules : Electron-volt (eV) : énergie cinétique d'un électron accéléré depuis le repos par une différence de potentiel d'un volt 1 eV = J 1 réaction chimique = quelques eV 1 réaction nucléaire = quelques millions deV (rapport 1/ )

32 Pour qui lénergie? Les méchants! Les gentils! Tout le monde nest pas né à Marseille (ou en Indiana, ou à Doha)

33 Pour qui lénergie? [www.youtube.com &

34 Accélération et énergie La découverte et lutilisation massive des sources dénergie dont dispose la planète ont profondément modifié notre rapport à lespace « Laccélération technique saccompagne très concrètement dun anéantissement de lespace en même temps que dune accélération du rythme de vie. [...] Cette accélération des rythmes de vie génère beaucoup de stress et de frustration. Car nous sommes malgré tout confrontés à lincapacité de trop accélérer la consommation elle-même. Cest là un des stress majeurs liés à laccélération du rythme de vie : le monde entier nous est offert en une seconde ou à quelques heures davion, et nous navons jamais le temps den jouir. [...] Cette rapidité et cette proximité nous semblent extraordinaires, mais au même moment chaque décision prise dans le sens de laccélération implique la réduction des options permettant la jouissance [de lespace] traversé » [Hartmut ROSA, Accélération : une critique sociale du temps, La Découverte, 2010] On assiste à une désynchronisation de nos modes de vie relativement à notre environnement direct Pourquoi ce besoin de contraction du temps et de lespace?

35 Premier puits de pétrole Titusville, USA, er changement dordre de grandeur [www.cdiac.org] Aujourdhui, 80% de la consommation d énergie est dorigine fossile X 15 en 1 siècle

36 Papy Papa & Maman Bibi Les lapins Multiplication par 7 (!!!) en 2 générations : Le coup est-il rejouable? [www.cdiac.org] 2 ème changement dordre de grandeur

37 30 glorieuses = énergie x 3 en 30 ans, le coup est-il rejouable?

38 Energies primaires & finales 63%

39 [www.iae.org, rapport 2009] Energie primaire = carbone Bilan énergétique mondial (énergies primaires) 2008

40 [www.iae.org, rapport 2009] Energie primaire = carbone Bilan énergétique mondial (énergies primaires & secondaires) g CO2 / kWh 340 g CO2 / kWh 200 g CO2 / kWh PRIMAIREFINALE 68 % 18 % Sans carbone (Mtoe : Million Tons of oil equivalent)

41 Question : nucléaire = moins de pétrole? Part du pétrole dans la consommation dénergie primaire hors bois en Europe, 2007 La France est dans la moyenne

42 Quid du renouvelable? Contribution énergies renouvelables au bilan énergétique mondial (Mtep), % mondial 5% mondial Même avec une croissance de 100 % par an … cest peanuts!

43 [www.earth.google.fr] Un exemple deffet induit par une énergie dite renouvelable : les biocarburants

44 160 km 135 km 1975 Un coin de paradis de km² quelque part au Brésil Territoire grand comme 4 départements de la région PACA [www.earth.google.fr]

45 [www.earth.google.fr]

46 Pour quoi faire?

47 Electricité = carbone Environ 70% de lélectricité dans le monde est générée avec du carbone fossile 75 % 69 %

48 Le cas unique : la France La France est le 2 ème producteur dénergie nucléaire du monde

49 Forte dépendance aux hydrocarbures Et pourtant…

50 Les usages de lénergie Utilisation dénergie finale par secteurs dans le monde, 2007 [www.iea.org] MTep TOTAL : 8300 MTep

51 Les usages de lénergie en France 3.68 % 19.02% % 1.84 % 31.9 % Hors usages non-énergétiques : 163 MTep

52 Quelques ordres de grandeur… Consommation annuelle par usages en kWh. Un français consomme environ kWh/an dénergies primaires [www.manicore.com, JM Jancovici]

53 Une autre unité dénergie : léquivalent-esclave Energie pour la maintenance au repos dun organisme humain : 2.5 kWh/j (2000 cal à manger) 3000 m de dénivelé pour une personne de 65 kg : 0.5 kWh dénergie mécanique (Pour les sceptiques : E = mgh = 65*9.81*3000 = 1.9 MJ = 0.5 kWh) Un trou pour enterrer Mamie au fond du jardin soit 18 T de terre (3-4 m3) sur 1m de profondeur : 0.05 kWh dénergie mécanique (E = mgh = 18000*9.81*1 = 0.18 MJ = 0.05 kWh) 1l dessence = (tatataaaa!!)…10kWh dénergie thermique EN CONSIDERANT LES RENDEMENTS DE CHACUN, IL Y A AUTANT DENERGIE DANS 1 LITRE DESSENCE QUE DENERGIE DANS 10 PAIRES DE JAMBES OU 100 PAIRES DE BRAS AU TRAVAIL SUR 24h !

54 Nous sommes les rois du pétrole! [calculs détaillés sur JM Jancovici] 24h/24h, 120 équivalent esclaves-énergie travaillent pour vous

55 Nous sommes les rois du pétrole! « Incidemment, notons qu'une division de l'énergie fossile consommée par 4 dans l'Hexagone, ce qui est nécessaire pour régler le problème climatique, signifie encore, à technologie constante, quelques dizaines "d'équivalent esclave" par Français. Ce ne serait pas vraiment le retour à l'âge de pierre, contrairement aux affirmations de certains ! » JM Jancovici

56 Comment? Cest pas cher? Prix du pétrole en $ constant ( $ 2008) et en $ du jour Estimation de lévolution mondiale du PIB/hab ($ 1990) [Bradford DeLong, 2005, BP international review, 2009]

57 Une situation à venir inédite Le pétrole coûte relativement 10 x moins cher aujourdhui quil y a un siècle En plus de cela, les services rendus par 1 kWh dénergie sont de mieux en mieux employés En composant des prix bas avec cette augmentation defficacité énergétique, le coût réel dun service énergétique a été divisé par 30 en 1 siècle en occident Situation inédite : le mouvement va sinverser Comment gérer une démocratie quand le pouvoir dachat des gens augmente moins vite que le prix de ce quils peuvent sacheter? Comment concilier de la croissance sans croissance?

58 [Franquin, Idées Noires] Merci. Lisez Franquin!


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