Yvette VEYRET Professeur Université PARIS X LES ÉNERGIES Yvette VEYRET Professeur Université PARIS X Lille 9 novembre 2011

Questions Quelles réserves d’énergie fossile et pour combien de temps ? Peut-on parler de dépendance énergétique de certains pays ? Quel est le rôle géopolitique des énergies ? Les énergies renouvelables peuvent-elles aujourd’hui remplacer les énergies fossiles ? Les énergies fossiles sont-elles responsables de crises écologiques sur la planète ?

Les fondements de l’économie mondiale : les énergies Exemple du pétrole production d’électricité (centrales thermiques) production d’essence, de gazole et de kérosène (déplacements) production de fuel domestique production de produits chimiques : plastiques, solvants, fibres synthétiques, détergents, produits de « beauté » … production de lubrifiants (huiles) production de bitumes (revêtements routiers, étanchéité) production de butane, propane, gaz de pétrole liquéfié GPL

L’énergie et le développement des sociétés L’énergie est la base du développement de l’humanité, bois, charbon, pétrole, vent… ont contribué à l’amélioration de la vie des sociétés au fil du temps. « l’énergie c’est la vie » B. Mérennes Forte augmentation de la demande depuis la révolution industrielle, très forte augmentation récente. La consommation d’énergie a été multipliée par 10 au XXe siècle

La dépendance actuelle des économies au pétrole (et à l’électricité issue du pétrole) pays riches Agriculture énergie mécanique, chauffage (serres), engrais, pesticides, séchage, irrigation Industrie (pétrole énergie et matière première) sidérurgie, chimie, cimenterie, pharmacie, textile, automobile Domestique cuisson, chauffage, équipement Transports route, air, mer et canaux, voies ferrées

Quelques définitions Energies primaires utilisées telles que trouvées dans la nature Energies secondaires : énergies primaires transformées Unité de mesure énergétique : le joule Tep, tonne équivalent pétrole W (watt) ou kW (kilowatt) unité de puissance kW-h (kilowatt-heure) unité de consommation d’énergie Un réfrigérateur consomme 350 kW-h /an Une centrale thermique produit en moyenne une puissance de 600 MW (Mégawatt = 1 million de Watt) La plus grande ferme éolienne du monde produit 120 MW (elle ne produit que 20% du temps sur terre et 40% sur mer en moyenne) Une centrale photovoltaïque 11 MWatt

COMMENT OBTENIR 1000 Mégawatts ? Centrale thermique 1500 millions de tonnes de fioul (rendement 40 %) 2300 millions de tonnes de charbon Hydraulique 40 milliards de tonnes d'eau et une chute de 100 m de haut Vent 3000 éoliennes Solaire Surface de 50 millions de m², un carré de 7 kilomètres de côté Nucléaire (fission de l'uranium 235, uranium enrichi) 30 tonnes d'uranium sont nécessaires Fusion nucléaire (projets, recherches en cours) Quelques dizaines de kilogrammes de deutérium, de tritium (quand les techniques seront au point dans 50 ou 100 ans) 7

Les types d’énergie aujourd’hui sur la planète : part des différentes énergies utilisées 2009 Le pétrole couvre 33 % des besoins Le charbon 27 % Le gaz naturel 21 % Soit 81% d’énergies fossiles L’énergie nucléaire un peu moins de 6,0 % La biomasse dont bois-énergie, 10,0 % Autres énergies, éolien, solaire, 3,4 % hydraulique, géothermie Soit 13,4 % d’énergies renouvelables

Partie 1 - Les ressources énergétiques Les réserves La difficile évaluation des réserves Les énergies renouvelables

Réserves mondiales de charbon dans le monde 2010 Atlas "Énergies" - Autrement

Réserves mondiales de pétrole (milliards de barils 2009) Atlas "Énergies" - Autrement

Réserves mondiales de gaz naturel en millions de m3 (2009) Atlas "Énergies" - Autrement

Réserves mondiales prouvées : énergies fossiles et uranium Atlas "Énergies" - Autrement

Les réserves : définition difficile Réserves prouvées : quantité d’énergie primaire techniquement exploitable et économiquement rentable à un moment T. Elles peuvent augmenter avec les progrès techniques et avec un coût élevé du pétrole par exemple. Définition des réserves : une définition principalement économique. Aspects géopolitiques interdisant une diffusion précise des données.

Difficulté d’évaluation des réserves Pour l’Agence Internationale de l’Energie (IAE) réserves de pétrole : 1200 milliards de barils Pour l’Association for the study of Peak Oil (ASPO) réserves : 780 milliards de barils En 1973 on considérait que trente ans plus tard les réserves mondiales de pétrole seraient épuisées… Ne pas oublier pourtant que ce sont des réserves finies, des ressources non renouvelables.

Les énergies fossiles, jusqu’à quand ? Le charbon : des réserves prouvées pour 250 ans ou plus ? Le pétrole : des réserves prouvées : de 780 à 1200 milliards de barils Fin du pétrole 2030 ? 2050 ? Ou au-delà ? Le gaz naturel : réserves prouvées 65 ans ou plus ? Dans tous les cas, prudence avec ces chiffres…

Les énergies renouvelables L ’éolien : 2% de l’électricité mondiale en 2009. Le solaire photovoltaïque et le solaire thermique . La géothermie : 0,3% de l’électricité haute et moyenne énergie et 1% géothermie basse énergie. La biomasse :10 % de l’énergie renouvelable (le bois énergie, les agrocarburants : fermentation alcoolique, betterave, canne, production d’éthanol et plantes oléagineuses, colza pour produire du Diester. Production par combustion de la biomasse, par méthanisation = cogénération d’électricité et de chaleur) L’hydraulique première source d’électricité dite renouvelable 16%

Les besoins énergétiques couverts par la biomasse (usages domestiques) Atlas "Énergies" - Autrement

Energie éolienne : les producteurs 2009 Atlas "Énergies" - Autrement

Les types d’éoliennes Atlas "Énergies" - Autrement

Le photovoltaïque dans le monde Atlas "Énergies" - Autrement

Possible développement de l’énergie solaire dans le monde (énergie thermodynamique) Atlas "Énergies" - Autrement

L'importance des énergies renouvelables dans le monde

L’énergie nucléaire (1) L’uranium 235 peut libérer de l’énergie par fission. L’uranium 238 comme le thorium sont fertiles, en absorbant un neutron, ils deviennent fissiles. A partir d’uranium 238 on peut fabriquer du plutonium. C’est le principe du surgénérateur, avec des réacteurs à neutrons rapides qui peuvent extraire toute l’énergie potentielle existant dans l’uranium. Intérêt pour la ressource

L’énergie nucléaire (2) Les types de réacteurs nucléaires EPR Réacteur pressurisé européen (mise en œuvre à Flamanville en 2006) Plus économe en combustible Rendements meilleurs que les modèles précédents. Rejets gazeux et liquides réduits (30% par rapport aux réacteurs autres) Plus surs Autres projets pour 2030 (Brésil, Canada, USA…) produisant moins encore de déchets. La fusion ITER (2030-2050 ?)

L’énergie nucléaire (3) Produite par 31 pays, elle fournit 15% de l’électricité mondiale Pas de rejets de CO2 d’où l’intérêt pour réduire les gaz à effet de serre Problèmes des déchets (stockage…) Problèmes liés à la sécurité des centrales elles-mêmes, cf. Japon 2011

Partie 2 - Énergies et développements durables Volet environnemental et énergies Volet social et énergies : pays riches, pays pauvres Géopolitique et énergies

Développement durable et énergie : des nécessités pour le futur 28

DD, volet environnemental et énergies Focalisation sur les gaz à effet de serre Plus gros émetteurs Chine, Etats Unis. Par habitant : Emirats arabes et Luxembourg Autres aspects : pollutions (marées noires), pollution atmosphérique (santé) Accidents nucléaires Risques Seveso (usines de pétrochimie…)

ENERGIE et DD : volet environnemental, risques les échelles des risques Les énergies sources de risques et de pollution Échelle locale : risques industriels, smog (ville) Échelle régionale : marée noire Échelle continentale : pluies acides, risques nucléaires Échelle planétaire : changement climatique

Émission de CO2 par habitant dans le monde

Habitat et faible consommation d’énergie DIAGONAL 2008 Revue des équipes d’urbanisme

Malmö. Des panneaux photovoltaïques dirigent l’eau de pluie vers le système de drainage. DIAGONAL 2008 Revue des équipes d’urbanisme 33

Réponses en termes d’aménagement des territoires Ville : plus dense. Nouvel urbanisme, mixité des fonctions Constructions plus économes en énergie, maisons passives ou positives Mobilités: Moins de déplacements, ou mobilités douces Techniques spécifiques

Gérer durablement les énergies Question majeure des transports : en France en 1960 le transport routier libéraient 7% des GES, en 2006, 33% Passer des poids lourds au train : ferroutage Multimodalité; deux types de transport pour un même déplacement TRAM-TRAIN (tram urbain sur des voies ferrées pour desservir le péri-urbain) (cf. Karlsruhe) Mobilités douces

Vauban : Le tramway traverse le quartier. Photo PUCA/CERTU Voyage dans l’Europe des villes durables 36

Pays en développement et énergies L’énergie est considérée comme l’un des fondements du développement. L’un des indicateurs du mal développement est l’absence ou l’insuffisance d’énergie

Consommation d’électricité dans le monde 2010 Atlas "Énergies" - Autrement

Population sans accès à l’électricité dans le monde Facteur / indicateur du sous-développement Atlas "Énergies" - Autrement

Développement durable, énergies et crises géopolitiques Les énergies fossiles sont responsables ou potentiellement responsables de conflits . Victimes, dégradations sont alors considérables. C’est là un aspect qui éloigne les peuples et les espaces concernés du DD.

Enjeux et géopolitique des énergies fossiles Pays producteurs/ pays consommateurs Flux d’énergie Place et demande de la Chine Dépendance de l ’Europe Conflits locaux (Afrique) « la malédiction du pétrole »

La Chine, consommation de pétrole (1998-2007)

Les sources d’approvisionnement en pétrole de la Chine

L’électricité thermique en Chine 2008

L’électricité éolienne 2008 énergie renouvelable

L’électricité hydraulique 2008, énergie renouvelable

Zones de production du pétrole au Moyen Orient

Les « routes du pétrole »

Production de pétrole au Moyen Orient et dépendance des autres pays

Population et PIB des pays riches en pétrole (des pays en crise)

Le Soudan et l’énergie

L’Europe, la dépendance énergétique

La Russie grand pays producteur, pétrole, gaz

Les énergies demain dans les pays industrialisés ? Nécessité d’économiser l’énergie : facteur 4 (réduire de 4 fois notre consommation dans les années à venir) Mise aux normes de l’habitat (habitat passif) et des bâtiments publics (cadastre énergétique) Progrès technologiques pour les véhicules Utiliser le co-voiturage, les modes de déplacements collectifs, le Tram-Train… Aménagement/ urbanisme : ville durable dense « nouvelle ville ». Problème du péri-urbain et des déplacements 54