Pic en cours, et à venir…

Le mythe du pétrole à profusion touche à sa fin. Selon l’Agence internationale de l’énergie, le pic historique de la production mondiale de pétrole conventionnel, à partir duquel celle-ci va décroître, s’est produit en 2008 (World energy outlook 2018, p. 142). Dans une étude destinée au ministère des Armées publiée en 2021, le think tank The Shift project constate pour sa part que « la production pétrolière totale des principaux fournisseurs actuels de l’Union européenne risque de s’établir dans le courant de la décennie 2030 à un niveau inférieur de 10 à 20 % à celui atteint en 2019 ».

Incapables de se passer de l’or noir, certains pays riches s’engagent désormais dans l’extraction de nouvelles formes de pétroles et de gaz (sables bitumineux, gaz de schiste, etc.), dont l’extraction s’accompagne de risques très lourds pour l’environnement (pollution des nappes phréatiques). Ces stocks difficiles à atteindre deviennent justement rentables du fait des prix élevés de l’énergie. Mais ce nouveau boom suffira-t-il à compenser la baisse du pétrole conventionnel ? D’aucuns en doutent.

L’Allemagne, un modèle ?

L’Allemagne a décidé d’abandonner le nucléaire tout en diminuant ses émissions de gaz à effet de serre (GES) et sa consommation énergétique. Entre 2010 et 2013, la part de l’atome dans sa production d’électricité a perdu 43 Twh tandis que celle des énergies renouvelables a augmenté de 46 Twh. Mais tout n’est pas rose, car les centrales à charbon allemandes ont tourné davantage… et en 2012, les émissions de GES dues au charbon ont crû de 4,2 % (rapport 2013 du Global carbon project).

La méthanisation à la ferme, très développée outre-Rhin, dégage du méthane (gaz à fort effet de serre) quand certaines installations vieillissent. Les agrocarburants de 1ère génération (éthanol de blé, diester de colza) ont quant à eux fait augmenter les prix agricoles mondiaux et entraîné une déforestation accrue.

La transition vers un autre modèle énergétique, inéluctable, n’est donc pas simple et peut réserver de mauvaises surprises. Alors creusons-nous la tête pour privilégier les idées les meilleures !

Qu’est ce qu’une énergie renouvelable ?

Les sources d’énergie renouvelable ont la caractéristique de ne pas se tarir, à l’échelle de l’humanité, malgré leur utilisation. À l’inverse, les réserves d’énergie fossile (charbon, pétrole, gaz) ou minérales (uranium), elles, sont finies. En fonctionnement, les énergies renouvelables n’émettent pas de CO2, excepté le bois dont le bilan est cependant considéré comme nul puisque le CO2 émis lors de sa combustion correspond au CO2 fixé pour sa croissance.

Principales sources d’énergie renouvelables aujourd’hui valorisées :

Vers une énergie de flux

Les sources d’énergie que nous utilisons se classent en deux familles :

• Les énergies de stock : pétrole, gaz, charbon, uranium. Elles sont quantifiables et mobilisables quand on le souhaite (même si une centrale nucléaire souffre d’une énorme inertie !). Mais elles sont limitées : sur la base de la consommation annuelle actuelle et des stocks connus, les réserves de charbon sont de 2 à 3 siècles, de quelques dizaines d’années pour le pétrole et l’uranium, d’environ un demi-siècle pour le gaz naturel.
• Les sources de flux : énergies renouvelables (éolien, solaire, géothermie, biomasse, hydraulique). Elles se caractérisent par l’impossibilité de les stocker et/ou l’intermittence de leur production. Ainsi, mise à part l’énergie hydraulique, leur production n’est pas en phase avec la demande. C’est donc à la société d’adapter ses usages en fonction de la disponibilité de ces ressources (soleil, vent…) Le stockage de l’énergie éolienne par remplissage d’un barrage hydraulique apporte une première réponse (pour aller plus loin : http://www.apere.org/doc/1304-le_pompage_turbinage.pdf).

Les deux types d’énergie hydraulique

• L’hydraulique au « fil de l’eau » prend la forme de centrales sans réservoir qui utilisent une partie du débit d’un cours d’eau pour produire de l’électricité en continu. Elle est utilisée, aux côtés du nucléaire, pour répondre à la consommation quotidienne « normale ».
• L’hydraulique « modulable » correspond aux barrages. Leurs retenues d’eau constituent des réserves d’électricité potentielle. Opérationnelle rapidement, cette technique est mobilisée pour répondre aux pics de consommation d’électricité, en hiver comme en été. Ainsi, un grand barrage, tel que celui de Grand’Maison dans l’Isère, peut fournir en quelques minutes l’équivalent en puissance de deux réacteurs nucléaires (1800 MW), mais pour une durée limitée. Même si ce barrage consomme plus d’électricité qu’il n’en produit, son intérêt est de valoriser de l’électricité générée en période de surproduction et de limiter l’usage des centrales à énergie fossile lors des pics de consommation.

Que se passerait-il vraiment si le soleil s’éteignait ?

8 minutes plus tard, la Terre serait plongée dans l’obscurité. Le refroidissement se ferait ensuite sentir quelques heures plus tard, accompagné de profondes perturbations climatiques comme des vents extrêmement violents. La température de la surface de la planète descendrait à – 250 °C, résultat d’un équilibre entre le froid spatial et la chaleur issue du centre de la Terre. À quelques centaines de mètres de profondeur, la température resterait aux alentours de 20 °C grâce à cet effet géothermique.

Et si le soleil chauffait davantage ? On peut déjà imaginer les conséquences à travers les effets du réchauffement climatique actuel : fonte des glaces, hausse du niveau des mers, augmentation de la température à la surface du globe entraînant un déplacement sinon une disparition des espèces animales et végétales.

Mix énergétique

En 2019, la France a consommé 245 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) d’énergie primaire (énergie brute directement issue de la nature comme le soleil et le vent, des ressources fossiles et minières)*. Au passage, plus d’un tiers de cette énergie est « perdue » dans des opérations de transformation et de transport (ex : effet Joule)…

Le bouquet énergétique primaire en 2019 :

• nucléaire : 40 %
• pétrole : 29 %
• gaz naturel : 15 %
• énergies renouvelables : 12 % (dont biomasse solide 4,2 %, hydraulique 2%)
• charbon : 3 %
• déchets non renouvelables : 1 %

 Source : « Chiffres clés de l’énergie – édition 2020 », ministère de la Transition énergétique)

Répartition de la consommation

La consommation finale d’énergie en France se distribue en France selon les proportions suivantes :

• Le secteur du bâtiment absorbe à lui seul près de 45 % de la consommation finale d’énergie (d’où l’intérêt de bien isoler les logements !) ; 2/3 vont aux bâtiments résidentiels et 1/3 pour le tertiaire (services)
• Transports : 31 %
• Industrie : 21 %
• Agriculture : 3 %.

Une serre bioclimatique

Une véranda peut fournir entre 20 et 40 % des besoins en chauffage de votre habitation. Positionnée vers le sud, elle capte l’énergie solaire qui est ensuite stockée dans des éléments architecturaux d’inertie. C’est ainsi qu’un mur en terre crue placé en fond de véranda restitue par rayonnement la chaleur dans les pièces attenantes.

Énergie solaire

Toute l’énergie émise par le soleil ne nous parvient pas puisqu’une partie est réfléchie par l’atmosphère, les nuages et les aérosols, tandis qu’une autre est absorbée par cette même atmosphère. Sur les 342 watts/m² émis par le soleil, seuls 198 W/m² atteignent réellement la surface de la planète. 30 watts/m² sont ensuite réfléchis par celle-ci.

L’énergie solaire disponible au niveau du sol représente 4 600 fois les besoins énergétiques nécessités par les activités humaines.

Pour aller plus loin : L’énergie sur la terre : analyse des ressources et de la consommation.La place de l’énergie électrique, Bernard Multon, École Normale Supérieure de Cachan

Le nucléaire, bon marché ?

L’énergie nucléaire est souvent promue au nom de son faible coût. Encore faut-il prendre en compte l’ensemble des charges inhérentes à cette filière :
La majorité des centrales arrivant au terme de leur durée de vie initialement prévue (30 ans), elles doivent être rénovées et leur sécurité renforcée suite à Fukushima.

• Les premiers démantèlements d’installations se sont avérés bien plus complexes et coûteux que prévu : celui de la centrale de Brennilis est désormais estimé à 482 millions d’euros, soit vingt fois plus que ce qui a été imaginé. Le coût total des démantèlements à acquitter à 80 % d’ici 2050 était estimé en 2020 à 46,4 milliards d’euros (Cour des comptes).
• Le coût du stockage géologique des déchets à haute et moyenne activité et à longue durée de vie s’élèverait au minimum à 35 milliards d’euros.
• Le prix de construction des centrales de nouvelle génération, de type EPR par exemple, est en hausse constante (triplement du coût de construction entre 2006 et 2019).

Sources :

• « La filière EPR », Cour des comptes, rapport public thématique, 09/07/2020
• « L’arrêt et le démantèlement des installations nucléaires », Cour des comptes, Communication à la commission des finances du Sénat, février 2020
• En finir avec le nucléaire, Benjamin Dessus – Bernard Laponche, Éditions du Seuil, 2011

Séquence de travail avec des élèves de cycle 3

Notions à travailler en amont

• Avoir visionné et compris au moins trois ou quatre films des énergivores, en ayant pris soin d’aborder les notions d’énergie (fossiles et renouvelables), de gaspillage, de surconsommation.
• Avoir une idée de ce qu’est le développement durable : « penser global, agir local ».

Analyse du film

• Visionner le film.
• Comment les élèves l’ont-ils compris ?
• Les amener à faire le lien avec d’autres film déjà étudiés : les bâillonnés, les démesurés, les surchauffés… Ont-ils reconnus certains personnages ?
• Plusieurs visionnages du film seront nécessaires, avec arrêts sur image. On demandera aux élèves de relever des indices dans les images, dans les dialogues, ce que ça évoque chez eux, par rapport à ce qu’ils ont déjà étudié.

Lexique
Énergie (fossile/renouvelable), pétrole, pollution, consommation, économie, éclipse

Propositions d’activités

Le système solaire

Les premiers plans du film font une bonne introduction pour aborder les points suivants :

• Le mouvement de la Terre (et des planètes) autour du Soleil, la rotation de la Terre sur elle-même ;
• La durée du jour et son changement au cours des saisons ;
• Le mouvement de la Lune autour de la Terre ;
• Lumières et ombres, les éclipses.

Organiser un débat autour de la thématique évoquée

Le soleil s’éteint !

• Demander aux élèves de se mettre dans la peau des différents protagonistes : le camp de ceux qui pensent pouvoir se passer du soleil, et ceux qui pensent qu’il est indispensable.
• Organiser le débat selon les règles démocratiques : prise de parole (temps de parole équitablement réparti), neutralité du meneur du débat, respect de chacun…
• Filmer le débat : permet de vérifier si les règles élémentaires ont été respectées.
• Rejouer le film, en reprenant les personnages et le déroulement : un groupe d’observateur prend des notes, les participants donnent leurs impressions, leurs frustrations, on en déduit les règles nécessaires à un débat respectueux de chacun.

Quelques gestes éco-citoyens, à l’école, à la maison dans la vie quotidienne

• Travailler sur les déplacements doux : marche à pied, vélo, pédibus, transports en commun.
• Mettre en place un «éco-code» : éteindre les lumières quand on n’en a pas besoin /faire attention au chauffage / trier ses déchets / consommer des produits de saison / covoiturer ou prendre les transports en commun / ne pas gaspiller l’eau…

Quelques pistes pour aller plus loin

Un projet interdisciplinaire : écrire une suite, en faire un film d’animation, en lien avec la rédaction et les arts visuels.

Sensibiliser les autres classes de l’école au développement durable, mettre en place différentes actions : tri des déchets, récupération de piles, de cartouches d’imprimante, cultiver un potager…