{"id":129427,"date":"2021-09-27T11:19:54","date_gmt":"2021-09-27T09:19:54","guid":{"rendered":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/2021\/09\/les-limites-des-energies-renouvelables\/"},"modified":"2023-08-23T23:51:51","modified_gmt":"2023-08-23T21:51:51","slug":"les-limites-des-energies-renouvelables","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dievolkswirtschaft.ch\/fr\/2021\/09\/les-limites-des-energies-renouvelables\/","title":{"rendered":"Les limites des \u00e9nergies renouvelables"},"content":{"rendered":"

Crise du climat, extinction d\u2019esp\u00e8ces, d\u00e9chets aux quatre coins de la plan\u00e8te\u00a0: la charge que la Terre est capable d\u2019absorber a ses limites et celles-ci deviennent toujours plus visibles. Notre app\u00e9tit pour l\u2019\u00e9nergie et les mati\u00e8res premi\u00e8res cause de profonds changements au syst\u00e8me terrestre, allant jusqu\u2019\u00e0 menacer son existence. Mais comment concevoir un avenir durable avant qu\u2019il ne soit trop tard\u00a0? Il est clair qu\u2019une soci\u00e9t\u00e9 durable a aussi besoin d\u2019\u00e9nergie. La premi\u00e8re question qui se pose est donc de savoir de combien d\u2019\u00e9nergie renouvelable et propre nous disposons dans les limites de la charge critique de la Terre. Pour y r\u00e9pondre, une \u00e9quipe du Laboratoire f\u00e9d\u00e9ral d\u2019essai des mat\u00e9riaux et de recherche a men\u00e9 le projet \u00ab\u00a0Laboratoire pour une \u00e9conomie circulaire\u00a0\u00bb.
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\nLa Terre re\u00e7oit un \u00e9norme flux d\u2019\u00e9nergie du soleil, \u00e0 c\u00f4t\u00e9 duquel le besoin \u00e9nerg\u00e9tique des humains semble n\u00e9gligeable. Ce flux n\u2019est cependant pas perdu, loin de l\u00e0\u00a0! Il maintient le syst\u00e8me terrestre depuis la nuit des temps, par exemple comme moteur du cycle de l\u2019eau et principale source d\u2019\u00e9nergie de la vie. Sans \u00e9nergie solaire, l\u2019\u00e9volution de l\u2019homme aurait \u00e9t\u00e9 impossible. <\/p>\n

Respecter la charge critique<\/h2>\n


\nL\u2019\u00eatre humain peut exploiter l\u2019\u00e9nergie du syst\u00e8me terrestre sous diff\u00e9rentes formes, que ce soit au niveau cin\u00e9tique (vent, courants aquatiques) ou chimique (biomasse, comme le bois ou les agrocarburants). Ces \u00e9nergies sont cependant toutes reli\u00e9es au soleil \u2013\u00a0\u00e0 l\u2019exception des mar\u00e9es et de la g\u00e9othermie qui, globalement, n\u2019apportent qu\u2019une infime contribution \u00e0 l\u2019\u00e9quilibre \u00e9nerg\u00e9tique de la Terre. Une exploitation durable de ces flux d\u2019\u00e9nergie passe par le respect de la charge critique du syst\u00e8me terrestre. Si les flux d\u2019\u00e9nergie convertis par les humains sont trop grands, cela risque de causer des changements rapides et irr\u00e9versibles de ce syst\u00e8me.
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\nL\u2019utilisation des sols est d\u00e9terminante \u00e0 cet \u00e9gard\u00a0: des terres bois\u00e9es ont par exemple des propri\u00e9t\u00e9s fondamentalement diff\u00e9rentes de celles d\u2019un parc solaire. Une telle installation perturbe non seulement la biodiversit\u00e9, mais \u00e9galement l\u2019\u00e9vaporation (et donc le cycle de l\u2019eau), de m\u00eame que la r\u00e9flexion de la lumi\u00e8re du soleil et le rayonnement thermique. Les petits changements du syst\u00e8me terrestre peuvent \u00eatre compens\u00e9s ou n\u2019ont que des effets mineurs. Mais si les perturbations sont trop fortes, le syst\u00e8me terrestre ne peut plus les compenser ni conserver un fonctionnement stable. De nombreux \u00e9l\u00e9ments dits \u00ab\u00a0de basculement\u00a0\u00bb ont \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9s, \u00e0 l\u2019image de la fonte des calottes polaires ou de la mort des r\u00e9cifs coralliens[1]<\/a>. Si les points de basculement respectifs sont franchis, l\u2019\u00e9tat du syst\u00e8me terrestre change rapidement, le plus souvent de fa\u00e7on irr\u00e9versible. L\u2019utilisation des sols, principal facteur de la perte de biodiversit\u00e9 et acc\u00e9l\u00e9rateur du changement climatique, accro\u00eet la pression sur ces \u00e9l\u00e9ments de basculement et a d\u00e9j\u00e0 d\u00e9pass\u00e9 sa charge critique.
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\nOutre l\u2019\u00e9nergie technique comme l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 ou la chaleur, l\u2019\u00eatre humain a \u00e9galement besoin d\u2019\u00e9nergie chimique sous forme de nourriture et de mat\u00e9riaux biologiques comme le bois ou le coton. Si la population mondiale continue de cro\u00eetre et ne se stabilise qu\u2019autour de 11\u00a0milliards d\u2019individus[2]<\/a>, le seul fait d\u2019assurer la s\u00e9curit\u00e9 alimentaire en restant dans les limites de la charge critique de la Terre constituera d\u00e9j\u00e0 un v\u00e9ritable d\u00e9fi[3]<\/a>. Cultiver des agrocarburants \u00e0 grande \u00e9chelle ne sera au mieux possible qu\u2019apr\u00e8s une transformation vers une production alimentaire s\u00fbre et durable. L\u2019utilisation de bio\u00e9nergies \u2013\u00a0c\u2019est-\u00e0-dire la conversion de biomasse en \u00e9nergie \u00e9lectrique, en chaleur ou en carburant\u00a0\u2013 d\u00e9passe aujourd\u2019hui d\u00e9j\u00e0 son potentiel durable[4]<\/a>. <\/p>\n

L\u2019utilisation du vent et de l\u2019eau est limit\u00e9e<\/h2>\n


\nDu fait de sa situation g\u00e9ographique, la Suisse mise beaucoup sur l\u2019\u00e9nergie hydraulique. Or, le niveau d\u2019exploitation est l\u00e0 aussi d\u00e9j\u00e0 \u00e9lev\u00e9. \u00c0 l\u2019\u00e9chelle mondiale, le potentiel durable de la force hydraulique est en outre tr\u00e8s limit\u00e9, que ce soit \u00e0 cause d\u2019une topographie inad\u00e9quate pour les lacs d\u2019accumulation ou de l\u2019impact \u00e9cologique n\u00e9gatif li\u00e9 \u00e0 la construction des barrages. Ces derniers modifient en effet le transport de nutriments et de mat\u00e9riaux charri\u00e9s, avec un fort impact sur l\u2019\u00e9cologie des cours d\u2019eau\u00a0; ils constituent en outre une barri\u00e8re artificielle \u00e0 la migration des esp\u00e8ces aquatiques.
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\nDe grands espoirs reposent encore sur l\u2019\u00e9nergie \u00e9olienne. Son potentiel est malheureusement lui aussi limit\u00e9 du point de vue du syst\u00e8me terrestre. L\u2019\u00e9nergie cin\u00e9tique du vent provient du r\u00e9chauffement in\u00e9gal de l\u2019atmosph\u00e8re sous l\u2019effet du rayonnement solaire. Les diff\u00e9rences de pression cr\u00e9\u00e9es se transforment en courants compensatoires, c\u2019est-\u00e0-dire en vents. Chaque \u00e9tape de conversion \u2013\u00a0du soleil en chaleur, en mouvement, puis en \u00e9lectricit\u00e9\u00a0\u2013 implique des pertes parfois importantes qui r\u00e9duisent d\u2019autant le potentiel du vent par rapport \u00e0 l\u2019utilisation directe de l\u2019\u00e9nergie solaire, c\u2019est-\u00e0-dire sa conversion directe en \u00e9lectricit\u00e9[5]<\/a>.
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\nLa biomasse, l\u2019\u00e9nergie hydraulique et l\u2019\u00e9nergie \u00e9olienne ne couvrent au total qu\u2019une fraction de nos besoins d\u2019\u00e9nergie mondiaux. D\u2019autres formes d\u2019\u00e9nergies renouvelables comme les vagues, les mar\u00e9es ou la g\u00e9othermie n\u2019ont qu\u2019un moindre potentiel th\u00e9orique. Elles peuvent au mieux contribuer localement \u00e0 la fourniture technique d\u2019\u00e9nergie. \u00c0 l\u2019\u00e9chelle mondiale, elles sont n\u00e9gligeables. <\/p>\n

Le nouvel espoir de l\u2019\u00e9nergie solaire<\/h2>\n


\nCette \u00e9num\u00e9ration montre que le potentiel d\u2019expansion de nombreuses sources d\u2019\u00e9nergies renouvelables est modeste. Mais qu\u2019en est-il de la conversion directe de l\u2019\u00e9nergie solaire en \u00e9lectricit\u00e9\u00a0? A-t-elle le potentiel de couvrir les besoins mondiaux en \u00e9nergie\u00a0?
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\nL\u2019\u00e9nergie solaire peut \u00eatre exploit\u00e9e au moyen d\u2019installations photovolta\u00efques, h\u00e9liothermiques ou h\u00e9liothermodynamiques. On observe les deux premi\u00e8res sur toujours plus de toits, la derni\u00e8re se retrouvant surtout dans les r\u00e9gions d\u00e9sertiques. Elles offrent un potentiel d\u2019exploitation consid\u00e9rable. L\u2019utilisation de toutes les surfaces d\u2019infrastructures d\u00e9j\u00e0 construites (toits, fa\u00e7ades, routes, parkings, voies ferr\u00e9es, etc.) permettrait de couvrir trois fois la demande en \u00e9nergie mondiale de 2018[6]<\/a>. Autrement dit, l\u2019occupation de nouvelles terres et l\u2019implantation de parcs solaires dans des zones vertes ne sont pas n\u00e9cessaires.
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\nCe potentiel serait suffisant pour couvrir les besoins mondiaux d\u2019une soci\u00e9t\u00e9 \u00e0 2000\u00a0watts, dans laquelle chaque individu dispose d\u2019une puissance continue de 2000\u00a0watts en moyenne sur l\u2019ann\u00e9e. Une demande mondiale de 5000\u00a0watts en moyenne par personne \u2013\u00a0soit le besoin actuel d\u2019un habitant en Suisse\u00a0\u2013 n\u00e9cessiterait d\u2019utiliser en plus environ 10\u00a0% de la surface des d\u00e9serts pour capter le rayonnement solaire[7]<\/a>. L\u2019occupation de terres d\u00e9sertiques affecte peu la biodiversit\u00e9. Il ne faut cependant pas n\u00e9gliger l\u2019impact de la modification de la r\u00e9flexion solaire sur le climat et l\u2019\u00e9quilibre \u00e9nerg\u00e9tique de la Terre. \u00c0 cela s\u2019ajoutent d\u2019importants obstacles politiques et techniques pour transporter l\u2019\u00e9nergie produite dans le d\u00e9sert vers les centres urbains. De toute \u00e9vidence, l\u2019exploitation des zones d\u00e9sertiques ne devrait \u00eatre envisag\u00e9e que lorsque toutes les autres possibilit\u00e9s auront \u00e9t\u00e9 \u00e9puis\u00e9es.
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\nLe potentiel mondial de toutes les \u00e9nergies renouvelables (incluant l\u2019exploitation de 10\u00a0% de la surface des d\u00e9serts) repr\u00e9sente dix fois la demande \u00e9nerg\u00e9tique mondiale actuelle. Cela ne correspond pourtant qu\u2019\u00e0 0,04\u00a0% du rayonnement solaire sur Terre[8]<\/a>. <\/p>\n

Vers une soci\u00e9t\u00e9 solaire<\/h2>\n


\nL\u2019alimentation en \u00e9nergie d\u2019une soci\u00e9t\u00e9 durable devrait donc provenir essentiellement du soleil. Chaque toit, chaque fa\u00e7ade et chaque parking peut contribuer \u00e0 un avenir \u00e9nerg\u00e9tique durable. Les \u00e9missions de CO2<\/sub> ne cessant d\u2019augmenter, il est toujours plus urgent d\u2019agir pour \u00e9viter la catastrophe climatique plan\u00e9taire. D\u2019un point de vue \u00e9nerg\u00e9tique, il est possible de remplacer tous les combustibles fossiles par l\u2019\u00e9nergie solaire en quelques ann\u00e9es, et non en quelques d\u00e9cennies[9]<\/a>. Les technologies sont pr\u00eates et le photovolta\u00efque est de surcro\u00eet la forme d\u2019\u00e9nergie la plus avantageuse, alors m\u00eame que les combustibles fossiles du monde entier ont b\u00e9n\u00e9fici\u00e9 de subventions \u00e0 hauteur de 5300\u00a0milliards de dollars en\u00a02017[10]<\/a>. Si cet argent \u00e9tait investi dans la construction de panneaux et de centrales photovolta\u00efques, il ne faudrait que huit ans pour installer deux fois plus de dispositifs que n\u00e9cessaire pour remplacer tous les combustibles fossiles.
\n
\nLa Suisse pourrait ouvrir la voie \u00e0 la soci\u00e9t\u00e9 solaire\u00a0: d\u2019une part en \u00e9tendant massivement les capacit\u00e9s photovolta\u00efques aux surfaces d\u00e9j\u00e0 imperm\u00e9ables, d\u2019autre part en r\u00e9duisant le besoin en \u00e9nergie et en r\u00e9alisant la soci\u00e9t\u00e9 \u00e0 2000\u00a0watts.<\/p>\n

  1. Voir Lenton et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  2. Selon le D\u00e9partement des affaires \u00e9conomiques et sociales des Nations unies (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  3. Voir Willett et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  4. Voir Smith et al. (2012) ainsi que Desing et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  5. Kleidon (2012). [<\/span>]<\/a><\/li>
  6. Desing et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  7. Desing et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  8. Desing et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li>
  9. Desing et Widmer (soumis). [<\/span>]<\/a><\/li>
  10. Coady et al. (2019). [<\/span>]<\/a><\/li><\/ol>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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