Janco(vini-vidi)vici: énergie, mesure et démesures, climat

http://www.dailymotion.com/video/x5zgex
Extraits audios d’après introduction de la conférence donnée par Jean-Marc Jancovici le 1er avril 2008 à l’occasion de l’Assemblée Générale annuelle de l’Association des Ingénieurs ESPCI:  » l’ingénieur face à la contrainte carbone – Quels défis pour le 21e siècle ?  » Cette intervention est disponible en intégralité ici: http://www.espci.org/fr/jancovici

***

Jean-Marc Jancovici est certainement l’un des plus brillants (au sens d’éclairant) représentant de la face quantitative de notre montagne écologie, celle de la mesure. Pour lui, tout est question de chiffre et d’ordre de grandeur. Soit une proposition qui se résume par la formule non idéolo-moralisante suivante:  » c’est la dose qui fait le poison « . Au passage, le simple fait, et pourtant nécessaire, de devoir rappeler que les choses ne sont pas mauvaises en elles-mêmes est proprement stupéfiant en ce début de XXIème siècle. Un symptôme de notre pensée qui tend à valider la thèse qui dit que, qualitativement parlant, il n’y a bien rien de nouveau sous le soleil.

Et voilà bien la thèse que défend Jean-Marc Jancovici, rien de nouveau sous le soleil de notre civilisation, sinon l’amplitude des (mêmes) phénomènes à l’oeuvre: croissance démographique et consommation d’énergie primaire. Notre manière de vivre le monde n’a en rien changé, exception faite que nous disposons chacun d’une quantité d’énergie sans commune mesure avec celle de nos ancêtres, même récents. Et c’est là que les chose s’enchainent une fois le lien (re)fait entre quantité d’énergie disponible, ou tout du moins mobilisable par chacun, et la pression que chacun est en mesure d’exercer aujourd’hui sur son environnement. Car qu’est-ce que l’énergie sinon un potentiel de changement appliqué à la transformation de son environnment ? L’énergie, c’est à dire la grandeur qui permet de caractériser un changement d’état dans un système, et bien ce n’est que ça. Un fait que Jancovici illustre de manière tout à fait pédagogique à travers la notion d’esclave énergétique. Nous est ainsi énuméré par fonction, le nombre d’esclaves (calorifique, mécanique, électrique, etc.) dont nous disposons quotidiennement nous autres les « nababs » occidentaux qui bénéficions d’un coût réel de l’énergie presque nul.

Source et  (c) Jean-Marc Jancovici

A partir de là, comment maintenir le système économique et social en place avec un coût réel de l’energie (de l’amont à l’aval, du coût « à la pompe » au coût sur le climat) qui ne peut que (re)devenir croissant ? Mondialisation, étalement urbain, développement du loisir, tous phénomènes peuvent-ils se poursuivre dans une société occidentale qui connaîtrait un renchérissement très significatif de ses approvisionnements énergétiques?

Si l’on peut reprocher, à raison, au modèle proposé par Jancovici cette stricte égalité entre processus de civilisation et disponibilité de l’énergie, on rappelera également que celui-ci se place dans le cadre de notre civilisation occidentale, et que, simplifiant les variables à l’oeuvre, celui-ci offre une vision mécanique tout à fait éclairante. Une matière première première dont la qualité est aussi d’être non moralinée, fait assez rare en ces temps de disette de l’analyse, comme de l’expertise.

***

http://www.dailymotion.com/video/x68pzg
Extraits audios d’après introduction de la conférence donnée par Jean-Marc Jancovici le 1er avril 2008 à l’occasion de l’Assemblée Générale annuelle de l’Association des Ingénieurs ESPCI:  » l’ingénieur face à la contrainte carbone – Quels défis pour le 21e siècle ?  » Cette intervention est disponible en intégralité ici: http://www.espci.org/fr/jancovici

***

+ Energie et changement climatique : éléments de base sur l’energie au 21e siècle
Cours de JMJ donné aux élèves-ingénieur de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris en mai et juin 2008, 7 modules de 2h chacun (vidéos et supports de cours disponibles).

Points de vue sur l’état de la ressource pétrolière

Dans un contexte de crise financière, deux émissions, deux angles d’attaque sur l’état de la ressource pétrolière:

• Etat des lieux de la ressource avec Thierry Desmarest, Président de Total. Source: la rumeur du monde, France Culture,  émission du samedi 9 février 2008.

http://www.dailymotion.com/video/x4cvw0 

• 100 dollars le baril peak-oil ou spéculation? Source: Du grain à moudre, France Culture, émission du jeudi 7 février 2008

http://www.dailymotion.com/video/x363wm

Dernière étude de l’Insee sur la consommation d’énergie des ménages. Autant de dépenses en carburants qu’en énergie domestique. Les dépenses d’énergie domestique et de carburants ont représenté 7,3 % du budget des ménages en 2006. Un pic à plus de 10 % avait été atteint en 1985. Consultez l’étude

L’agriculture est-elle redevenue un problème majeur pour l’humanité ?

       Alors que le rapport de l’organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) concernant l’agriculture biologique et sécurité alimentaire (2007) déclarait que:  » (…) une conversion planétaire à l’agriculture biologique, sans défrichement de zones sauvages à des fins agricoles et sans utilisation d’engrais azotés, déboucherait sur une offre de produits agricoles de l’ordre de 2640 à 4380 kilocalories par personne et par jour (…) »

***

Fourchette à rapporter aux dépenses de base de l’organisme (respiration, régulation thermique, digestion, etc.), qui s’évaluent à environ 1 600 calories par jour. Et sachant que, d’après l’article de synthèse  »alimentation et santé » du site vivre-au-quotidien.com, les besoins alimentaires de l’individu se divisent en deux groupes : les besoins d’énergie d’une part, les besoins en protection de l’autre. Les premiers sont couverts par les glucides et par les lipides, les seconds par les protides, les vitamines et les sels minéraux. Rappelons que pour les glucides (sucres) et les protéines (matières azotées) , 1 g de matière restitue 4 calories, tandis que chez les lipides (graisses), 1 g donne 9 calories.

Nous consommons de l’énergie en permanence comme le simple fait de respirer use des calories. Ainsi si notre ration énergétique, ou calorique, est insuffisante, nous brûlons nos propres tissus pour nous procurer les calories nécessaires. Les besoins énergétiques varient donc selon notre sexe, notre âge, notre taille, notre ossature, notre activité. On peut donc envisager qu’il existe pour chacun un poids idéal, auquel correspond un apport calorique précis (ou presque). Une femme de taille moyenne, 165,1 cm, d’ossature fine, devrait avoir un poids moyen de 55 kg.

Le U.S. Board of Nutrition a ainsi établi une échelle individuelle par tranches d’age fixant le nombre de calories souhaitable en fonction du poids idéal à 25 ans. Calories nécessaires : pour un homme de 25 ans : 725 + 31 fois le poids idéal; 45 ans : 650 + 28 fois le pi; 85 ans : 550 + 23,5 fois le pi - pour une femme de 25 ans : 525 + 27 fois le pi; 45 ans : 475 + 24,5 fois; 65 ans : 400 + 20,5 fois le pi. Ceci étant dit afin de fixer les ordres de grandeur à minima.

***

Le rapport de la FAO de continuer comme suit:

 » (…) dans les pays en développement, l’intensification durable de la production agricole par le biais de pratiques biologiques permettrait d’accroître la production de 56 pour cent. En moyenne, le rendement des cultures biologiques est comparable à celui des cultures conventionnelles. On observe cependant une diminution effective des rendements lors du passage de modes de production à fort coefficient d’intrants à des systèmes de production biologique. À l’inverse, les rendements agricoles sont pratiquement multipliés par deux dès lors que l’on passe de systèmes de production à faible apport d’intrants à des modes de production biologique (…)«  

Dans ce contexte, comment apprécier l’article de Frédéric Lemaître « Une crise alimentaire majeure se profile » publié dans Le Monde du 08.02.08 ?  

Extraits [annotés] :  

« Une crise alimentaire majeure se profile »

(…) Ces mouvements [hausse du prix de la galette de maïs au Mexique et des pâtes en Italie, janvier et septembre 2007] sont en fait le reflet d’une crise majeure : les difficultés accrues que rencontrent de par le monde des centaines de millions de personnes pour se nourrir.

La raison est simple : viande et céréales sont devenus inabordables pour les plus modestes, dans les campagnes mais aussi dans les villes, un phénomène nouveau. Le Mexique et l’Italie ne sont pas des cas isolés. Les émeutes de la faim se multiplient. Le Maroc, l’Ouzbékistan, le Yémen, la Guinée, la Mauritanie et le Sénégal ont également été le théâtre de manifestations directement liées à l’augmentation du prix de produits alimentaires de première nécessité. « Ce phénomène inquiète bien davantage les gouvernements que l’augmentation du prix de l’essence », confiait, au Forum de Davos en janvier, le responsable d’un grand organisme international.

Signe de l’inquiétude grandissante : alors que l’Organisation mondiale du commerce (OMC) tente de boucler dans les semaines à venir un accord libéralisant les échanges de produits agricoles, les pays sont, au contraire, de plus en plus nombreux à limiter les exportations de céréales, en instaurant des quotas ou en relevant les taxes de manière parfois prohibitive. Après l’Argentine et l’Ukraine, la Russie et la Chine (exportatrice de maïs) viennent d’adopter de telles politiques restrictives. Leur objectif est clair : privilégier le marché intérieur pour éviter les tensions sociales.

[Un phénomène cyclique, jusqu’ici le plus souvent lié aux alés climatique si l’on se rappelle, entre autre, que :

• entre 1972, l’URSS anticipant de mauvaises récoltes de son blé intérieur, entre secrètement sur le marché mondial et réussi à s’approprier la quasi-totalité des surplus exportables. Associé à une production mondiale moyenne sur les deux années suivante, cette manœuvre a conduit à un doublement du prix du blé sur le marché mondial. Durant cette période, des exportateurs tels que les USA (50%) durent sélectionner la destination de leur surplus, privilégiant les pays «amis».

• Plus près de nous, de 1995 et 2000, la Chine, jusque-là autosuffisante en soja, est devenue brutalement le plus grand importateur du monde, à hauteur de plus de 40 % de son approvisionnement.

• Suite à la vague de chaleur de l’été 2003 en Europe, toutes les exportations de blés ont été gelées le temps d’évaluer les pertes.

• Par peur d’une explosion du prix intérieur de son riz face à la demande croissante de la Chine (chute de la production de 10 millions de tonnes sur 2004), le Vietnam (2^ème exportateur mondial) bloque ses exportations vers la Chine entre fin 2004 et mi 2005.]

L’envolée des prix en 2007 est, il est vrai, impressionnante. Sur un an, l’indice de la FAO, l’organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture, a bondi de près de 36 %. « En valeur absolue, nous ne sommes pas à des records historiques, mais on a rarement vu de telles variations« , constate Abdulreza Abbassian, économiste à la FAO.

Plusieurs facteurs se conjuguent. L’augmentation de la demande, la stagnation de l’offre et les coûts croissants du transport maritime.  

L’augmentation de la demande est une bonne nouvelle. En s’embourgeoisant, Brésiliens, Chinois et Indiens adoptent de nouveaux goûts alimentaires. En moins d’une génération, la consommation de viande par Chinois est passée de 20 à 50 kilos, ce qui a une incidence directe sur la demande de céréales fourragères [nécessaire pour l'alimentation du bétail]. Vue la croissance économique des pays émergents, tout indique que ce phénomène va se poursuivre. Comme on dénombre par ailleurs 28,5 millions de bouches supplémentaires à nourrir par an – la population doit passer de 6,5 milliards aujourd’hui à environ 9 milliards dans la deuxième moitié du siècle -, la demande n’est pas près de diminuer.

De son côté, l’offre est à la peine. En raison d’aléas climatiques, les récoltes ont souvent été médiocres voire mauvaises dans plusieurs greniers de la planète comme l’Ukraine et l’Australie [déforestation et sécheresse en Autralie]. Les stocks n’ont jamais été aussi bas depuis trente ans. L’Europe, qui croulait jadis sous ses réserves, devrait cette année importer 15 millions de tonnes de céréales. Un record.

La flambée des cours du pétrole provoque, de son côté, un double effet négatif : elle renchérit le coût du transport maritime, qui représente désormais le tiers du prix des céréales. [30 millions d'agriculteurs utilisent du pétrole, 300 Millions des attelages, 1 milliard travaillent à pied, donc le prix du pétrole ?]Surtout, elle rend les biocarburants de plus en plus attractifs. Sucre, maïs, manioc, oléagineux sont donc détournés de leur finalité nourricière.

(…) Pression démographique, croissance économique, réchauffement climatique… A ces trois raisons souvent mises en avant s’en ajoute une quatrième, tout aussi fondamentale : l’erreur des politiques menées jusqu’à présent. Dans son rapport sur le développement publié en octobre 2007, la Banque mondiale le reconnaît sans fard : pendant vingt ans, les responsables ont tout bonnement oublié l’agriculture. Alors que 75 % de la population pauvre mondiale vit dans les espaces ruraux, seulement 4 % de l’aide publique va à l’agriculture dans les pays en développement. Prenant le contre-pied de la politique privilégiée jusqu’ici par le Fonds monétaire international (FMI) et par elle-même, la Banque mondiale reconnaît que la croissance de l’agriculture et donc la réduction de la pauvreté dépendent d’investissements publics dans les infrastructures rurales (irrigation, routes, transports, énergie…).

Ces efforts seront d’autant plus nécessaires que le réchauffement climatique constitue, d’après les experts, un danger majeur pour l’agriculture mondiale. « Les zones touchées par la sécheresse en Afrique subsaharienne pourraient augmenter de 60 à 90 millions d’hectares (…) d’ici à 2060. (…) Le nombre de personnes souffrant de malnutrition pourrait augmenter de 600 millions d’ici à 2080″, prévoyait l’ONU en 2007. (…) Le 1er février, la revue Science a publié les prévisions de l’université Stanford de Californie selon lesquelles le sud de l’Afrique pourrait perdre plus de 30 % de sa production de maïs, sa principale récolte, d’ici à 2030. De leur côté, l’Indonésie et l’Asie du Sud-Est verraient leurs principales cultures diminuer d’au moins 10 %. « C’est inquiétant. On ne pensait pas que cela irait si vite », reconnaît la FAO.

Il va donc falloir produire davantage. Certains préconisent d’augmenter les surfaces agricoles, mais le réchauffement climatique et l’urbanisation croissante vont plutôt réduire l’espace disponible. Accroître le rendement est également possible. Mais l’agriculture intensive consomme davantage d’eau, un bien qui devient rare et précieux. Reste le développement des organismes génétiquement modifiés, mais leur utilisation est, on le sait, contestée.

[ En relation avec ce dernier paragraphe, la vidéo suivante reprend certains extrait de l’émission “Comment nourrir la planète“, du grain à moudre, France Culture]

http://www.dailymotion.com/video/x3nwef

[Ajoutons que d’après l’UNCCD, un tiers de la superficie des terres émergées du globe - 4 milliards d’hectares, soit l’équivalent de la surface forestière – est menacé par la désertification, que plus de 250 millions de personnes sont directement affectées par ce problème, et que 24 milliards de tonnes de sols fertiles disparaissent chaque année. Principales causes: l’agriculture et l’élevage qui quand intensifs conduisent à la déforestation, au surpaturage et à l’accélération de l’érosion des sols]

http://www.dailymotion.com/video/x3qpxk

Source : http://www.earth-policy.org/Indicators/

[Et l'article de conclure] A l’aube du XXIe siècle, l’agriculture est donc redevenue un problème majeur pour l’humanité.

***

A la suite de cet article, il n’est sans doute pas ininterressant de s’attarder quelque peu sur l’article « 12 mythes sur la faim dans le monde » dont la traduction française est disponible à cette adresse: http://taraquebec.org/a-mythes.html

***

Mythe n° 1, il n’y a pas assez de nourriture pour tous: En réalité il y a abondance et non pénurie. La production mondiale de blé, riz et autres céréales est suffisante pour fournir à chacun 3 500 calories par jour, sans compter les féculents, légumes, noix, racines, fruits, viande et poisson. Nous pouvons apporter l’équivalent de 2 kg de denrées, par jour et par personne, à toute la planète: 1,2 kg de céréales, graines et noix, environ 450 g de fruits et légumes, et presque autant de viande, lait et oeufs. C’est suffisant pour rendre tout le monde obèse! La difficulté est que beaucoup sont trop pauvres pour acheter ces denrées. Même les pays qui souffrent de famine endémique auraient aujourd’hui la capacité de nourrir leur population, beaucoup d’entre eux étant des exportateurs agricoles!

Mythe n° 3, la surpopulation: En réalité, les taux de natalité sont en train de décroître rapidement au niveau mondial, alors que les dernières régions du tiers monde à parvenir à ce stade amorcent leur transition démographique – lorsque le taux de natalité chute en réponse au déclin de la mortalité. Bien que la croissance démographique reste une préoccupation sérieuse dans nombre de pays, on ne peut, en aucun cas, justifier la faim qui y sévit par la densité de la population. Face à des pays comme le Bangladesh, surpeuplé et pauvre en ressources, nous trouvons le Nigeria, le Brésil ou la Bolivie, où la faim coexiste avec d’abondantes ressources alimentaires. Le Costa Rica, avec une surface cultivée par habitant de moitié inférieure à celle du Honduras, a une espérance de vie moyenne de onze ans supérieure à celle de son voisin. Elle approche des normes occidentales et c’est assurément un indicateur du degré de nutrition de la population. La démographie galopante n’est pas la cause première de la faim (…)

Mythe n° 4, augmenter la production alimentaire peut nuire à l’environnement: Nous devrions certes nous inquiéter d’une crise écologique qui menacerait notre production alimentaire; mais les besoins mondiaux ne sont pas tels qu’il nous faille sacrifier l’équilibre de la planète. Ce ne sont pas nos efforts visant à nourrir les affamés qui peuvent être la cause d’une catastrophe écologique. Les principaux responsables sont les multinationales qui pratiquent la déforestation dans les pays pauvres et soutiennent la demande artificielle qu’elles ont créée dans les pays riches pour les bois tropicaux, les fruits exotiques et les légumes hors-saison. La plupart des pesticides utilisés dans le tiers monde concernent les productions agricoles d’exportation, ce qui ne contribue guère à lutter contre la faim. Aux Etats-Unis, les pesticides permettent d’offrir au consommateur des denrées plus appétissantes que nature, mais n’améliorent en rien leur valeur nutritionnelle. Pourtant, il existe déjà de nombreuses alternatives en matière de culture saine, et bien d’autres encore sont à l’étude. Le succès de l’agriculture biologique, aux Etats-Unis, laisse augurer des changements positifs. Les résultats spectaculaires de Cuba, sorti de la crise alimentaire de ces dernières années par l’application d’une politique agricole autosuffisante sans utilisation de pesticides, constitue également un exemple. Les alternatives agricoles respectueuses de l’environnement sont plus productives que les techniques destructrices.

***

A cette dernière phrase sans doute faudrait-il ajouter à long terme, et cela selon le type de culture. Mais finalement quels enseignements tirer de ces différentes sources d’information, pas toujours convergentes. L’activité agricole s’appuie sur un socle physique, un climat et une surface de terre cultivable, un socle biologique, le renouvellement et l’aération des sols productifs. Le commerce agricole s’appuie quand à lui sur la rencontre d’une offre - dont les capacités sont principalement déterminées par les deux socles précédents auxquels on ajoutera l’aléa climatique, les aides à la production et plus généralement l’organisation et administration de cette dernière – et d’une demande tirée quand à elle par une démographie et un revenu moyen à rapporter aux prix à la consommation. Prix eux-mêmes déterminés par les capacités de l’offre (prix de production), la solvabilité de la demande exprimée en fonction de facteurs aussi divers que les coûts de transport et de main d’œuvre, de la marge des distributeurs, et ainsi de suite. Alors si le système semble bien fuir de quelque part, où peuvent se situer là ou les pièces défectueuses ? Quelques éléments de réponse. A court terme, la crise actuelle semble plus économique qu’écologique, la victime, le petit producteur agricole plus que l’environnement. Jusqu’à la suite…

En moyenne, seulement 15% de la production agricole s’échangent à l’international – Café 45 %, Thé 40 %, Sucre 20 %, Blé 19 %, Lait 10 %, Viande 9 % – à un prix mondial fortement volatil – par exemple si la quantité de lait baisse de 10%, son prix monte de 20 à 30%, c’est  »l’effet de King » - et souvent déprimé, c’est à dire ne couvrant pas les coûts de production de la plupart des producteurs.

Le marché mondial n’est pas un marché concurrentiel, l’espace économique international étant tout sauf homogène. L’agriculture manuelle représente encore aujourd’hui 1 200 millions de producteurs, l’agriculture attelée 300 millions, l’agriculture mécanisée, 50 millions. Globalement, les rendements de l’agriculture manuelle « traditionnelle » représentent environ 10 quintaux/actif /an, contre 10 000 quintaux /actif/an pour l’agriculture mécanisée   »moderne ».

Or ces échanges sur les marchés internationaux concernent au premier chef les pays pauvres les plus dépendants de leurs exportations agricoles, et dont les marchés intérieurs non protégés demeurent  très peu solvables. Blandine Cheyroux de l’Institut national agronomique de Paris : « Un petit producteur Malien de coton se retrouve alors sur le même marché que l’industriel américain. Le Malien va cultiver 1 hectare avec un rendement d’1, 5 tonnes à l’hectare par an, l’Américain suréquipé : 1250 tonnes par an. Il y a 850 fois plus de travail dans une balle de coton malien qu’américain, on rémunère 1000 fois moins cher le paysan malien que l’Américain, sans compter les subventions à l’importation.«  Cet exemple se généralise sur l’ensemble des productions, de sorte que 75 % des personnes qui souffrent de la faim dans le monde sont des agriculteurs.

« Très curieusement, ceux qui ont faim ne sont pas des consommateurs acheteurs qui n’auraient pas assez d’argent pour acheter leur nourriture, ce sont des consommateurs producteurs de produits agricoles et de nourriture. 75% sont des ruraux. Parmi eux, 9/10e sont des paysans pauvres, des ouvriers agricoles mal payés et leur famille. Les 25% restants sont des paysans pauvres et affamés, récemment condamnés à l’exode par la pauvreté et la faim, qui vivent dans les camps de réfugiés ou les bidonvilles. » Marcel Mazoyer

S’il existe bien une offre et une demande agricole internationale, s’y tenir pour fixer un prix mondial universel implique nécessairement une politique de moins disant avec des prix bas compensés par des aides dont ne profitent que les paysans des pays les plus développés (PAC en Europe, Fair Act aux USA). 

Sans doute faut-il donc retenir au final que nous vivons dans une économie de marché où l’agriculture est pilotée par l’aval dans le monde entier. Or à l’aval de l’aval, on trouve toujours le consommateur, et sa subjectivité.

 ***

Plus loin:

• Les différents travaux de Marcel mazoyer;

 » (…) Il faut d’abord comprendre ce que sont les prix internationaux : c’est le prix des excédents vendables par les pays qui ont soit la meilleure productivité, soit les plus bas salaires, soit les plus fortes subventions. Le prix international permet à un capitaliste argentin de tourner avec des ouvriers à mille dollars par an. Il permet aussi à un agriculteur américain de tourner avec cent mille francs de subventions par actif et par an, et à peu près la même chose en Europe. Bref, ces prix internationaux sont inférieurs aux prix de revient pratiqués à l’intérieur du pays, car ils prennent notamment en compte les délocalisations. J’ai lu dans Le Monde récemment qu’une fameuse société française de poulets, dont la moitié des volailles est produite à dix francs le kilo en France, produit une autre moitié à sept francs le kilo au Brésil, avec des salaires quatre ou cinq fois moindres. Et tenez-vous bien, c’est la production brésilienne qu’ils vendent en Europe. Du coup, ils sont obligés d’exporter la production française avec une subvention. Bref, plus ils importent du Brésil, plus ils touchent de subventions à l’exportation. Peut-on imposer de tels prix à trois milliards de paysans? Peut-on prendre le risque en Europe de voir les prix s’imposer et des subventions menacées pour cause de rigueur budgétaire ? « 

• L’agriculture biologique peut-elle nous nourrir tous ? Un article de Brian Halweil pour le Worldwatch Institute.

 

Eh bien ! dansez maintenant ?

http://www.dailymotion.com/video/3JB5SiXAEmODOpOUT

Source audio d’après : « Comment nourrir la planète« , du grain à moudre , France Culture
Source vidéo d’après : « Salomé« , de Carlos Saura

+ Ecouter en ligne : Comment expliquer la pénurie agricole ? Science publique du 14/12/2007 - France culture.

Centre d’analyse stratégique : rapport sur les perspectives énergétiques de la France 2020-2050

     Le Centre d’analyse stratégique (ancien Commissariat général du Plan) vient de publier sur son site Internet le rapport de la « commission Énergie » mise en place par et présidée par Jean Syrota. Suite à la saisine adressée par le Premier ministre au Centre d’analyse stratégique en mai 2006, la Commission énergie a donc rassemblé de juin 2006 à septembre 2007 les différents acteurs et partenaires de la filière énergie afin de constituer une réflexion d’ordre technique. Ce rapport sera l’une des contributions au groupe de travail n° 1 du Grenelle de l’Environnement : « Lutter contre les changements climatiques et maîtriser l’énergie« .

Sans entrer dans le détail des diverses recommandations du rapport, qui font par ailleurs déjà débat (voir ici), la note suivante reprend quelques extraits chiffrés de l’état des lieux dressé à l’occasion de la présentation du document.

***

En France, le CO2 est le principal contributeur des gaz à effet de serre, loin devant le dioxyde d’azote (NO2) et le méthane (CH4), sachant que les différents GES n’ont pas du tout le même potentiel de réchauffement planétaire.

Potentiel de réchauffement planétaire
GES	Formule	PRP de 100 ans	Durée de vie dans l’atmosphère
Dioxyde de carbone	CO2	1	Variable
Méthane	CH4	21	12 ± 3
Oxyde nitreux	N2O	310	120
Hexafluorure de soufre	SF6	23 900	3 200

Le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2) sont émis lors des phénomènes de combustion. Le dioxyde d’azote est un polluant secondaire issu de l’oxydation du NO. Les sources principales sont les véhicules (près de 60%) et les installations de combustion (centrales thermiques, chauffages…).

Les principales sources de CH4 sont quant à elles:

• Les zones humides : 32% des émissions suite à l’action des l’action de bactéries méthanogènes en milieu anaérobie.

• Les énergies fossiles : 21% des émissions. Le gaz naturel est composé à 90% de méthane. Les fuites lors de son extraction, de son transport, de son traitement et de sa distribution pourraient représenter jusqu’à 2% de la production de gaz naturel, les trois quarts de ces fuites ayant lieu chez le client, après le compteur.

• Les ruminants : 16% des émissions en tant que produit de la digestion incomplète lors de la fermentation gastro-entérique. Une seule vache peut émettre 100 à 500 litres de méthane par jour.

• Les déchets humains : 12% des émissions suite à la fermentation des déchets

• La biomasse : 10% des émissions proviennent de la combustion incomplète des végétaux, mais surtout de leur décomposition organique naturelle.

• Les sédiments et océans : 4% des émissions par libération des roches contenant du clathrates.

La concentration de méthane dans l’atmosphère a augmenté d’environ 150 % depuis 1750 et atteint aujourd’hui un taux inégalé dans l’histoire.

***

D’après le scénario tendanciel de l’Agence Internationale de l’Energie, les émissions de CO2  dans le monde seraient multipliées par 2,3 d’ici 2050 (+ 20 000 millions de tonnes). Une bonne part de cette augmentation étant due à la croissance des pays en voie de développement (2/3), le reste aux pays de l’OCDE (1/3).

En France, deux secteurs critiques représentent à eux seuls plus de 50 % des émissions de CO2 : le secteur résidentiel-tertiaire (systèmes de chauffage) et les transports. Leur évolution est particulièrement préoccupante : + 14 % pour les transports de 1990 à 2000 puis fléchissement, + 6 % pour le résidentiel – tertiaire de 1990 à 2000 puis stabilisation.

L’objectif « facteur 4 » européen (division par quatre des émissions de gaz à effet de serre, à l’horizon 2050) nécessitera que les émissions françaises soient limitées à 2,2t CO2/hbt, soit une division par 2,6 des niveaux de 1990. Ce qui impliquera donc très rapidement selon le rapport:

• une rénovation énergétique de l’habitat existant doit être réalisée à un rythme soutenu ;

• une réduction impérative de la consommation de produits pétroliers dans les transports (diminution des consommations unitaires des véhicules, modification des modes de déplacement,…)

***

Quelle est la situation de nos partenaires européens ? Le poids de la France au sein de l’UE est relativement faible en termes d’émissions de CO2 du fait d’un mix énergétique largement dominé par la production d’électricité d’origine nucléaire (près de 80 % de la production en 1990).

Rappel des objectifs européens en matière énergétique :

Voir en ligne :

• Rapport
• Résumé
• Présentation powerpoint
• Annexes 

Les rapports finaux des différents groupes de travail de la commission Énergie :

• Les enseignements du passé en matière de prospective énergétique, notamment du point de vue des effets des prix et des politiques publiques, ainsi que des comportements des consommateurs.

• Les perspectives offre/demande dans le monde et leurs conséquences géopolitiques (« peak oil », réserves en sources d’énergie renouvelables ou non,…) 

• Les évolutions technologiques dans les domaines du nucléaire, de l’éolien, du solaire, du charbon propre, de l’habitat…, avec un échéancier de mise en œuvre et les coûts associés 

• Les orientations européennes à prendre en compte par la France dans l’Union européenne 

• Les scénarios énergétiques : leur modélisation.

Notions sur la production électrique nucléaire française

     Au moment où se prépare le Grenelle de l’environnement, il est peut-être utile de rappeler quelques points concernant le nucléaire civil: quelle part de l’énergie électrique d’origine nucléaire, quel fonctionnement des centrales et pour quelles vulnérabilités environnementales ?

La production d’énergie électrique en France

En 2005 d’après DGEMP / Observatoire de l’énergie, avril 2006 : Électricité en France : les principaux résultats en 2005 et en production brute :

• la contribution du parc nucléaire atteint 451,5 TWh, en progression de 0,7% ;

• la production hydraulique chute à nouveau fortement (-12,4%) et atteint à peine les 57,9 TWh ;

• la production thermique classique rebondit (+11,0%) avec 65,9 TWh, le niveau de production thermique répond à l’important déficit hydraulique ;

• la production éolienne passe de 0,6 TWh en 2004 à 1,0 TWh en 2005.

La production totale nette[1] d’électricité s’élève donc à 549,4 TWh (+0,1%) et se répartit en 430,0 TWh nucléaires (78%), 57,2 TWh hydrauliques et éoliens (11%) et 62,2 TWh thermiques classiques (11%).

Fonctionnement

     Une centrale nucléaire est une centrale utilisant la fission nucléaire pour produire une chaleur dont une partie sera récupérée pour être transformée en électricité « transportable ».

1.       La fission des atomes engendre de la chaleur, énergie nucléaire.

2.     A partir de cette chaleur, on fait chauffer de l’eau.

3.       L’eau ainsi chauffée permet d’obtenir de la vapeur.

4.       La pression de cette vapeur fait tourner une turbine, énergie mécanique.

5.       La turbine entraîne alors un alternateur qui produit de l’électricité

***

La différence essentielle entre une centrale nucléaire et une centrale thermique « classique » réside donc dans le remplacement de chaudières à combustibles fossiles (fuel, charbon…) par un réacteur nucléaire. Il existe différentes filières de centrales, chacune se caractérisant par l’association de trois éléments principaux :

• le combustible : uranium naturel, uranium enrichi ou plutonium ;

• le modérateur : soit le type de substance utilisée pour favoriser le développement de la réaction en chaîne : eau ordinaire, eau lourde ou graphite ;

• la caloporteur : soit le fluide en charge de « transporter » la chaleur produite par la fission  du combustible nucléaire : eau ordinaire sous pression ou en ébullition, eau lourde, gaz carbonique, sodium ou hélium… 

     Les centrales nucléaires françaises appartiennent à la filière dite REP, eau sous pression. Le combustible nucléaire est générallement de l’uranium enrichi, alors que le modérateur et le caloporteur sont de l’eau ordinaire sous pression. Cette filière REP est également la plus répandue dans le monde. Le schéma et l’explicatif suivant sont extraits d’après le site internet de la  Société française d’énergie nucléaire

Schéma de fonctionnement d’un Réacteur à Eau sous Pression (REP)

Le circuit primaire est donc en charge d’extraire de la chaleur à partir d’un uranium légèrement enrichi (isotope 235). Celui-ci est conditionné sous forme de petites pastilles empilées dans des gaines métalliques étanches placées dans une cuve en acier remplie d’eau. Cet ensemble forme le cœur du réacteur, c’est à dire le siège de la réaction en chaîne qui porte l’eau de la cuve à plus de 300°C. Celle-ci est alors maintenue sous pression pour éviter toute ébullition et circule dans un circuit fermé appelé circuit primaire.

Le circuit secondaire est en charge de produire la vapeur d’eau. Circulant au contact des tubes du circuit primaire, il y a transmission de chaleur à l’eau du circuit secondaire. Celle-ci s’échauffe et se transforme en une vapeur qui va faire tourner la turbine entraînant l’alternateur qui produit l’électricité. Après son passage dans la turbine, la vapeur est condensée et renvoyée vers le générateur de vapeur pour un nouveau cycle.

Le circuit de refroidissement est précisement en charge de condenser cette vapeur et d’évacuer les surplus de chaleur. Pour que tout système fonctionne en continu, il faut en assurer le refroidissement. Voilà qui est précisément le but de ce troisième circuit indépendant des autres : condenser la vapeur en sortie de turbine. Pour cela est aménagé un condenseur, appareil formé de milliers de tubes afin de maximiser la surface de contact avec l’eau à refroidir. Ces tubes sont alimentés en eau froide par une source extérieure, le plus souvent un cours d’eau. Au contact des tubes, la vapeur d’eau se condense pour redevenir une eau liquide. L’eau du condenseur est par suite rejetée au milieu, légèrement échauffée.

Si le débit de la rivière est trop faible, ou si l’on veut limiter son échauffement, on utilise également des tours de refroidissement aéroréfrigérantes. L’eau échauffée provenant du condenseur est donc répartie à la base de la tour pour être est refroidie au contact du courant d’air ascendant qui parcours la tour. L’essentiel de cette eau retourne ensuite vers le circuit de refroidissement tandis qu’une partie s’évapore dans l’atmosphère, d’où ces panaches de fumée blanche caractéristiques.

Vulnérabilités environnementales

     Sans parler du problème de  l’élimination  des déchets et du risque d’accident grave de fonctionnement, nous savons maintenant que pour exploiter l’énergie nucléaire en France, il est nécessaire de disposer d’une source d’eau chaude et d’une source d’eau froide.

Pour un réacteur de type REP, la source chaude est donc fournie par l’eau du circuit primaire, à une température moyenne - 300°C - variable selon la puissance des centrales. La source d’eau froide est quant elle fournie par l’eau d’un fleuve ou de la mer, ou encore par l’air ambiant circulant dans des tours aéroréfrigérantes.

Sur ce dernier point certaines vulnérabilités environnementales sont donc à prendre en considération dans un contexte de variations climatiques accentuées, tant en termes de canicule et sécheresse prolongée, que d’inondation:

• des réacteurs nucléaires arrêtés car impossibles à refroidir (eau des rivières trop chaude) ;

• des réacteurs nucléaires arrêtés pour débit de rivière insuffisant (limites légales atteintes) ;

• des réacteurs nucléaires arrêtés par inondation des centrales situées notamment en bord de mer.

Voir à ce sujet le bilan de la canicule 2003 pour le nucléaire français du RSN.

---

[1] La production nette est la production brute diminuée de l’autoconsommation nécessaire pour la production.

L’écosystème

Notion de base sur les écosystèmes

     Un écosystème est un complexe dynamique composé de communautés de plantes, d’animaux et de microorganismes et de la nature inerte, sujet à des interactions en tant qu’entité fonctionnelle. Les écosystèmes varient énormément en taille, en durée de vie et en fonction. Un bassin temporaire dans le creux d’un arbre et un bassin océanique sont tous deux des exemples d’écosystèmes. Définition d’après groupe de travail sur le cadre conceptuel de l’Évaluation des écosystèmes pour le Millénaire.

    Les communautés de plantes, d’animaux et de microorganismes sont autrement dénommés biocénose. Celle-ci se caractérise par une chaîne alimentaire (ou trophique), allant du producteur primaire (le végétal fabriquant de la matière organique à partir de l’énergie lumineuse, du CO2 de l’air et des ions minéraux du sol), aux divers consommateurs (de l’herbivore au super prédateur), en passant par les divers décomposeurs en charge d’assurer le retour de la matière organique sous forme minérale dans le sol. La nature inerte est également connue sous l’appellation de biotope. Celle-ci regroupe l’ensemble des caractères géographiques et physico-chimiques de l’écosystème (climat, nature du sol, relief, eau…). Pour analyser et décrire un écosystème donné, on utilise la notion de facteur écologique. Est dit facteur écologique, tout élément du milieu extérieur susceptible d’affecter le développement des êtres vivants.

A ce titre, on distingue plusieurs types de facteurs écologiques:

• les facteurs biotiques, liés aux composantes biologiques (biocénose), interactions du vivant sur le vivant, intraspécifique (au sein de la même espèce) et interspécifique (entre deux espèces différentes ou plus) ;

• les facteurs abiotiques, liés aux conditions physico-chimiques du milieu (biotope).

Un facteur écologique joue le rôle de facteur limitant lorsqu’il conditionne les possibilités de succès d’un organisme dans ses tentatives de colonisation d’un milieu. Ce facteur peut être limitant tant par son absence que par son excès. Chaque être vivants présente donc vis-à-vis des facteurs écologiques des limites de tolérances entres lesquelles se situe la zone de tolérance et l’optimum écologique. Ainsi la valence écologique d’une espèce représente sa capacité à supporter les variations plus ou moins grandes d’un facteur écologique.

Les facteurs écologiques peuvent donc agir de différentes façons sur la biocénose. Ils vont notamment intervenir sur :

• l’aire de répartition biogéographique des espèces ;

• la densité des populations ;

• l’apparition de modifications (comportement, métabolisme) adaptatives.

Ainsi lorsque la présence de telle ou telle espèce nous renseigne sur les caractéristiques de son milieu, celle-ci sera appelée bio-indicateur (coquelicot sur sol calcaire ensoleillé, bruyère en sous-bois sur sol acide…). Les caractéristiques propres (un biotope impliquant telle type de biocénose et inversement) à chaque écosystème permettent un zonage tel que celui reproduit sur la page suivante à l’échelle des écorégions. Dès lors pour chaque type écosystème, il est possible d’associer à ce zonage : un mode de fonctionnement, des biens et des services produits, des risques et menaces connus….

Source : Millenium Ecosystem Assessment

    Les êtres humains, en tant que partie intégrante[1] des écosystèmes, tirent bénéfices des « biens et services » produit par le fonctionnement des  écosystèmes. Les services produits par les écosystèmes comprennent les services de prélèvement tels que celui de la nourriture et de l’eau; les services de régulation comme la régulation des inondations, de la sécheresse, de la dégradation des sols, et des maladies ; les services d’auto-entretien tels que la formation des sols, le développement du cycle nutritionnel; enfin les services culturels tels que les bénéfices d’agrément, les bénéfices d’ordre esthétiques et les autres avantages non matériels. Ces différents « services » résultent du fonctionnement des écosystèmes, c’est-à-dire de l’ensemble des réactions biogéochimiques[2] affectant la biosphère et se caractérisant par des échanges permanant de matière et d’énergie le long des différents cycles (eau, carbone, azote…) et chaines alimentaires.

Du fait des différents cycles (ici celui de l’eau), tous les écosystèmes sont fortement ouverts les uns aux autres. Il existe cependant des frontières plus ou moins poreuses dénommées écotones. La lisière d’un bois le séparant d’une parcelle agricole, une haie coupe vent en sont de bons exemples. Comme toute frontière ces zones sont d’importants lieux de transit et d’échange, connaissant une diversité biologique accrue du fait du mélange des qualités des divers écosystèmes la composant. L’un des écotones les plus connu est la zone humide, zone de transition entre les milieux terrestres et aquatiques. Celles-ci constituent un vaste réseau interconnecté d’échange incluant les lacs, rivières, marais et les régions côtières. Dans le monde, on estime à minima qu’elle couvre une surface sensiblement équivalente à 25 fois le territoire français, cela bien que durant le 20ème siècle, plus de 50% des zones humides[3] d’Amérique du Nord, d’Europe et Australie aient été détruites du fait de l’urbanisation, des infrastructures de transport, du surpompage…

Services fournis par les zones humides

Approvisionnement
Nourriture	Poisson, fruits, céréales
Eau douce	Réservoir
Fibre et combustible	Bois énergie
Biochimie	Médicament
Biodiversité	Matériel génétique
Régulation
Climat	Régulation température et précipitations
Cycle de l’eau	Recharge des nappes souterraines
Epuration de l’eau	Filtration des polluants
Régulation de l’érosion	Rétention des sols
Régulation des risques naturels	Contrôle des inondations
Pollinisation	Habitat
Support
Formation des sols	Rétention des sols
Cycle des nutriments	Stockage, recyclage des nutriments

Les différents services fournis selon le type d’écosystème

Apports méthodologique de l’approche écosystémique

     Au niveau d’un cadrage initial, il est possible de découper un territoire en sous unités fonctionnelle (écozones) et d’ainsi utiliser le concept d’écosystème comme grille de lecture structurante des évaluations.

Les conditions de vie et de production d’une collectivité dépendent toujours directement ou indirectement des services fournis par les écosystèmes locaux (eau, nourriture, bois, fibre, matériel génétique…). Aujourd’hui, le développement des transports à grande vitesse associés à une énergie peu chère, rendent possible la consommation de certains biens et services produits par des écosystèmes distants, d’où la notion de ville « hors-sol » allant capter son eau parfois à plusieurs milliers de kilomètre. Cependant la question de la durabilité et du coût global de tels systèmes d’approvisionnement lointains demeure en suspend.

En effet, les projections démographiques et la nécessaire poursuite de la croissance économique mondiale[4] vont encore accentuer la consommation de biens et services pour une offre ou capacité environnementale au mieux constante, à priori déjà saturée. A titre d’exemple les études prospectives menées dans le cadre du « Millenium Ecosystem Assessment » nous enseignent que la demande en nourriture (donc en service de prélèvement, d’auto-entretient…) pourrait croître de 70 à 80% sur les 50 prochaines années. Avec quels écosystèmes ?

Cette demande croissante engendrera nécessairement des difficultés plus grandes pour les collectivités au niveau de l’accès aux ressources et augmentera pour tous le coût de la sécurisation des approvisionnements, d’où le concept de vulnérabilité territoriale.

Vulnérabilité territoriale et évaluation

      Du fait de l’interconnexion de tous les écosystèmes, se croise sur un même territoire des échelles de temps hétérogènes. L’environnement global (climat, grands cycles biogéochimiques) qui évolue sur la longue période, l’environnement local (production de biomasse) sur la moyenne, les collectivités humaines sur la courte période. L’exemple suivant nous montre comment une déforestation exercée même à longue distance d’un territoire, peut par effets successifs, avoir un impact non négligeable sur l’environnement local ce dernier.

Que dire également du changement climatique, véritable producteur d’incertitudes affectant l’environnement global. Ces temporalités et frontières mouvantes au sein des territoires renforcent le besoin prospectif des analyses.

Pour tenir compte de ces dépendances et interconnections multiples, des temporalités et distances de contamination variables, l’approche écosystèmique des territoires parait la plus pertinente.

Conclusion et synthèse

    Retenons donc qu’il existe des relations directes et indirectes entre vulnérabilité de l’environnement, au sens de l’ensemble des écosystèmes présent sur un territoire, et vulnérabilité  des collectivités humaines qui y sont inclus et vivent pleinement, sur un territoire, des biens et services procurés par ses écosystèmes.

Source : Millenium Ecosystem Assessment

    Illustrant cette approche, le Global Environmental Change and Human Security Project a cartographié les régions soumises à un fort stress écologique associé à une vulnérabilité du bien-être des populations. Pour ce faire a été développé un index, ‘‘index of vulnerability’’, résultat de l’agrégation de 12 indicateurs et dont la matrice d’analyse est représentée ci-dessous.

Indicateurs composants l’index de vulnérabilité
Food import dependency ratio, Water scarcity, Energy imports as percentage of consumption, Access to safe water, Expenditures on defense versus health and education,	Human freedoms, Urban population growth, Child mortality, Maternal mortality, Income per capita, Degree of democratization, Fertility rates.

Source : International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change

---

[1] L’être humain a donc lui aussi une valence écologique, celle-ci est artificiellement largement étendue par la maîtrise de l’énergie et les outils techniques.

[2] Les interactions existantes entre les différents êtres vivants (facteur biotique) vont de pair avec un mixage permanent avec des substances organiques et minérales (facteur abiotique), absorbés par les organismes vivants pour leur croissance et reproduction, puis rejetés sous forme de déchets. Ce recyclage permanent d’éléments (en particulier carbone, oxygène, azote et l’eau) est appelé cycle biogéochimique.

[3] 90% en Californie, 67% en France…

[4] Infrastructure de transport, urbanisation, consommation de matières premières…