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Le développement durable à découvert

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Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Première partie - Du développement durable à un devenir soutenable

8. Climat et énergie : deux enjeux au cœur du développement durable

Rémy Mosseri et Catherine Jeandel

Texte intégral

1Se développer aujourd’hui sans hypothéquer demain impose de s’interroger, en particulier, sur l’état des connaissances et des projections relatives au changement climatique, et conduit à poser des choix cruciaux quant aux scénarios énergétiques compatibles avec l’idée de durabilité.

Climat

2L’étude du climat est un domaine scientifique pluridisciplinaire, dans lequel le concept de complexité prend tout son sens. En effet, ausculter la machine climatique soulève des problèmes permanents de changements d’échelles et de rétroactions*. Parce qu’émetteur d’une proposition de nature à bouleverser la société, ce domaine de recherche s’est retrouvé dans les turbulences médiatiques : l’activité humaine influencerait le climat de la planète ! Ce processus aurait même un impact tel, que les scientifiques considèrent que nous sommes entrés dans une nouvelle ère géologique, baptisée « Anthropocène* », illustrant ainsi la forte empreinte des sociétés humaines sur leur planète.

Couché de soleil sur une raffinerie de pétrole à San Pedro en Californie. © S. Carpenter

3Les sciences du climat s’appuient à la fois sur le couple expérience-théorie et sur l’observation et la simulation.

4L’observation est une composante essentielle des recherches climatiques ; elle permet d’engendrer les séries de paramètres qui forment les conditions initiales d’une simulation donnée, de quantifier l’ensemble des forçages* qui contraignent le système étudié, mais aussi de valider les modèles eux-mêmes. Une des validations consiste à simuler les climats passés, puis à comparer les résultats aux données « enregistrées » au cours de l’histoire de la Terre dans les glaces, les sédiments marins ou lacustres…

5Une situation climatique est conditionnée par cinq compartiments principaux : l’atmosphère, les océans, les continents (lithosphère), les glaces (cryosphère) et le vivant (biosphère). Les circulations de fluides (eau et air) sont simulées à partir des grandes lois de la physique et de la connaissance des flux qui alimentent le système (en particulier l’énergie fournie par le Soleil). Il faut pouvoir restituer les dynamiques à l’intérieur des compartiments précités, mais également à leurs interfaces (couplages et rétroactions). Une attention particulière est donnée aux grands cycles qui rythment la dynamique climatique (cf. II. 6-12), comme les cycles de l’eau et des éléments chimiques (comme le carbone), parties prenantes de ces couplages. Pour les climatologues, la planète Terre est un gigantesque laboratoire de physique, de chimie, de biologie ; il convient ensuite d’y modéliser les phénomènes en jeu, de façon à les coder numériquement de manière réaliste. Les résultats convergent tous sur un point : le climat de la Terre se réchauffe sous l’action de l’humanité, en réponse à l’augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Réfléchir à nos choix énergétiques et de société est donc un impératif.

Énergie

6Le caractère indispensable d’une transition énergétique est généralement argumenté par deux constats relatifs aux énergies fossiles : 1) leur poids majoritaire dans le bilan énergétique mondial en font des sources privilégiées de l’accroissement des gaz à effet de serre* ; 2) ces ressources ne sont pas pérennes, malgré l’illusion que pourrait donner l’exploitation de formes moins conventionnelles, repoussant l’échéance des divers « pics », dont le franchissement imposerait, de fait, le recours à d’autres ressources. Il est essentiel d’alerter aussi sur un constat alarmant concernant l’océan : la pénétration croissante du CO2 a pour effet d’acidifier les eaux de surface, mettant en danger les algues et les coraux, base de notre alimentation (cf.II. 19). Les choix d’un futur mix énergétique* (cf. VI.16), doivent être éclairés par une bonne connaissance des potentialités de chaque ressource, et de leurs impacts sanitaire et environnemental.

7Les formes d’énergie disponibles (fossiles, nucléaires, hydraulique, biomasse, solaire, éolien, géothermique) résultent de trois sources d’énergie primaire* : 1) le Soleil, qui arrose la Terre d’un flux énergétique très important (environ 7 000 fois supérieur à l’énergie consommée par les humains) ; 2) la radioactivité naturelle terrestre, héritière de l’histoire de la planète, et responsable d’un flux de chaleur, qui alimente par exemple la géothermie ; 3) l’interaction gravitationnelle, combinée aux mouvements relatifs Terre-Lune, responsable des marées. Analyser les disponibilités de ces formes d’énergie, c’est aussi comprendre les cycles qui s’y inscrivent, comme celui du carbone, aux échelles de temps souvent très différentes. Il convient également de ne pas exclure du tableau les cycles de renouvellement des ressources minières ; en effet, extraire, transformer, transporter ou stocker de l’énergie nécessite toutes sortes de matériaux, dont la disponibilité doit également être assurée (cf. V.19-20).

8La problématique de la durabilité repose sur la distinction entre les énergies de stock (fossiles, par exemple) et celles de flux (renouvelables). Mais d’un point de vue opérationnel, pour lequel l’équilibre quasi instantané entre offre et demande de puissance doit être assuré, il convient également de connaître la disponibilité, en temps réel, d’une ressource donnée. Si l’électricité d’origine hydraulique et des centrales thermiques est considérée comme rapidement « dispatchable » sur le réseau, l’éolien et le photovoltaïque, ressources variables dans le temps, nécessitent du stockage. Le modèle de sources centralisées arrosant un réseau de distribution – déjà l’objet de régulation aujourd’hui –, devra faire place à des structures plus complexes, qui, pour assurer l’équilibre énergétique du système, associeront des « réseaux intelligents » (cf. VI.16) (ou « smart-grids »), des moyens de stockage performants et distribués, un foisonnement des installations, et enfin un couplage fin avec la météo (qui ne se limitera plus à prédire la demande, mais également la ressource). Se dessinent d’importants enjeux de recherche et de développement, dont le succès sera l’une des clés d’une implantation durable des énergies renouvelables.

9Des scénarios sont sur la table, traitant du climat ou de l’énergie. Rappelons, pour conclure, ce qui les rapproche et les sépare. Les scénarios climatiques* proposent des projections basées sur des grandes lois de la nature, ainsi que des « forçages », dont le forçage* anthropique*, exprimé en équivalent CO2. La qualité des simulations est testée sur leurs capacités à reproduire les climats des cinquante dernières années (période donnant accès à des données mesurées) et du passé plus lointain. Un scénario énergétique, quant à lui, ne devrait pas être vu comme un exercice de prévision, mais plutôt comme un outil d’aide à la décision, reposant sur une bonne appréciation de l’état et des progrès plausibles des technologies, des perspectives économiques, des modes de vie et des aspirations sociétales… Cependant, qu’ils soient climatiques ou énergétiques, les scénarios doivent toujours dépendre de données brutes exactes et accessibles (à des fins de comparaison), expliciter le caractère subjectif de certains indicateurs (pour l’énergie), et mettre en exergue les effets non-linéaires des dynamiques qu’ils illustrent.

Bibliographie

Références bibliographiques

• C. JEANDEL et R. MOSSERI (coll.) – Le climat à découvert, CNRS Éditions, 2011.

• C. JEANDEL et R. MOSSERI (coll.) – L’énergie à découvert, CNRS Éditions, 2013.

Table des illustrations

Légende Couché de soleil sur une raffinerie de pétrole à San Pedro en Californie. © S. Carpenter
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10579/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 342k

Auteurs

Océanographe, Géochimiste, Directrice de Recherche au CNRS, LEGOS, Toulouse.
catherine.jeandel@legos.obs-mip.fr

© CNRS Éditions, 2013

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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