À nos générations futures

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À nos générations futures

Messagepar yabaar » Vendredi 01 Février 2013, 12h04

Avant de parler du futur de notre planète, observons la situation actuelle en 2013 :

L’explosion démographique et les nouvelles exigences des pays en voie de développement vont poser des problèmes concernant l’alimentation, les besoins en matière première et plus particulièrement l’énergie.

Alors que le PIB mondial devrait augmenter de 250% dans les 20 prochaines années, on prévoit, en 2025, une augmentation de la population de 30% (pour atteindre 8 milliards) et une augmentation de la consommation de viande de 40% (soit 380 millions de tonnes). La demande en énergie, ainsi qu’en eau douce, et la production de déchets ne vont pas cesser de s’accroitre.

Sachant qu’aujourd’hui, l’énergie est apportée à 90% par les énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz), l’épuisement de ces réserves est prévisible entre le milieu et la fin du 21ème siècle.

Globalement, la consommation mondiale et la répartition des sources d’énergies sont les suivantes (données 2001) :
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                    Milliards de TEP*   Pourcentages       Réserves
Pétrole                       4,0                 40%            environ 40 ans
Charbon                     2,7                 27%            environ 200 ans
Gaz naturel                 2,3                 23%            environ 60 ans
Uranium 235                0,6                  6%
Autres sources°           0,4                  4%

*TEP = Tonnes Équivalent Pétrole
°hydraulique et autres énergies renouvelables

Remarquons que l’énergie nucléaire (6%) est basée sur la fission de l’uranium 235, dont les ressources sont limitées, même si l’on peut envisager d’autres combustibles comme le thorium 232 et l’uranium 238.

La production de l’énergie par combustion du carbone a des impacts sur l’environnement par dégagement de différents gaz (CO2, CH4…) provoquant l’effet de serre qui entraîne une élévation de la température moyenne du globe.

Durant le 20ème siècle, la température moyenne de l’air a augmenté de 0,5 à 1°C.

L’effet de serre est sujet à controverse car l’élévation de la température peut provenir de multiples sources, telle l’industrie (qui débuta son histoire au 19ème siècle), ou les systèmes de transport aériens et routiers en particulier, ainsi que les immenses étendues agricoles qui grignotent inexorablement les forêts primaires (poumons de la planète) ou encore les flatulences des 1,5 milliards de bovins, 10 milliards de poulets, 800 millions de porcs et 700 millions de moutons (chiffres FAO 2011) consommés annuellement par 6 milliards d’humains qui "flatulent" également ;-)

Néanmoins, on constate que la combustion (au niveau actuel) durant un siècle d’énergie fossile pourrait augmenter la température des océans de plus de 5°C; élévation de température de 5°C minorée par le réchauffement de la surface terrestre et de l’atmosphère.
Sachant que l’état thermique de l’enveloppe externe de notre planète (surface terrestre, océans, atmosphère) est commandée naturellement par le bilan radiatif Soleil-Terre, l’apport de la chaleur générée par la combustion des énergies fossiles peut déplacer l’équilibre thermique qui serait déjà modifié par le dégagement des gaz à effet de serre.
Si la consommation des énergies fossiles persistait sur 500 ans (durée relativement courte pour l’humanité dont l’origine remonte à 2 millions d’années), elle conduirait à une augmentation de la température de 25°C de l’eau des océans.

Heureusement, l’épuisement inéluctable des énergies fossiles va apporter une solution imposée mais positive sur le problème du réchauffement terrestre.

Que pourraient être les évolutions possibles ?

Au problème de la disparition des énergies fossiles actuellement utilisées va s’ajouter l’épuisement des diverses ressources, y compris la nourriture de base (poissons, céréales,…) et également l’eau douce.

Des initiatives apparaissent nécessaires au niveau des organisations mondiales et gouvernementales pour la mise en place de programmes de développement de longues durées.

Première démarche et pas des moindres, arrêter l’expansion démographique qui s’oriente vers 9 milliards d’habitants en 2050, et imposer une diminution des populations en évitant la solution extrême de guerres génocidaires.

Deuxièmement, choisir des politiques énergétiques pour assurer l’approvisionnement en énergie primaire et secondaire, et réduire les nuisances environnementales.

Pour cela, sur une période de 50 ans, en fonction de la diminution des énergies primaires, de l’augmentation de la consommation des nations émergentes et des dérives économiques, il faut progressivement trouver une transition entre la consommation énergétique actuelle et celle de la fin du 21ème siècle.

Durant ces cinq décennies, il faudra trouver un compromis entre les sources énergétiques suivantes :
- énergies fossiles, en réduisant progressivement leur part,
- énergie nucléaire (fission), avec une augmentation raisonnée de celle-ci,
- énergies renouvelables (hydraulique, éolien, solaire,…) avec une forte croissance,
- énergies nouvelles (fusion, hydrogène par électrolyse de l’eau….)
Enfin, effectuer des économies matières et énergétiques importantes.

Notons que la France produit beaucoup trop d'énergie nucléaire, par rapport à ses besoins propres. Alors que 20% de sa production est exportée à l'étranger, nous pourrions fermer des centrales nucléaires et en diminuer leurs risques.

La France pourrait même produire 50% de ses besoins en chauffage par énergies renouvelables "locales" (biomasse, déchets, géothermie) d'ici une génération. Mais, on se retrouve là avec une production d’énergie par combustion du carbone.

Revenons au nucléaire. Quand on sait que l'EPR va coûter près de 8,5 milliards d'euros (le double du budget initial), on peut se dire que si cet argent était utilisé différemment, une sortie du nucléaire serait possible en 30 - 40 ans.

Au sujet de l’EPR (European Pressurized Reactor), l'accroissement de puissance (1650MW) et un meilleur taux d'utilisation du combustible, de l'oxyde d'uranium enrichi à 5 % d’U235, ou un oxyde mixte uranium-plutonium (MOX), devraient conduire à une diminution sensible du coût du kilowattheure nucléaire. La technologie EPR est étudiée pour fournir 22 % de plus d'électricité qu'un réacteur traditionnel à partir de la même quantité de combustible et pour réduire d'environ 15 à 30 % le volume de déchets radioactifs générés, grâce à une combustion plus complète de l'uranium. Techniquement, l’EPR se distinguerait notamment par son enceinte de confinement composée de deux parois de béton séparées, totalisant 2,6 m d'épaisseur, et par un nouveau dispositif destiné à recueillir la partie du cœur fondu qui traverserait la cuve lors d'une fusion du cœur (accident exceptionnellement grave comme celui qui s'est produit à Three Mile Island, Tchernobyl et à Fukushima). Sans cette protection (déjà sujette à controverse), les matériaux du cœur en fusion pourraient s'enfoncer dans la terre et contaminer l'environnement. Néanmoins, de nombreuses questions restent ouvertes sur la sureté de ces centrales lors de tremblements de terre, inondations, guerres et actes de terrorisme, en particulier l’impact d’un avion de ligne…

L’état de développement et la performance actuelle des énergies renouvelables étant ce qu’il est, remarquons que la sortie immédiate du nucléaire par certains pays (telle l’Allemagne) est hypocrite, car ceux-ci vont malencontreusement se tourner vers les énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon), aux impacts délétères sur l’environnement, et produites principalement par des pays dirigés par des gouvernement autocratiques, ou vont investir massivement dans l’extraction de pétrole ou de gaz de schiste (destruction de nappes phréatiques, alors que les besoins en eau douce ne vont cesser d’augmenter) menant à une autosuffisance pour des pays comme les USA (ce qui bouleversera durablement l’équilibre géopolitique mondial), ou encore acheter l’énergie fissile française (l’Allemagne en particulier - sic) lors des hivers qui vont devenir de plus en plus rigoureux (infortuné épiphénomène du réchauffement climatique).

On peut également réfléchir aux conséquences des techniques qui vont disparaître (le moteur à explosion plus particulièrement) sur les systèmes de transports :
- automobiles - passage à l’énergie secondaire, l’électricité, pour des véhicules d’un rayon d’action de 100 à 200 Km, disparition des transports poids lourds,
- ferroviaires - extension des lignes électrifiées pour le fret et le transport des personnes,
- aéronautiques et maritimes - solution difficile à prédire à ce jour,
- machines agricoles - dans le contexte actuel de l’agriculture moderne avec très peu de main d’œuvre, la motorisation disparaissant pour des raisons de renchérissement puis de suppression des énergies classiques, l’énergie électrique devra impérativement prendre la relève pour éviter des famines sur tous les continents.

Dans un autre domaine, celui des matières plastiques où la consommation mondiale annuelle des polymères est de l’ordre de 200 millions de tonnes, et qui absorbe à peu près la même quantité de pétrole, l’objectif sera de remplacer le pétrole par des matières d’origine végétale pour la synthèse de polymères, sans compromettre l’alimentation humaine, ce qui est malheureusement déjà le cas dans certains pays.

Ce besoin de polymères est d’autant plus intéressant qu’ils sont générateurs d’économies d’énergie lors de leur transformation par rapport aux métaux, au niveau des véhicules de transports (gain de poids) et au niveau de l’isolation thermique.

Début de conclusion :

Pour faire face à la demande grandissante d’énergie, réduire l’impact carbone, et réaliser la transition énergétique souhaitée pour les générations futures, la solution actuelle semble de produire suffisamment d’électricité grâce à l’énergie nucléaire, solaire et éolienne, suivie par la mise au point de matériaux pour le stockage, la conversion et le transport de l’énergie : piles à combustibles, batteries. La performance et le coût de ces nouveaux matériaux sont à mettre au point.

Une pile à combustible produit du courant électrique par alimentation de comburant (oxygène) et de carburant (hydrogène).

Les batteries et les piles stockent misérablement le courant électrique sous forme d’énergie chimique.

Pour l’hydrogène, considéré comme un vecteur d’énergie du futur, il faut absolument exclure sa fabrication à partir de gaz ou de pétrole. La solution, la plus intéressante semble-t-il, est la production d’hydrogène par l’électrolyse de l’eau à partir de l’électricité. L’étape suivante est le transport et le stockage de l’hydrogène liquide ou gazeux. Puis de faire réagir, dans la pile, l’hydrogène et l’oxygène de l’air pour retrouver de l’eau. Bien que le bilan énergétique soit négatif, il reste meilleur que les batteries actuelles.

Concrètement, les actions à mener sont :
- limiter la combustion du carbone, des énergies fossiles et biocombustibles (effets thermiques et production de CO2),
- agir sur la démographie,
- économiser l’énergie (chauffage, transport…) et les matières premières.

Les économies sont à adapter en fonction de l’état de développement des populations :
- développer des techniques qui sont déjà économiquement compétitives, hydrauliques et nucléaires. En particulier, réaliser des centrales nucléaires qui consommeront moins de combustible, de 50 à 100 fois, et qui brûleront une grande partie des déchets radioactifs à longue durée de vie. Sans doute la source d’énergie principale pour la fin du siècle. D’où la troisième génération (EPR) à venir qui brûle de l’U235 par fission. Les réacteurs à fusion n’existent pas encore – voir le fiasco de Super Phénix.
- développer des nouvelles sources d’énergie, dites renouvelables, en effectuant des bilans techniques et économiques rigoureux concernant le solaire photovoltaïque et thermique, les parcs éoliens, et l’obtention de l’hydrogène par électrolyse de l’eau…

Cependant, les énergies renouvelables sont actuellement pénalisées par leur coût et l’intermittence de leur fonctionnement (solaire, éolien) alors que nous savons très mal stocker l’électricité. Et dans les conditions technologiques, économiques et environnementales de ce début de 21ème siècle, les énergies renouvelables ne peuvent malheureusement fournir qu’un appoint énergétique.

Le concept de développement durable vise à satisfaire les besoins du présent sans hypothéquer les besoins des générations futures.

Personne ne voulant retourner à l’âge de pierre, les choix politiques et scientifiques concernant notre quotidien ainsi que les générations futures ne sont et ne seront pas simples.

Car la sagesse de nos ancêtres et leur savoir se perdent…

Y-a-t’il quelqu’un, parmi vous, qui saurait allumer un feu avec des silex, ou en frottant deux bouts de bois ?

Pourtant, cette fantastique technologie et cette énergie extraordinairement basique permit à l’être humain de survivre, contre toute attente, durant des milliers d’années en dépassant ses limites physiologiques, de traverser une glaciation, d’évoluer socialement, philosophiquement et technologiquement, de modeler la Terre, de lutter contre des virus, de marcher sur la Lune, de taquiner la barrière de Planck, de théoriser les trous noirs, et, peut-être, d’aller hardiment vers l’infini à la découverte de nouveaux mondes…
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Re: À nos générations futures

Messagepar neocobalt » Samedi 02 Février 2013, 22h52

Merci Yabaar pour cet article.

et, peut-être, d’aller hardiment vers l’infini à la découverte de nouveaux mondes…

Une solution au problème se trouve justement peut-être au-delà de notre monde : notamment dans la ceinture d'astéroïdes, au coeur des comètes, des géocroiseurs et de tous les bolides cosmiques qui croisent la route de notre planète.
Serait-il seulement digne d'ignorer le problème ? Je ne le crois pas non plus. Comment aborder sa résolution, du moins sa prise en considération, est une autre histoire.
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