Énergie

Objectif

On présente ici les principaux enjeux énergétiques mondiaux et on pose quelques définitions essentielles à la bonne compréhension des problèmes liés à l'énergie.

Contexte

Crise énergétique

La prise en compte de l'environnement dans la société s'est faite suite à l'identification de problèmes comme la disponibilité des ressources (énergétiques ou non) ou le changement climatique (résultant essentiellement des activités humaines du fait de la consommation d'énergies fossiles). C'est la raison pour laquelle l'énergie, en particulier d'origine fossile, est devenue un enjeu majeur.

A titre d'exemple, la figure montre qu'environ 50% des réserves pétrolières prouvées ou probables ont déjà été consommées, et que l'essentiel de cette consommation a eu lieu depuis le premier choc pétrolier. Cela montre qu'au rythme de consommation actuel, les réserves de pétrole pourraient avoir été totalement consommées au cours du 21è siècle.

Évolution des ressources de pétrole
Évolution des ressources de pétrole

Jean-Luc MENET Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'Identique

On connaît la notion de pic pétrolier. Ce pic correspond au moment où la production mondiale de pétrole atteint son maximum puis commence à diminuer à cause de l'épuisement des réserves de pétrole exploitable. Malgré de longs débats sur le moment où ce maximum sera (ou a été) atteint, ce pic est une réalité physique, non seulement pour le pétrole, mais pour toutes les ressources non renouvelables (énergétiques ou non) dès lors qu'elles sont en quantité finie dans un monde fini.

Consommation d'énergie primaire par pays (en GTep)
Consommation d'énergie primaire par pays (en GTep)

http://www.manicore.com/documentation/emplois_graph4.jpg Creative Commons Zéro

Énergie

L'énergie est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système. Elle est présente partout. La problématique de l'énergie est devenue une préoccupation majeure dès lors que l'homme la consomme au delà de son taux naturel de renouvellement.

On parle ici de l'énergie fossile primaire dont le temps de renouvellement est très supérieur à l'échelle humaine : l'homme consomme ainsi cette énergie "infiniment" plus rapidement qu'elle se renouvelle. Par ailleurs, comme il est montré en Généralités sur l'énergie, la consommation d'énergie finale du fait des activités humaines se fait au travers d'une chaîne énergétique complexe et il convient de la ramener à une certaine quantité d'énergie primaire. Si cette énergie primaire est une énergie fossile, alors toute utilisation au delà de son taux de renouvelement est dommageable pour l'environnement.

Définition

L'énergie est la capacité d'un système quelconque à produire un travail (créant un mouvement) ou à générer de la chaleur, de la lumière, de l'électricité, etc.

Remarque

L'énergie n'est jamais produite : une forme d'énergie se transforme en une autre forme.

On distingue deux grandes catégories d'énergie :

  • l'énergie non commerciale représente l'autoconsommation énergétique (bois par exemple), et n'est généralement pas reprise dans les statistiques ;

  • l'énergie commerciale dont les quantités, dès lors qu'elles sont achetées et vendues, sont relativement bien connues.

Repères

Puissance et énergie

Définition

La puissance est la quantité d'énergie par unité de temps fournie par un système à un autre.

Il ne faut pas confondre énergie et puissance. Lors d'une transformation d'énergie, tout processus subit des pertes et l'on parle de rendement, rapport de la puissance utile à la puissance absorbée.

Ainsi, un système de forte puissance installée ne « produira » pas nécessairement une quantité d'énergie importante (exemple : éolienne à l'arrêt ou en absence de vent).

Remarque

La crise actuelle n'est pas une crise de la puissance mais une crise de l'énergie.

Unités

L'énergie s'exprime en Joules (J), mais les applications se chiffrent généralement en millions de Joules (MJ), voire davantage, ou encore en tonnes équivalent pétrole (tep), unité adoptée dans les échanges économiques mondiaux. On peut aussi l'exprimer en kilowattheures (kWh), unité particulièrement adaptée à l'électricité.

La puissance s'exprime en Watts (W).

CORRESPONDANCE ENTRE LES DIFFERENTES UNITES

  • Bien que cette unité ait été retirée du Système International, on exprime encore parfois l'énergie calorifique en calories (cal) : 1 cal = 4,186 J

  • La tonne équivalent pétrole (tep) correspond à l'énergie moyenne contenue dans une tonne de pétrole brut. D'après l'Agence Internationale de l'Énergie : 1 TEP = 41,86 GJ = 10 Gcal.

  • Le kilowattheure (kWh) correspond à l'énergie consommée par un appareil de puissance 1000 W pendant une heure : 1 kWh = 3,6 MJ (évidemment, toute énergie consommée a été préalablement « produite »).

Ressources énergétiques

On définit deux grandes catégories de ressources énergétiques :

  • Les énergies de stock correspondent aux énergies non renouvelables ; elles ont été stockées par la nature sur de longues périodes, comme le charbon ou le pétrole par exemple.

  • Les énergies de flux sont encore appelées énergies renouvelables. Elles incluent l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique et marine, la géothermie (l'énergie de la terre), le bois de chauffe et plus généralement la biomasse.

RemarqueRemarque 1

Les énergies de stock regroupent les énergies fossile et fissile.

RemarqueRemarque 2

L'essentiel de l'énergie commerciale provient des énergies de stock.

Finitude des ressources

Les ressources désignent la quantité de matière (pétrole par exemple) contenue dans le sous-sol.

Les ressources énergétiques non renouvelables sont en quantité finie. Leur taux de renouvellement est très inférieur à leur taux d'utilisation par l'homme

Fondamental

Il ne faut pas confondre réserves et ressources. Les réserves désignent la part récupérable des ressources aux conditions techniques et économiques du moment dans des gisements exploités ou en passe de l'être. Il y a donc moins de réserves que de ressources mais surtout la quantité de réserves n'est pas fixe alors que les ressources sont en quantité finie.

Part des ressources sous forme de réserves

Jean-Luc MENET Paternité - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage des Conditions Initiales à l'Identique

ImprimerImprimer