Bonjour. Bienvenue dans cette séquence sur le défi énergétique en conversion d’énergie.

Nous allons, dans cette dernière séquence, replacer le défi énergétique dans le transport dans une perspective plus générale de consommation énergétique mondiale. Et en particulier, nous allons explorer le défi énergétique dans les autres secteurs que sont la production d’énergie électrique, l’industrie, le bâtiment et le transport.

Donc, nous faisons face à deux défis. Le premier qui concerne l’épuisement des ressources fossiles et le second, concernant le changement climatique. Donc, nous avons deux axes d’action. Le premier qui concerne la diminution des consommations. Le second, eh bien tout simplement changer d’énergie.

Alors, nous allons aborder cette présentation en faisant une analyse de la situation énergétique mondiale suivie d’une diminution des consommations d’énergie et, deuxième axe d’action, la réduction des émissions de CO2.

Alors, ce qu’il faut retenir tout d’abord pour cette analyse énergétique mondiale, c’est la distinction entre les différentes formes d’énergie que l’on peut rencontrer. On va parler, en particulier, d’énergie primaire lorsqu’on aura l’énergie prise à l’état brut dans la nature. L’énergie finale, lorsque on parlera de l’énergie qui arrive aux consommateurs, celle qui lui est facturée.

Donc, en particulier entre les deux, eh bien, il va y avoir des transformations, du transport donc des pertes. Et puis, il y a l’énergie utile, c’est celle qui est vraiment utilisée pour l’objectif visé. A titre d’exemple, dans l’énergie finale, eh bien, on peut citer le carburant qui est dans le réservoir du véhicule et l’énergie utile, ce sera l’énergie qui sert à la propulsion du véhicule.

Alors, voici le bilan d’énergie primaire dans le monde. On peut noter qu’à plus de 80 %, elle est d’origine fossile. Vous remarquez également que le pétrole et le charbon occupent des places sensiblement similaires, avec une proportion de l’ordre de 30 %, suivis par le gaz naturel. Vous remarquez également que les émissions produites par le charbon, les émissions de gaz carbonique qui sont de 44 %, très supérieures à celles du pétrole. Alors ceci est dû en fait, tout simplement, à la composition chimique du charbon qui, naturellement, va émettre pour une même quantité d’énergie produite 74 % de plus de CO2 que le gaz naturel et 20 % de plus que le pétrole.

Voici maintenant une vue de l’énergie finale consommée dans le monde, avec une part prépondérante pour le pétrole majoritairement utilisé pour les transports, suivi de l’électricité avec une part de 18 % utilisée dans de multiples applications. Le charbon, quant à lui, est utilisé pour une part plus modeste et principalement par l’industrie.

On peut faire maintenant un petit bilan entre énergie primaire et énergie finale. Vous remarquez qu’il y a une perte de 33 % de l’énergie. Ce bilan ne prend pas en compte l’énergie utile, donc il y a une perte entre énergie finale et énergie utile. Donc, vous imaginez bien que la proportion d’énergie perdue est très supérieure à ce qui est affiché à l’écran.

Faisons maintenant un petit zoom sur la production d’électricité. Alors vous voyez que cette électricité est produite, également, majoritairement par des énergies fossiles : charbon à 40 % suivi du gaz naturel.
Donc, il faut bien garder cette information à l’esprit parce que lorsqu’on parle d’électricité, son utilisation est propre. Sa production ne l’est pas du tout.

Nous abordons maintenant le premier axe d’action qui concerne la diminution des consommations d’énergie et donc nous allons, pour cela, considérer la production d’électricité en se souvenant que cette production dans le monde est réalisée avec globalement un rendement de 30 %, c’est-à-dire 70 % de perte. Donc, en général, il y a les produits par les turbines à vapeur qui utilisent du charbon, brûlé ici dans une chaudière. Ce charbon, l’énergie dégagée va servir à produire de la vapeur envoyée dans une turbine qui va produire de l’électricité sur un alternateur. L’eau est ensuite condensée et renvoyée dans la chaudière. Donc l’état de l’art de la technologie nous permet d’avoir des rendements qui sont autour de 38-40 %. On sait faire mieux, on sait aller jusqu’à 40-50 % dans des installations dites critiques ou super critiques.

On peut également, produire de l’électricité d’autres manières. Par exemple, en utilisant des turbines à gaz, mais le rendement n’est pas meilleur. L’intérêt ici, c’est que les gaz brûlés vont sortir avec des températures qui sont élevées, qui sont de l’ordre de 500°, et donc on va pouvoir récupérer cette énergie pour, au moyen d’un échangeur, produire à nouveau de la vapeur qui va permettre de produire de l’électricité dans cette installation de turbine à vapeur. Donc, on a une installation qui produit de l’électricité à la fois dans une turbine à gaz et dans une turbine à vapeur et c’est ce qu’on appelle un cycle combiné. Et dans ce cas-là, on obtient des rendements qui vont atteindre 50 à 60 %.

On peut ensuite faire des économies d’énergie.

Alors traditionnellement, lorsqu’on produit de l’énergie, on va d’abord produire de la chaleur dans une chaudière, et puis on va produire l’électricité comme on vient de le voir dans une installation séparée, avec beaucoup de perte. Donc, l’idée ici, c’est de mutualiser. On va produire au sein d’une même installation à la fois, la chaleur et l’électricité. Et c’est ce qu’on appelle la cogénération et c’est ce qui permet de bien utiliser l’énergie.

Enfin, on peut faire des optimisations au niveau des procédés industriels en récupérant l’énergie qui est rejetée par un procédé pour l’utiliser dans un second procédé.

Egalement, dans l’habitat, on voit maintenant apparaître des habitats de l’énergie positive, c’est-à-dire qui produisent plus d’énergie qu’ils n’en consomment, qui donc peuvent en revendre aux réseaux. Par contre, cela concerne une toute petite partie du renouvellement. C’est en fait le renouvellement du parc et donc il va falloir concentrer l’effort sur la rénovation de l’ancien.

Autre forme d’économie d’énergie, eh bien ce sera au niveau de chacun des équipements énergétiques, que ce soit un téléphone, un réfrigérateur, etc.

Enfin, nous pouvons adopter des modes de vie plus sobres. A titre d’exemple, c’est se déplacer à pied plutôt qu’en voiture lorsque c’est possible. C’est consommer local pour éviter de transporter les aliments sur des milliers de kilomètres.

Voilà, nous abordons maintenant le deuxième axe d’action qui concerne la réduction des émissions de CO2. Donc nous l’abordons au travers, premièrement, du charbon, puisque le charbon, c’est une énergie, on l’a vu, qui est beaucoup utilisée par le monde. Elle est bien répartie sur le globe. Elle est peu chère. Donc, on va continuer à l’utiliser, mais il faut seulement la décarboner. Alors pour cela, deux moyens. Premièrement, améliorer le rendement des installations, c’est ce qu’on a déjà un petit peu vu et puis deuxièmement, capter le CO2 et le stocker. Enfin, on peut substituer les énergies. Donc par exemple, remplacer le charbon par du gaz naturel qui, on l’a vu, était beaucoup moins nocif. Ensuite, on passe aux énergies renouvelables.

En tête des énergies renouvelables, je vous ai fait figurer la biomasse, avec un point d’interrogation ici. Alors je vous explique pourquoi. La biomasse, lorsqu’on la brûle, elle va émettre du CO2. Ce CO2, il est réabsorbé par la croissance des plantes. Donc lors d’une gestion durable de la biomasse, c’est-à-dire lorsqu’on replante autant que l’on consomme, on considère que le bilan est nul. Par contre, eh bien, ce ne sera pas le cas lorsqu’on a déforestation.

Alors cette biomasse, elle peut être utilisée telle quelle ou pour produire du biogaz ou des biocarburants. Vient ensuite l’hydraulique, qui est bien développé de par le monde. Puis, la géothermie, c’est-à-dire l’énergie thermique de la terre. Vous avez l’éolien qui se développe de manière exponentielle, le solaire qui apparaît et qui est utilisé à la fois pour la production thermique, mais également électrique. Alors l’inconvénient de ces deux formes d’énergie renouvelable, c’est qu’elles sont intermittentes. Donc il faut prévoir des systèmes de stockage. L’hydraulique peut participer au stockage.

Et puis, un petit peu à part, je vous ai fait figurer l’énergie nucléaire. Alors l’énergie nucléaire, ce n’est pas une énergie renouvelable. Par contre, elle permet de produire de l’électricité sans émettre du CO2. Elle pose d’autres problèmes et n’est pas très bien acceptée socialement, donc, elle a plutôt tendance à décliner.

En conclusion, maintenant, nous pouvons retenir que notre consommation énergétique actuelle est principalement fossile. Nous voyons également que dans les axes d’action, pour faire face à l’épuisement des ressources, eh bien, il est nécessaire de diminuer les consommations.

Premièrement, en améliorant le rendement de nos installations de production d’électricité, en optimisant les procédés industriels et en adoptant des modes de vie plus sobres. Enfin, nous avons vu la nécessité de décarboner la production d’énergie pour faire face au changement climatique et donc, cela va se traduire progressivement par la substitution des énergies fossiles par des énergies renouvelables.

En perspective, eh bien la France accueillera en décembre 2015, la 21ème  conférence sur le climat dont l’objectif est de parvenir à des accords pour contenir ce réchauffement à des valeurs inférieures à 2°.

Le groupe d’experts sur le climat, le GIEC, préconise une baisse de 40 à 70 % des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050 pour atteindre cet objectif et l’Union Européenne , quant à elle, déjà adopté le Plan Energie Climat 2030 avec des réductions de 40 % de gaz à effet de serre et des économies d’énergie de 27 % et une part des énergies renouvelables dans le mix énergétique porté à 27 %.

Je vous remercie de votre attention. A très bientôt.