Choix énergétiques et impacts sur les sociétés

Le système Terre est l’ensemble composé des éléments suivants.

• La lithosphère : c’est l’enveloppe rigide de la Terre.
  Elle comprend la croute terrestre et la partie supérieure du manteau.
  
  
  La lithosphère
• L’atmosphère : c’est l’enveloppe gazeuse qui entoure la Terre, c'est-à-dire l’air qui nous entoure.
  Elle est constituée de plusieurs couches.
  
  
  L’atmosphère
• L’hydrosphère : c’est l’ensemble de l’eau sous toutes ses formes, qu’elle soit liquide, solide, ou gazeuse.
  Exemples
  Les océans, les rivières, les lacs, les glaciers, la neige, la vapeur d’eau.
• La biosphère : c’est l’ensemble des organismes vivants et de leurs écosystèmes.
  Il s’agit donc de la faune, de la flore et de leurs milieux de vie, qu’ils soient dans les océans, sur la Terre ferme, ou dans l’atmosphère.

La composition du système Terre

Le système Terre est le siège de nombreuses interactions naturelles (entre les différents éléments qui le composent), mais aussi d’interactions anthropiques (entre les éléments de ce système et les activités humaines).

Depuis la fin du XIX^e siècle, l’industrialisation a fortement modifié le système Terre : son équilibre est menacé.

Depuis les années 1980, la prise de conscience de ces changements impose de faire des choix énergétiques qui doivent prendre en compte le système Terre dans son ensemble.

Les scientifiques doivent travailler de concert pour rechercher une adaptation efficace aux changements climatiques et minimiser les impacts négatifs.

En France, environ 70 % de l’énergie électrique est produite par les centrales nucléaires alors que, dans le monde, 70 % est produite par les centrales thermiques à flamme (charbon et gaz).

La France compte actuellement une soixantaine de réacteurs.

Centrale nucléaire près de Lyon

Le choix énergétique du nucléaire, typiquement français, a été fait dans les années 1970-1980.

Dans les années 1970, il existait des sites français d’extraction de l’uranium : celui-ci était alors facilement transporté vers les centrales et la France était autonome en énergie. Cet argument n’est plus valable car l’uranium est une ressource non renouvelable : la France n’en extrait plus, elle doit donc l’importer.

Les avantages du nucléaire sont les suivants.

• Il y a peu d’émission de CO₂ (gaz à effet de serre).
• La puissance fournie est très élevée.
• Le prix du kWh est faible.
• Les centrales sont localisées dans des zones rurales, ce qui permet une redynamisation de ces zones (emplois, etc.).
• Il y a une grande adaptation de la production par rapport aux besoins.

Les inconvénients du nucléaire sont les suivants.

• Les accidents sont rares mais très graves.
  Exemple
  À ce jour, la plus grande catastrophe nucléaire civile s'est produite en Ukraine à Tchernobyl, le 26 avril 1986.
  L'explosion d'un réacteur de la centrale est à l'origine d'un nuage radioactif 100 fois plus puissant que ceux issus des explosions militaires d'Hiroshima et de Nagasaki en 1945.
  
  On ignore le nombre de civils tués, mais on sait que près de 800 000 civils et militaires ont été expédiés sur les lieux afin de porter secours aux populations et que 50 000 d'entre eux ont directement travaillé sur le site de l'explosion afin de le recouvrir d'une chape de béton.
• Les centrales nucléaires françaises vieillissent, ce qui représente un danger.
• Le cout de la maintenance ou du démantèlement est très important.
• On utilise des déchets radioactifs qui ont une demi-vie très élevée (plusieurs millions d’années) et qui sont très dangereux.

La recherche scientifique et technologique cherche à réduire les impacts négatifs du nucléaire.

Voici deux exemples de projets qui vont dans ce sens.

Des réacteurs EPR sont en construction, ce qui va permettre d’améliorer la sureté et la rentabilité. 

Un réacteur EPR est un réacteur de 3^e génération, qui fonctionne sur les mêmes principes que ses prédécesseurs, mais qui utilise des techniques plus sures et plus efficaces.

Le projet ITER vise à démontrer que la fusion nucléaire pourrait permettre de produire une immense quantité d’énergie sans déchets radioactifs.

Ce projet regroupe 35 pays, se déroule en France (en région Provence-Alpes-Côte d’Azur) et devrait s’achever en 2035.

On peut citer les critères les plus importants à prendre en compte pour prendre une décision.

• Disponibilité des ressources : proximité de rivières, zone très ventée et/ou très ensoleillée, etc.
  
  Exemple
  Il vaut mieux installer des panneaux photovoltaïques dans les zones fortement ensoleillées, afin de produire de l’énergie électrique avec un bon rendement.
• Adéquation aux besoins.
  
  Exemple
  La production d'une centrale nucléaire est facilement ajustable, ce qui permet d'adapter au mieux la production d'énergie en fonction des besoins d'une zone géographique.
• Impacts climatiques.
  
  Exemple
  Il faut arrêter les centrales à énergie fossile, qui sont la principale cause des émissions de gaz à effet de serre, donc du réchauffement climatique.
• Impacts écologiques.
  
  Exemple
  Il faut favoriser les ressources locales afin de diminuer la part du transport, qui est une cause de pollution atmosphérique.
• Impacts sanitaires.
  
  Exemple
  Lors de l’extraction des métaux rares servant à la fabrication des panneaux photovoltaïques, il est important de mieux protéger les populations car des produits toxiques sont utilisés.
• Impacts agricoles.
  
  Exemple
  Il faut limiter l’utilisation de surfaces agricoles pour l’exploitation de biocarburants, ou pour l’installation d’éoliennes.
• Vulnérabilité et gestion des risques.
  
  Exemple
  Il faut prendre en compte les risques de séismes lors des choix de zones d’installation de centrales nucléaires.
• Conséquences économiques.
  
  Exemple
  Lors de la construction et de l’exploitation de centrales de production d'électricité, il faut veiller à ce que cela crée des emplois.
• Conséquences sociales.
  
  Exemple
  Lors de la construction d’un barrage hydraulique dans un endroit donné, il faut prendre en compte l’éventuel déplacement de la population.

Dans une zone géographique donnée, l’analyse de ces éléments et la volonté d’une transition énergétique amènent à diversifier les ressources et à modifier le mix énergétique.

Le mix énergétique varie énormément d’un pays à l’autre.

Mix énergétique de la France, en 2019

Les infrastructures énergétiques sont difficiles et très longues à modifier car elles sont construites et organisées depuis de nombreuses années, de même qu’elles dépendent du fonctionnement de nos sociétés et de la géopolitique extérieure.

Il est pourtant nécessaire de les modifier, si un pays veut changer son mix énergétique.

L’activité économique du monde repose en majeure partie sur la logistique des transports de marchandises, qui consomment environ 30 % de l’énergie consommée totale. Leur organisation possède également une très grande inertie.

Diminuer les transports à l’échelle planétaire permettrait de réduire le réchauffement climatique.

L’industrie mondiale consomme environ un quart de l’énergie totale consommée et un tiers de l’électricité. Elle est donc un pilier incontournable du changement climatique. L’urgence de la transition écologique mondiale, ainsi que sa dépendance énergétique, doivent l’amener à muter vers une gestion plus performante de sa consommation d’énergie.

Mais l’industrie mondiale est une énorme organisation, avec tout ce que ça comporte en termes de logistique, d’emplois, de bâtiments, d’usines, de machines, de réglementations, etc. Son évolution est donc très lente, comparativement à l’urgence du changement climatique souhaité.

De nombreuses technologies innovantes sont étudiées dans tous les domaines scientifiques.

Prototype de l’arbre à vent, créé en Bretagne

Inspirée de la nature, l’arbre à vent est une construction qui ressemble à un arbre, avec de nombreuses petites éoliennes qui ressemblent à des feuilles. Cet « arbre » mesure quelques mètres de haut et peut être installé dans n’importe quel jardin ou parc en ville.

Ses éoliennes-feuilles peuvent produire de l’électricité avec un vent assez faible, dès 7 km/h, alors qu’une éolienne classique nécessite un vent plus fort, au minimum de 50 km/h. Cette caractéristique pourrait permettre de pallier le problème d’intermittence des éoliennes classiques.

Piste cyclable solaire, aux Pays-Bas

La surface d’occupation des sols par des routes est gigantesque, l’idée est donc d’utiliser cette surface pour y intégrer des panneaux photovoltaïques. Ces panneaux pourraient servir à produire de l’électricité pour des besoins proches (habitations par exemple), à chauffer la route en cas de verglas, ou encore à incorporer des signaux lumineux pour la signalisation.

Adopter de nouveaux comportements est essentiel pour opérer et réussir la transition écologique.

La transition écologique se fera nécessairement à travers les décisions et changements de mode de vie de chacun, individuellement et collectivement.

Voici quelques exemples de changements individuels nécessaires pour assurer la transition écologique.

• Choisir les transports en commun, faire du covoiturage.
• Mieux isoler son habitation.
• Réduire ses déchets.
• Consommer des aliments de saison.
• Moins consommer de viande.

Voici quelques exemples de changements collectifs qui ont pour objectif la transition écologique.

• Depuis 1995, presque 200 États et organismes se réunissent une fois par an lors des COP (conferences of the parties) : il s’agit de grandes conférences internationales sur le climat. 
  Organisées par les Nations unies, l’objectif de ces conférences est de trouver des accords et de prendre des mesures pour faire baisser les émissions de gaz à effet de serre, afin de limiter le réchauffement climatique.
  Exemple
  C’est lors de la COP21, qui s’est tenue à Paris en 2015, qu’il a été décidé de limiter le réchauffement climatique à 2 °C d’ici 2100.
• Les lois gouvernementales permettent d’inciter ou d’obliger à rénover les bâtiments, de taxer les pollueurs, de dégager des subventions pour aider les pays plus pauvres à faire le pas des investissements.
  En effet, l’efficacité énergétique est cruciale pour les pays émergents et ils doivent se développer tout en participant à l’effort écologique.
  Exemple
  Lors de la COP15 à Copenhague en 2009, il a été décidé que les pays développés verseraient 100 milliards de dollars par an aux pays en voie de développement pour les aider à opérer leur transition écologique.