Énergie, Matières Premières, Contraintes sur l'Économie

Sommaire :

  1. Énergie et PIB : Facteur de Production Déterminant
  2. Recherche Scientifique : Interrogations sur le Projet Iter
  3. Finitude des Resources Naturelles : Plusieurs Secteurs Menacés
    1. Généralités et Urgence de Refonder les Modèles Économiques
    2. Phosphore, Menace pour la Sécurité Alimentaire
    3. Le Sable pour le Secteur de la Construction
    4. Promesses de Croissance Irréaliste et Usage Irraisonné du Lithium
    5. Lithium : Mensonges des Industriels, Irresponsabilité du Comité Nobel de Chimie

1. Énergie et PIB : Facteur de Production Déterminant

La meilleure manière de dé-carboner l'économie, le choix entre croissance verte ou décroissance, occuppent une bonne partie du débat sur l'environnement et l'écologie politique. Or, les contraintes physiques, dont on doit comprendre qu'il est impossible de s'en affranchir, sont généralement trop peu connues des décideurs, et ignorée dans de nombreux débats et discours.

L'énergie est un facteur de production essentiel pour lequel :

  • Le signal prix ne reflète pas son importance dans les facteurs de productions, alors que le PIB est sensiblement proportionnel aux quantités d'énergie consommées ;
  • Le pic de production pour les sources d'énergies les plus efficaces (en kWh rapporté aux coût de production, de distribution et d'exploitation) a été dépassé ;
  • Les énergies fossiles ne peuvent pas être durables car les réserves mondiales sont finies, et l'adaptation de nos économies est une urgence purement économique et politique (indépendament du problème du réchauffement climatique, qui est aussi une urgence) ;
  • Pour des raisons purement physiques liées à la notion de taux de retour énergétique, dans un avenir prévisible, les énergies renouvelables ne nous permettront pas de nous passer à la fois d'énergies fossiles et d'énergie nucléaire sans une décroissance du PIB massive, pour laquelle nos populations ne sont pas préparées.

Concernant une stratégie robuste et pragmatique pour la décarbonisation, je recommande la source bien informée et agnostique The Shift Project. Voir aussi ci-dessous la conférence de Jean-Marc Jancovici, excellent spécialiste des contraines liées à la physique de l'énergie sur l'économie.


Vidéo 1. Conférence de Jean-Marc Jancovici : CO2 ou PIB, il faut choisir


Vidéo 2. Conférence de Jean-Marc Jancovici : Décarboner l'économie, un jeu d'enfant ?

2. Recherche Scientifique : Interrogations sur le Projet Iter

Plusieurs physiciens de renom, dont Georges Charpak, ont dénoncé avec force le projet de fusion nucléaire Iter comme horriblement coûteux et irréaliste, comparativement à des techniques alternatives de fission, comme les réacteurs au thorium. Historiquement, la fission a toujours été beaucoup plus facile à déclencher et à maîtriser que la fusion. Voir l'excellent reportage d'Arte ci-dessous, au sujet de la moindre dangerosité du thorium vis à vis des technologies actuelles.

Références :

Tribune : Arrêtons Iter, ce réacteur hors de prix et inutilisable
Pourquoi je crois dans le projet de réacteur Iter
L’absence de dynamique contradictoire a empêché
la création de réacteurs nucléaires vraiment performants et sûrs

Impact du béton sur l'environnement
Notion de taux de retour énergétique d'une source d'énergie
ITER is a showcase … for the drawbacks of fusion energy


Je propose de revenir au ralenti sur une séquence au Parlement, où le Ministre de l'Environnement d'alors, répond à une question sur la technologie thorium. La réponstre du Ministre comprend deux parties. La première, concernant les énergies renouvelables, relate, de son propre aveu, une croyance. Pour la deuxième, où il est visiblement moins à l'aise, il a selon moi été victime de la tactique de l'élimination d'une question ennuyeuse par noyade de l'interlocuteur :


Vidéo 3. Débat au Parlement sur le Thorium

Concernant Iter :

  • Ma conviction est que ça n'est pas du tout l'approche la plus pragmatique pour faire une différence sur le réchauffement climatique, ne serait-ce que pour des questions de timing, qui est connu du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (que je tiens pour extrèmement fiable, notamment du fait que les conflits d'intérêts sont limités par une forte interdisciplinarité). Les responsables du projet Iter le savent depuis le début, mais veulent associer leur nom à une frontière de la physique, synonyme d'Éternité.
  • Je pense que les gros bras du CNRS sont tout à fait capable d'étouffer toute contestation et de tuer dans l'oeuf les idées et projets alternatifs.
  • Les idées et projets alternatifs, éventuellement plus pragmatiques et plus acessibles, font forcément l'objet d'autocensure ; tout le monde sait dans le millieu de la physique nucléaire qu'« on ne peut pas aller contre un projet comme Iter », non pas parce qu'il s'agirait d'une panacée, mais parce que les intérêts sont trop importants, et on est sûr de se voir opposer un « Tu ne crois quand même pas que tu vas pouvoir lutter scientifiquement contre un méga-consortium comme Iter, avec tous les grands noms et le milliards.... ». L'idée ne sera de toutes manières pas évaluée ni envisagée sur le fond. Le gigantisme prévaut contre tous les autres intérêts et toutes les autres considérations, censure, détruit si besoin, et écrase.
  • Je trouve que la réponse "Pourquoi je crois dans le projet de réacteur Iter" par schtroumpf_perplexe n'est vraiment pas convainquante.
  • Je témoigne avoir vu le vice président en charge de la recherche dans mon université, Pierre Henrard, associé à l'institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3), changer d'avis instantanément sur le gâchis du thorium, lorsque j'ai mentionné Iter.

Figure 8. Extrait de la page Wikipédia sur le Cycle Thorium

Video 4. Iter sort de terre en Provence (Le Monde)


Vidéo 5. Arte, Reportage sur l'Énergie au Thorium

3. Finitude des Resources Naturelles : Plusieurs Secteurs Menacés

3.a. Généralités et Urgence de Refonder les Modèles Économiques

En dehors du secteurs des énergies fossiles, plusieurs secteurs critiques, comme l'agriculture, sont directement menacés par un usage non durable de resources minérales ou fossiles dont les stocks mondiaux sont en quantité limités. Voir les trois reportages d'Arte ci-dessous. Voici trois exemples, qui ne sont peut-être pas les seuls.

Au delà de l'ugence de cette adaptation dans plusieurs secteurs, il est aussi urgent de refonder tous les modèles d'économie pour introduire une notion d'amortissement des resources naturelles. Mon avis est que les bases mathématiques peuvent se trouver dans la notion de taux d'actualisation du prix d'une resource raréfiée dans le futur, que les propriétaires de matières premières (dans leur sol) devraient prendre en compte avant de décider de céder cette resource. Le fonctionnement reviendrait à organiser une entente sur les les prix (ou les taxes) planétaire sur chaque secteur de matières premières, pour envoyer un signal prix qui ait un sens physique.

Une compensation financière doit être envisagée pour corriger un éventuel accroissement des inégalités (qui posent déjà beaucoup de problèmes humains et sociaux), pour garantir à tous un accès aux resources vitales de base, en éliminant la surconsommation, qui pèse sur les resources, nuit souvent à la santé, mais n'apporte pas réellement d'épanouissement supplémentaire au regard de la frustration.

3.b. Phosphore, Menace pour la Sécurité Alimentaire

Le pic du phosphore, de même que pour le pic pétrolier, qui est à nos portes, concerne directement la sécurité alimentaire mondiale.

La recherche scientifique doit apporter des réponses, soit sur la récupération et le recyclage du phosphore, soit sur les modèles agricoles. La surconsommation de viande est aussi un facteur qui augmente la surexploitation des terres arables, et l'agriculture intensive utilisant les sojà comme aliments pour bétail est fortement consommatrice de phosphore. Voir ma page (en anglais) sur l'impact de l'alimentation sur l'environnement.


Vidéo 6. Arte, Vers une famine planétaire : l'épuisement du phosphore

3.c. Le Sable pour le Secteur de la Construction

La raréfaction du sable necessaire pour la construction pose des questions sur la durabilité du secteur de la construction (qui est de loin le plus gros utilisateur de sable), et possiblement d'autres industries à base de sable ou silicone.


Vidéo 7. Arte, Le sable : Enquête sur une disparition

3.d. Promesses de Croissance Irréaliste et Usage Irraisonné du Lithium

(i) Généralités et Secteurs Industriels Concernés

Les stocks de lithium sont très insuffisants pour tenir les promesses de croissance des industriels utilisant des batteries conçues avec la technologie lithium-ion, qui est notamment, et de loin, la principale technologie actuellement utilisée pour les véhiclules éléctriques.

Le lithium est aussi utilisé pour les système de gestion d'énergie embarqués dans les sattellites. Les projets de méga constellations de sattellites en orbite basse devrons embarquer des quantités considérables de lithium, qui est un matériau toxique, sans que les constructeurs n'aient apporté de réelle réponse concernant la durabilité du processus.


Vidéo 8. Arte, Lithium : La bataille du Lithium

Références :

The Trouble with Lithium:
Implications of Future PHEV Production for Lithium Demand

Faut-il avoir peur des batteries lithium-ion ?
Intoxication au lithium (Revue Médicale Suisse)


(ii) Le problème d'insuffisance des resources

La réponse toute faite sera : nous allons recycler et les technologies vont s'améliorer. Quelques calculs de coins de table permettent de montrer que ça ne suffit pas.

Il y a, en effet, des limites théoriques à la capacité de stockage d'énergie des batteries qui sont de l'ordre de 12 kWh par kilogramme de lithium, ce qui, compte tenu de la limite du nombre de recharges possibles par jour, limite la quantité totale d'énergie que les réserves mondiales de lithium, une fois extraites et raffinées, peuvent stocker et libérer sur une année.

En supposant une amélioration fulgurante des technologies et des filières de recyclages (à ce jour inexistantes), avec un recyclage de 100% et une recharge 5 fois par jours, pour des réserves mondiales inférieures à 20 millions de tonnes, toutes les batteries de lithium pourraient stocker et libérer au plus :

(12 kWh/kg)*(20 millions de tonnes)*(5 fois par jour)*(365 jours) = 438 TWh par an

Ceci est à comparer à une demande énergétique mondiale de l'ordre de 200 000 TWh par an. Le potentiel d'impact des technologies lithium-ion sur le secteur de l'énergie est donc, en mettant les choses au mieux, inférieur à 0,22%. Ceci ne repésente bien sûr pas l'énergie économisée, puisque les batteries au lithium doivent être rechargées pas une source d'énergie qui a un impact sur les chaînes de valeurs du secteur de l'énergie. Il faudrait, en outre, ajouter l'énergie consommée sur l'ensemble du cycle de vie, incluant l'extraction du lithium et son recyclage.

L'investissement dans des infrastructures de distribution d'électricité pour recharger des véhicules avec la technologie lithium-ion est irréaliste et irresponsable.

3.e. Lithium : Mensonges des Industriels, Irresponsabilité du Comité Nobel de Chimie

Voici un exemple typique d'un chimiste qui croit un peu trop aux introductions pipeau de ses articles sois-disant scientifiques, et qui annonce que les batteries au lithium ouvrent la voient à un monde d'énergies renouvelables durables, ce qui est grossièrement faux, si on demande à un géologue, ou si on considère le taux de retour énergétique des énergies renouvelables actuelles.

À la suite de quoi, les industriels peuvent continuer à venter des rêves à des investisseurs qui font des bulles de centaines de milliards de dollars avec des promesse de conquérir 50% du marché automobile, un label "développement durable" qui ne vaut rien, et crack ! Et pour les vraies solutions, ben on ne fait rien...

Video 9. Irresponsabilité du comité nobel de chimie 2019
qui se comporte en charlatan et ne publie pas d'erratum

Le constructeur américain Tesla produit des véhicules électriques dont les batteries ont des cellules lithium-ion qui pèsent entre 200 et 300 kilogrammes pour le Model 3. En supposant que ces batteries contiennent 100kg de l'élément lithium (c'est sûrement plus), on peut construire au plus :

(20 millions de tonnes)/(100kg) = 200 millions de voitures de ce type avec toutes les réserves mondiales

Ceci est à comparer à une production mondiale de véhicules de l'ordre de 70 millions par an. Notons que cette hypothèse de 200 millions de voitures en tout et pour tout dans le parc automobile supposerait d'exclure tout autre usage du lithium, d'avoir extrait toutes les réserves de lithium, ce qui coûterait extrêmement cher, et de recycler parfaitement et instantanément toutes les batteries.


Vidéo 10. Elon Musk ment à ses investisseurs sur la disponibilité du Lithium


Vidéo 11. Communication de la Société Tesla en septembre 2020