Les derniers chiffres validés par REN 21 (Renewables 2018 Global Status Report pour la consommation totale d'énergie dans le monde sont résumés dans le tableau ci-contre.

 

L'analyse fine des données fait apparaître des bonnes et des mauvaises nouvelles :

 

- la bonne :

Les EnR (énergies renouvelables) représentaient 70% des ajouts nets à la capacité globale de production d'énergie en 2017.

La dynamique dans le secteur de l'énergie est positive, c'est le moteur de changement rapide vers un avenir d'énergie renouvelable

 

- la mauvaise :

Les émissions globales de dioxyde de carbone liées à l'énergie ont augmenté de 1,4% en 2017, après trois ans de stabilité. C'est le résultat d'une croissance économique mondiale forte (3,7%), de la baisse des prix des combustibles fossiles et de plus faibles efforts d'efficacité énergétique.

 

Ainsi,  alors que la dynamique dans le secteur de l'énergie est positive, elle ne permettra pas les réductions d'émissions exigées par l'accord sur le climat de Paris. Les secteurs du chauffage, du refroidissement et des transports, qui représentent ensemble environ 80% de la demande mondiale d'énergie finale totale, en sont responsables.

 

Dans son action pour le climat, l'Europe a pris des engagements à l'horizon 2020 :

 

Le paquet énergétique fixe trois grands objectifs:

• réduire les émissions de gaz à effet de serre de 20 % (par rapport aux niveaux de 1990);
• porter à 20 % la part des énergies renouvelables dans la consommation d'énergie de l'UE;

• améliorer l'efficacité énergétique de 20%.

 

et à l'horizon 2030 :

 

Le cadre pour le climat et l'énergie à l’horizon 2030 fixe trois grands objectifs pour 2030:

• réduire les émissions de gaz à effet de serre d'au moins 40 % (par rapport aux niveaux de 1990);
• porter la part des énergies renouvelables à au moins 27 %;
• améliorer l'efficacité énergétique d'au moins 27 %.

Le diagramme ci-dessus donne le rapport d'étape pour 2017.

 

On constate que les pays plus vertueux (les pays nordiques) ont d'ores et déjà atteint leurs objectifs, alors que l'Allemagne et surtout la France en sont loin. A noter que la Grande Bretagne est à moins de 10% d'EnR dans son mix énergétique.

 

Les figures ci-dessous permettent de visualiser les trajectoires et de confirmer que les trois grands pays européens sont à la traîne. La France n'atteindra pas son objectif 2020.

 

 

Les chiffres les plus récents (publication 2018) donnent la ventilation des EnR consommées en France. Elles ne représentent que 16% de la consommation globale brute (la progression affichée n'a pas grand sens, dans la mesure où nous partons de très bas).

 

C'est de loin la filière bois/énergie (plus de 40% de l'ensemble) qui tient la palme devant l'hydraulique (près de 20%). Toutes les autres sources d'EnR sont en dessous de 10%.

 

Note :

Le bois énergie désigne l'utilisation du potentiel énergétique du bois afin de produire de la chaleur (chauffage, eau chaude sanitaire), de l'électricité voire des biocarburants de seconde génération. Cette bioénergie, disponible sous différentes formes (granulés, bûches, etc.), présente un avantage essentiel en terme écologique : son bilan carbone est totalement neutre, puisqu'un arbre consomme autant de CO² durant sa croissance qu'il en produit lors de sa combustion.

 

Les forêts françaises couvrent 15,5 millions d'hectares, ce qui équivaut à près du tiers de la surface du territoire. Le prélèvement annuel de bois (environ 50 millions de mètres cube) représente à peine plus de la moitié de l'accroissement naturel de la forêt. De quoi offrir à la filière bois énergie un important gisement énergétique potentiel. Source : Office National des Forêts (ONF).

 

Les énergies issues du soleil, du vent ou de la biomasse ont sérieusement progressé alors que les investissements qui leur sont consacrés sont en chute libre. Ceux-ci ont en effet reculé de 23 % en 2016, pour revenir à 242 milliards de dollars , soit leur niveau de 2010.

 

Le recul est très significatif pour les pays développés (– 14 %), mais il est particulièrement prononcé pour les pays émergents et en développement (– 30 %).

 

Ce résultat est lié à la baisse des coûts des technologies renouvelables qui permet d’avoir « plus de capacité pour moins cher »... mais aussi à une très inquiétante faiblesse des investissements publics.

 

En effet, si les investissements mondiaux dans les renouvelables sont désormais environ deux fois plus élevés que ceux alloués aux fossiles (charbon, gaz et pétrole), le ratio est inversé au niveau des subventions publiques.

 

Les derniers chiffres harmonisés, cités par REN 21, font état de 490 milliards de dollars d’aides publiques pour les secteurs fossiles, contre seulement 135 milliards pour les renouvelables. Un ratio de presque quatre pour un.

 

Donc si « la transition énergétique ne s’effectue pas assez vite pour atteindre les objectifs de l’accord de Paris » ce sont les ETATS signataires de cet accord, qui en sont principalement responsables, alors que les investisseurs privés jouent le jeu.

 

En FRANCE

 

En France, la somme des dépenses publiques de soutien aux EnR est estimée pour 2016 à 5,3 Md€. Si elle réalise la trajectoire qu’elle s’est fixée, les dépenses relatives aux EnR électriques pourraient atteindre 7,5 Md€ en 2023. (Rapport de la Cour des Comptes, mars 2018). Au sein du G20, cela constitue une performance.

 

MAIS la France soutient encore les énergies fossiles de manière directe et indirecte.

Cela passe surtout par des exonérations fiscales bénéficiant à certaines énergies (diesel) et certains secteurs (gazole poids lourds, kérosène, gazole non routier, taxis, etc.), qui ont coûté 7,8 milliards en 2017 selon l'ONG Réseau Action Climat.

Des structures dépendant de l'Etat investissent par ailleurs dans des projets d'énergies fossiles, comme EDF (détenue à plus de 80 % par l'Etat), qui investit 1 milliard par an dans les fossiles.

La France soutient aussi des projets similaires dans le cadre des banques européennes d'investissement (BEI et BERD).

"Toutes les technologies renouvelables seront compétitives par rapport aux énergies fossiles en 2020", estime l'Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA) dans un nouvelle étude sur les coûts des énergies vertes.

 

Les coûts de l'éolien et du solaire vont encore baisser fortement ces prochaines années au point que ces deux énergies seront globalement moins chères que les énergies fossiles (fuel, gaz, charbon).

 

Actuellement, les coûts moyens des renouvelables devraient atteindre entre 3 et 10 dollars le mégawattheure (MWh) en fonction des technologies (éolien, solaire, géothermie, biomasse, etc.), quand les énergies fossiles affichent des coûts entre 5 et 17 dollars le MWh, note l'étude. Ils varient en fonction des pays, selon les gisements en énergie ou les réglementations.

Les "meilleurs" projets éoliens terrestre et solaire pourraient ainsi produire une électricité à un coût de 3 dollars par MWh, voire moins dans les deux prochaines années.

 

A noter qu'actuellement des projets dans la géothermie, la biomasse ou l'hydroélectricité se sont développés avec des coûts inférieurs à 7 dollars le MWh.

Akhenaton, fils d’Amenhotep III et père de Toutankhamon, a régné sur l'Egypte entre -1355 et -1338. Il est à l'origine d'une révolution religieuse en bannissant les dieux du panthéon traditionnel de l’Egypte de l’époque au profit d’un seul, Aton, le dieu Soleil. Il est considéré par certains comme le premier monothéiste de l’histoire. 

Adorer le Soleil n'a rien d'absurde. C'est bien lui qui est au centre de notre système planétaire. A lui seul, il représente 99,86% de la masse du système solaire.

Le potentiel de l'énergie solaire est considérable :  la Terre reçoit chaque année plus de 8.000 fois la consommation énergétique mondiale annuelle.

 

Alors si au lieu de ravager notre sous-sol, nous avions levé les yeux au ciel comme les Egyptiens, les Incas et quelques autres ?

 

Il aura fallu attendre le début du XXIème siècle pour qu'enfin les hommes comprennent que notre seul dieu, c'est le soleil !

 

Certes cette énergie est disponible, encore faut-il savoir la recueillir et en particulier la transformer en électricité.

 

En France, dans le sillage du four solaire d'Odeillo, le CNRS et l'EDF inaugurent en 1983 la centrale électro-solaire THÉMIS à Targasonne (P-O).  Elle constitue alors une véritable référence internationale en matière de conversion de l'énergie solaire en électricité..

 

Hélas, la dégringolade des cours du baril de pétrole porte un cours fatal au projet qui est abandonné dès 1986.

Il faudra attendre près de 20 ans (2004), pour que Thémis Solaire Innovation, centre de recherche et de développement consacré à l'énergie solaire, permette la réhabilitation du site.

 

Maudit soit cet or noir qui a paralysé les recherches sur l'énergie solaire, mais aussi sur les piles à combustible ou encore la fusion nucléaire.

 

Domestiquer le soleil, le confiner, le mettre en bouteille... voila une utopie qui surgit déjà au coeur de la révolution industrielle du XIXème siècle.

 

Depuis la machine à vapeur, mise au point par James Watt en 1769, le charbon est la clé de l'essor industriel (textile, sidérurgie) et des transports.

 

Mais très vite la crainte de voir s'épuiser les ressources de charbon taraude les esprits. L’économiste britannique Stanley Jevons donne une grande publicité au débat sur l’épuisement de la houille en publiant The Coal Question en 1865. Il note :

 

" À mesure que les améliorations technologiques augmentent l’efficacité avec laquelle une ressource est employée, la consommation totale de cette ressource augmente au lieu de diminuer, ce qui conduit à s’interroger sur la finitude des ressources disponibles".

 

Certes le pétrole viendra prendre le relais du charbon, mais pour l'or noir aujourd'hui se pose la même question qu'hier... et s'y ajoute le désastre écologique résultant de la combustion des hydrocarbures.

 

Voila pourquoi nos regards se sont à nouveau tournés vers le soleil, où de gigantesques réactions thermonucléaires produisent en continu une quantité de chaleur faramineuse (15 millions de degrés au centre de l'astre et 6000°C à la surface).

 

Cela dure depuis 4,5 milliards d'années et cela continuera encore pendant 6 milliards d'années.

 

Chaque seconde sur le soleil, les réactions de fusion utilisent 620 millions de tonnes d'hydrogène qui sont transformées en 615,7 millions de tonnes d'hélium... et beaucoup d'énergie, dont une petite partie est reçue par la Terre (l’énergie reçue à chaque seconde, par rayonnement sur une surface de 1 m2 , appelée constante solaire K, est de 1367 W).

 

Dès l'Antiquité, les hommes ont utilisé l'énergie solaire.

 

Le système le plus ancien est la parabole solaire, certaines sources affirment qu'on s'en servait pour allumer le feu des jeux olympiques antiques. Archimède (-287/-212) est connu pour avoir mis le feu aux navires de l'armée romaine à Syracuse avec des lentilles concentrant la lumière du Soleil.

 

La chaleur solaire, qui est à l’origine de la vie et des cycles biologiques et climatiques, n’a jamais cessé d’être exploitée de façon indirecte, mais c’est sous le Second Empire que les premières réalisations mécaniques voient le jour.

 

Au XIXe siècle, le mythe solaire est omniprésent dans la littérature et l’imaginaire .

 

Le Français Augustin Mouchot imagine alors des procédés permettant de capter l’énergie solaire à des fins industrielles.

En 1865, il réalise un appareil composé d’un miroir parabolique au foyer duquel une marmite porte l’eau à ébullition en cinq minutes.

 

Dans le roman, Travail (1901) d'Emile Zola, le narrateur constate également que l’épuisement des mines de charbon est un problème crucial quand la demande en l’électricité croît de façon exponentielle. Et c’est ainsi qu’il imagine la possibilité de capter l’énergie solaire afin d’en faire un « moteur universel ».

 

Las, la découverte de nouvelles ressources de houille, puis l'avènement du pétrole renvoient dans les limbes les projets de machines à vapeur solaire, dont le rendement est plus que médiocre.

 

Il aura fallu attendre près d'un siècle, les crises pétrolières... et la pollution, pour que le soleil soit à niveau au centre des débats énergétiques.

 

 

J'ai fait le point  ICI sur l'avancement des travaux sur l'énergie solaire, photovoltaïque et autres.

 

Les progrès sont spectaculaires, mais un pas de géant reste à accomplir pour que ces énergies suffisent à combler tous les besoins énergétiques de la planète.

 

C'est encore le soleil qui nous fournit un modèle pour produire de l'énergie de façon quasi illimitée, avec très peu de matières, grâce à la fusion nucléaire. 

 

Dans une réaction de fusion la masse du produit étant inférieure à la somme des masses des noyaux fusionnés, la différence (le défaut de masse) est transformée en énergie cinétique (puis en chaleur) selon la fameuse formule d'Einstein E = m c2.

 

La quantité d’énergie libérée par unité de masse est colossale.

 

Dans le cas d'un combustible deutérium/tritium (réaction ci-contre), la fusion consiste à rapprocher les deux atomes d’hydrogène (deutérium et tritium) à des températures de plusieurs millions de degrés, comme  dans le Soleil et la plupart des étoiles de l'Univers, pour créer un noyau plus lourd (le contraire de la fission en quelque sorte). 

 

Lorsque ces noyaux légers fusionnent, le noyau créé se retrouve dans un état instable. Il tente de retrouver un état stable en éjectant un atome d’hélium et un neutron et crée alors de l’énergie. Il s'agit d'une réaction  propre : les produits de la fusion eux-mêmes  ne sont pas radioactifs

 

A masse égale, la fusion d'atomes légers libère une énergie près de quatre millions de fois supérieure à celle d'une réaction chimique telle que la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz, et quatre fois supérieure à celle des réactions de fission nucléaire.

 

Malheureusement il y a loin de la coupe aux lèvres ; la mise en oeuvre de ce véritable "soleil en bouteille" (en cuve !) se heurte à des défis technologiques considérables.

 

En effet, il faut porter le carburant à l'état de plasma, ce qui nécessite des températures de l'ordre de 150 millions de degrés. Evidemment aucun matériau ne résiste à une telle température. Les chercheurs travaillent donc principalement sur le « confinement magnétique » qui revient à maîtriser, à très haute température, un plasma confiné dans une boîte immatérielle en forme d'anneau, créée par des champs magnétiques de très haute intensité.

 

Attention : ne pas confondre température et chaleur ! Par exemple, un tube fluorescent contenant un gaz (néon, argon, vapeur de mercure...) excité par une décharge électrique. Au sein du tube, la température du gaz est très élevée, de l'ordre de 10 à 15 000 degrés. Or, au toucher, un « néon » est presque froid.

Ce paradoxe s'explique par la très faible densité du gaz contenu dans le tube fluorescent. Pour transmettre de la chaleur d'un milieu vers un autre, il faut de la densité et plus celle-ci est élevée, plus grande sera la quantité de chaleur transférée.

Or le plasma est un milieu très ténu ; c'est un quasi-vide, un million de fois moins dense que l'air que nous respirons.

 

Jusqu'ici il n'a jamais été possible d'obtenir des champs magnétiques nécessaires pour que les réactions de fusion produisent autant d'énergie qu'elles en consomment (Q = 1,  c'est le breakeven).  Le record actuel est détenu par le JET, plus grand tokamak existant situé au Royaume-Uni, qui est parvenu à restituer sous forme d'énergie environ 67 % de la puissance qui lui avait été apportée (Q= 0,67).

 

 

 

La première percée technologique majeure dans le domaine de la fusion nucléaire remonte à 1968.

 

Elle fut l'oeuvre de chercheurs russes, dont Andreï  Sakharov, qui parvinrent à atteindre des niveaux de température et des temps de confinement du plasma — deux des paramètres essentiels de la fusion — jamais obtenus par le passé.

La machine soviétique consistait en un dispositif de confinement magnétique en forme d'anneau baptisé tokamak.

 

Un tokamak est une machine capable de créer et confiner un plasma chaud à près de 150 millions de degrés dans une cage magnétique en forme d’anneau. C’est en quelque sorte un four qui permet de créer un plasma et de le maintenir en son cœur grâce à des champs magnétiques très puissants.

 

Le tokamak (toroïdalnaïa kameras magnitnymi katushkami en russe) s'imposa dès lors comme le concept dominant parmi les chercheurs qui travaillaient sur la fusion, et les machines se multiplièrent dans la plupart des pays développés.

 

En 1991, le tokamak du JET a réalisé une première mondiale en produisant de l'énergie de fusion de manière contrôlée.

 

Le tokamak Tore Supra du centre de recherche nucléaire de Cadarache détient le record de durée d'un plasma (6 minutes et 30 secondes).

 

Trente-cinq pays (la Chine, l'Union européenne, l'Inde, le Japon, la Corée, la Russie et les États-Unis) se sont engagés dans une collaboration de trente-cinq ans pour construire et exploiter l'installation expérimentale ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor),  une machine qui doit démontrer que la fusion peut être utilisée comme source d'énergie à grande échelle, non émettrice de CO2, pour produire de l'électricité.

 

Le tokamak d'ITER sera la plus grande installation de ce type au monde, avec un grand rayon de plasma de 6,2 m et un volume de plasma de 840 m³.

 

En juin prochain, le Joint European Torus (JET) commencera ses essais de fusion avec des quantités égales de deux isotopes de l'hydrogène : le tritium et le deutérium.

 

C'est ce mélange de carburant qu'ITER utilisera pour tenter de faire diverger une réaction de fusion, c'est à dire produire plus d'énergie qu'il n'en est nécessaire pour provoquer cette réaction nucléaire.

 

Avec ITER, le record de puissance de fusion produite  par le tokamak européen JET devrait être pulvérisé. Le ratio de  0,67 devrait être porté à 10 par ITER — 500 MW de puissance de fusion pour une puissance en entrée de 50 MW. 

 

Le chantier ITER, implanté sur un terrain de 180 hectares situé à Cadarache (Saint-Paul-lez-Durance), est colossal. Les quatre premières années ont été consacrées à la seule réalisation d'une fosse sismique.

Au cours de ces quatre années, une fosse sismique (130 mètres de long, 90 de large et d'une profondeur de 17 mètres) a été aménagée, des murs de soutènement, et un premier radier ont été créés. C'est sur ce premier radier qu'est solidement ancré le dispositif parasismique qui permettra, en cas d'événement sismique, d'isoler du sol les bâtiments et les équipements du Complexe tokamak.

Quelque 493 colonnes de béton sont positionnées à intervalle régulier sur le radier. Chacune des colonnes porte un plot parasismique de vingt centimètres d'épaisseur, constitués d'une alternance de six couches de caoutchouc et de plaques d'acier. La structure flexible de ces « sandwiches » permettra de filtrer et d'absorber les accélérations associées aux mouvements du sol (l'amplitude latérale de déplacement des couches du « sandwich » est de l'ordre de 10 cm).

 

La phase d'assemblage de la machine a démarré en juin 2020. Un premier plasma devrait être produit en 2025.

Vers 2035, ce réacteur expérimental devrait laisser la place à un ensemble beaucoup plus abouti, capable de produire de l'électricité.

 

A noter qu'il subsiste des points d'ombre sur la physique des plasmas... qui pourraient perturber le calendrier !

 

On peut raisonnablement envisager une production d'électricité en continu par un fusion nucléaire vers 2050. Dans les années 60, on évoquait cet aboutissement pour la fin du XXème siècle !

 

Mais il faudra probablement attendre la fin du XXIème siècle pour que de l'électricité "thermonucléaire" soit véritablement commercialisée.

 

Nos descendants auront alors réalisé le rêve des utopistes du XIXème siècle ; ils auront mis le soleil en bouteille !

 

 

"L'énergie solaire a le potentiel de jouer un rôle central dans le futur système énergétique mondial en raison de l'ampleur de la ressource solaire, de sa prévisibilité et de son caractère omniprésent. La capacité solaire photovoltaïque (PV) installée dans le monde dépassait 500 GW à la fin de 2018 et une capacité PV supplémentaire estimée à 500 GW devrait être installée d'ici 2022-2023, ce qui nous amène à l'ère de la photovoltaïque à l'échelle TW [térawatt : 1TW = 1000 gigawatts]. Compte tenu de la rapidité avec laquelle l'industrie photovoltaïque évolue, à la fois en termes de baisse spectaculaire des coûts et d'augmentations à l'échelle de l'industrie manufacturière, de nombreux observateurs [ont révisé à la hausse leurs prévisions]... Nous envisageons un avenir avec 10 TW de systèmes photovoltaïques d'ici 2030 et entre 30 et 70 TW d'ici 2050, fournissant la majorité de l'énergie mondiale " 

 Science,  31 mai 2019 : vol. 364, numéro 6443, p. 836-838

 

Ce texte est l'introduction d'un article très récemment paru dans la grande revue scientifique américaine Science. Il est signé par une cinquantaine de spécialistes de haut niveau appartenant  à 27 Instituts prestigieux d'une dizaine de pays (USA, Allemagne, Japon, Suisse, Finlande... la France est absente).

Autant dire qu'il est à prendre très au sérieux !

 

Rappel - Bien qu'ancienne, la technologie  utilisant les cellules au silicium cristallin, avec pour l'élément actif le silicium dopé dans la masse, représente encore 90 % des parts de marché, du fait de sa robustesse et de ses performances (son rendement peut approcher les 20 % pour une durée de vie de 30 ans environ), mais aussi des investissements importants qui lui ont été consacrés.

 

Le graphique ci-contre est éloquent.

 

A la fin de 2018, avec seulement 500 GW de PV installés, le prix de vente moyen mondial des modules était déjà inférieur à 0,25 USD / W. La baisse des coûts au niveau des systèmes photovoltaïques s'est traduite par une baisse spectaculaire du prix de l'électricité générée par les centrales photovoltaïques par rapport aux autres formes de production.

Les prix de l'électricité, dominés par les combustibles fossiles et la production nucléaire, sont restés relativement stables au Japon, en Allemagne et aux États-Unis pendant une longue période (voir le premier graphique). En revanche, les prix des systèmes photovoltaïques ont fortement diminué.

 

Nous entrons dans une ère où le photovoltaïque est déjà concurrentiel par rapport à la production d'électricité conventionnelle dans de nombreuses régions du monde.

 

En Allemagne, la capacité d'électricité renouvelable variable (éolienne et solaire) est passée de 45 à 98 GW de 2010 à 2016, ce qui s'est traduit par une augmentation de la pénétration du réseau de 8% à près de 20% (en France le solaire plus l'éolien représentaient 7% en 2018).

 

Aujourd'hui, de plus en plus de recherches concluent que la décarbonisation de l’électricité suivie de l’électrification de presque toutes les parties du système énergétique est la voie la moins coûteuse pour un système d’énergie durable à faibles émissions de carbone.

 

Le poids, la rigidité et le coût, sont les inconvénients importants des cellules solaires au silicium.

 

Depuis 10 ans, les cellules solaires pérovskites (PSC) suscitent un vif intérêt en raison de leurs propriétés uniques : une efficacité de conversion de l'énergie (PCE) exceptionnelle, un faible coût (moitié moins cher que les cellules actuelles au silicium)  et une facilité de traitement à grande échelle. Elles sont de plus extrêmement légères et peuvent être fabriquées avec des substrats en plastique flexibles.

 

Les péroskites ont enfin pour avantage de pouvoir se placer partout grâce à leur souplesse et de prendre de multiples teintes.

 

L’efficacité des cellules solaires de dispositifs utilisant ces matériaux est passée de 3,8% en 2009 à 25,2% en 2019, dans les architectures à simple jonction et à 28% dans les cellules tandem à base de silicium, dépassant ainsi les efficacité maximale obtenue dans les cellules solaires au silicium.

 

Cependant il reste à régler d'importants problèmes de stabilité : vis à vis de l'humidité, de l'oxygène, des UV. Malgré tout, et au vu des investissements réalisés -tant publics que privés - nul doute que ces problèmes seront résolus à court terme.  

Dès 2020, à Wroclaw, en Pologne, une usine fabriquera 180 000 m2 de panneaux solaires en pérovskites. Une production qui devrait ensuite augmenter, tant la demande risque d’être exponentielle. 

 

C'est actuellement le défaut de la cuirasse : le développement du PV implique des capacités de stockage considérablement accrue.

Actuellement, les batteries au lithium constituent la principale solution de stockage. Mais la production mondiale de ce métal rare, à l'extraction polluante et coûteuse, est limitée à 40 000 tonnes par an. Avec la croissance rapide des véhicules électriques, il en faudra de trois à sept fois plus dans les vingt-cinq prochaines années, selon l'Ademe.

 

Actuellement, des batteries au lithium de fortes capacités ont été développées, notamment par Tesla en Australie ( 129 MWh). Et le process s'avère éminemment rentable !

 

Cependant de nouvelles technologies sont en développement ou même en cours de mises en oeuvre.

 

Par exemple, Hydrogène de France (HDF Energy) va construire en Guyane la plus grosse centrale du monde de production et stockage d'électricité renouvelable. Son parc de panneaux photovoltaïques de 55 MW sera couplé avec une capacité de stockage de 120 MWh à base d'hydrogène, plus un stockage d'appoint par batteries lithium-ion de 20 MWh. Soit 140 MWh.

"L'alliance de deux technologies de stockage permet de profiter des avantages de chacune,. L'hydrogène stocke l'énergie sur de longues périodes, tandis que les batteries sont capables de restituer l'électricité très rapidement, dans la milliseconde. L'électricité solaire sert à hydrolyser de l'eau, produisant de l'hydrogène (et de l'oxygène), stocké sous forme de gaz comprimé dans de grands conteneurs de 12 mètres de long. L'opération inverse produit de l'électricité dans une pile à combustibles. Ainsi, la centrale ne rejettera que de l'oxygène et de la vapeur d'eau."

Sylvain Charrier, directeur du développement de HDF pour l'Outre-mer

 

Les systèmes photovoltaïques produisent un courant continu, ils doivent donc se connecter au réseau via des onduleurs, qui se synchronisent généralement sur la fréquence nominale de ce réseau pour exporter de l'énergie.

Les nouvelles installations d'onduleurs photovoltaïques doivent assurer la fiabilité du réseau ( régulation de la tension et de la fréquence).

À des niveaux très élevés de déploiement, les systèmes PV devront générer leurs propres formes d'onde de référence de tension et se synchroniser ensemble. De nouvelles techniques telles que les contrôleurs d'oscillation virtuels sont en cours de développement, ils sont capables de générer des temps de réponse rapides et de créer des systèmes à inertie nulle.

Les centrales solaires thermodynamiques constituent un moyen de résoudre le problème du stockage.

Elles concentrent le rayonnement solaire pour produire de la chaleur à très haute température, puis de l’électricité.

 

Dans les centrales à tour comme celle d'Ivanpah (Californie), des centaines ou des milliers de miroirs placés au sol, appelés héliostats, orientent les rayons solaires vers le sommet d’une tour, qui peut dépasser 200 mètres de haut. Les héliostats sont orientables afin de suivre la course du soleil tout au long de la journée. En haut de la tour, un absorbeur, où circule le fluide caloporteur (généralement des sels fondus), transforme le rayonnement en chaleur à haute température. Ces centrales nécessitent un fort ensoleillement et une grande surface au sol. 

On trouve aussi des centrales à collecteurs cylindro-paraboliques comme Noor au Maroc (160 MW, 500 000 miroirs, 4,8 km2), les centrales à miroirs de Fresnel telle eLLo à Llo (P-O) (9 MW).

 

Le coût de l'électricité obtenu par ce moyen est encore élevé, mais il a l'immense mérite de régler le problème du stockage qui se pose avec le photovoltaïque.

 

Nous ne sommes qu'au début de l'exploitation de ces technologies, mais des projets gigantesques sont en cours un peu partout dans le monde, en Israël, au Chili, en Australie, aux USA, en Espagne...

 

 La centrale solaire thermodynamique d'Ivanpah est capable de délivrer 550 megawatts (MW) de puissance. Elle fournit suffisamment d'électricité pour alimenter quelque 160 000 foyers.

Elle occupe une surface de 25 kilomètres carrés et se compose de neuf millions de panneaux solaires surélevés de seulement 1,7 mètre, ce qui limite l'atteinte au paysage.

 

 

 

À Fos-sur-Mer (Bouches-du-Rhône), le démonstrateur Jupiter 1000 a injecté le 20 février de l’hydrogène pour la première fois sur le réseau gazier. Une étape importante pour ce projet de type « Power to Gas ».

Il s'agit de produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau à partir d'électricité verte (éoliennes, solaire).

 

L'hydrogène devrait prendre une place importante au sein des énergies du futur, mais aussi avoir un rôle essentiel au niveau du stockage de l'électricité "verte".

 

 

Le projet Jupiter 1000 réunit 9 partenaires : le Port de Marseille Fos qui accueille le démonstrateur, la CNR, Compagnie Nationale du Rhône, premier producteur français d'énergie uniquement renouvelable, McPhy qui a construit les électrolyseurs pour générer l’hydrogène (1 MW de puissance avec 2 technologies d’électrolyse testées : alcaline et P.E.M., Leroux & Lotz qui doit capter du CO2 dans des fumées industrielles pour le fournir à l’installation de méthanation, Khimod qui réalise les réacteurs échangeurs de méthanation avec le CEA et les gestionnaires de réseaux gaziers et électrique.

On peut dire que le fleuron des entreprises innovantes dans le domaine est réuni autour du démonstrateur Jupiter 1000.

 

Sur le site de Fos-sur-Mer, la production d’hydrogène a commencé en novembre 2019 et la première injection d’hydrogène dans le réseau gazier a été réalisée le 20 février 2020. Il est prévu de mettre en service la brique de méthanation de Jupiter 1 000 « au 2e semestre 2020 ». 

 

 

Ce plan a été présenté le 1ier juin 2018 par Nicolas Hulot (alors ministre), qui soulignait alors que l’hydrogène offrait des atouts énergétiques indispensables à la transition écologique :

 

Stockage : l’hydrogène peut être produit par électrolyse à partir d’eau et d’électricité, et ensuite être stocké ce qui permet donc de stocker l’électricité sous forme de gaz ;

 

Electricité : en l’utilisant dans une pile à combustible, l’hydrogène se transforme en électricité et en eau, ce qui permet de l’utiliser comme un carburant propre pour les voitures sans émission de polluants ni de CO2 ;

 

Gaz vert : il peut être injecté dans le réseau de gaz, mélangé au méthane ;

 

Captage du CO2 : l’hydrogène peut se coupler au CO2 pour fabriquer du méthane de synthèse, qui peut être utilisé comme du gaz normal : il permet donc d’utiliser le gaz carbonique qui s’échappe de certaines usines et de le réutiliser dans les réseaux de gaz .

 

Notons qu'en plus que l'hydrogène affiche un excellent rapport énergétique : à masse égale, il produit quatre fois plus d’énergie que le pétrole ou le gaz naturel.

 

 

L’Agence internationale de l’énergie (AIE) publiait un an plus tard (le 14 juin 2019), un rapport consacré aux perspectives de développement de l’hydrogène « propre » dans le monde.

Il  appelait à étendre les usages de ce vecteur énergétique dont les coûts de production devraient  être réduits.

 

La fourniture mondiale d’hydrogène à l’industrie a plus que triplé depuis 1975 et avoisine actuellement 70 millions de tonnes par an.

Cet hydrogène est aujourd’hui quasiment intégralement produit à partir de gaz naturel et de charbon (dans une moindre mesure), ce qui entraîne chaque année l’émission de près de 830 millions de tonnes de CO2.

 

L’AIE estime que l’hydrogène pourrait « contribuer à un futur énergétique durable et résilient », en se déployant au détriment des combustibles fossiles dans de nombreux secteurs où il est actuellement « presque totalement absent, comme le transport, les bâtiments et la production électrique ».

 

Jupiter 1000 se situe exactement dans le cadre de ces objectifs.

 

LIRE l'analyse du rapport de l’IRENA , Hydrogène : un allié à venir pour la production d’électricité renouvelable

 

 

 

En effet, ce projet est doublement vertueux.

 

Le « Power to Gas » consiste d'abord à transformer de l’électricité en hydrogène par électrolyse de l’eau (en utilisant l’électricité pour transformer les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène).

Cela permet entre autres de valoriser les surplus de production électrique émanant d’installations renouvelables intermittentes et d’offrir ainsi une solution de flexibilité au réseau.

 

L’hydrogène produit peut ensuite être combiné, par un processus de méthanation, à du dioxyde de carbone pour obtenir du méthane de synthèse. Ce procédé « permet de recycler du CO2, préalablement capté au sein des fumées industrielles ou d’un site de production de biométhane.

 

 

 

McPhy est une société dromoise spécialisée dans l'électrolyse de l'eau.

 

Cette entreprise de pointe a annoncé qu'il allait équiper la plus grande unité de production d’hydrogène zéro-carbone en Europe , un projet initié par deux sociétés néerlandaises Nouryon (chimie de spécialité) et Gasunie (infrastructure et de transport de gaz naturel) et qui sera installé à Delfzijl , aux Pays-Bas.

En effet la technologie innovante d’électrolyse alcaline "Augmented McLyzer" de McPhy a été choisie pour être la pierre angulaire de ce projet industriel majeur .

 

C'est "la première unité de production d’hydrogène zéro-carbone de cette envergure à être développée en Europe, avec une capacité de 3.000 tonnes par an (20 MW).

 

A noter que McPhy travaille aussi sur les piles à hydrogène réversible (PEM, voir ci-dessous).

 

 

Actuellement, les batteries au lithium constituent la principale solution de stockage. Mais la production mondiale de ce métal rare, à l'extraction polluante et coûteuse, est limitée à 40 000 tonnes par an.

 

Cependant de nouvelles technologies sont en développement ou même en cours de mises en oeuvre.

 

Le stockage de l'électricité via l'hydrogène notamment qui se déroule en deux phases :

1 - L’électrolyse : passage de l’électricité à l’hydrogène,

2 - La pile à combustible (PAC) : passage de l’hydrogène à l’électricité.

 

Par exemple, Hydrogène de France (HDF Energy) va construire en Guyane la plus grosse centrale du monde de production et stockage d'électricité renouvelable. Son parc de panneaux photovoltaïques de 55 MW sera couplé avec une capacité de stockage de 120 MWh à base d'hydrogène, plus un stockage d'appoint par batteries lithium-ion de 20 MWh. Soit 140 MWh.

 

"L'alliance de deux technologies de stockage permet de profiter des avantages de chacune,. L'hydrogène stocke l'énergie sur de longues périodes, tandis que les batteries sont capables de restituer l'électricité très rapidement, dans la milliseconde. L'électricité solaire sert à hydrolyser de l'eau, produisant de l'hydrogène (et de l'oxygène), stocké sous forme de gaz comprimé dans de grands conteneurs de 12 mètres de long. L'opération inverse produit de l'électricité dans une pile à combustibles. Ainsi, la centrale ne rejettera que de l'oxygène et de la vapeur d'eau."

Sylvain Charrier, directeur du développement de HDF pour l'Outre-mer

 

Le développement de cette filière passe par l'optimisation des piles à combustible à hydrogène.

 

Le principe de la pile à combustible n’est pas nouveau, il a été mis en évidence il y a plus de 150 ans par deux chercheurs, Christian Friedrich Schönbein et Sir William Grove.

Il repose sur une réaction chimique simple :

 

Hydrogène + Oxygène → Electricité + Eau + Chaleur

2 H2             +            O2            →              2 H2O

 

Cependant le coût de la production d'électricité via les piles à hydrogène est encore trop élevé.

L’amélioration du rapport prix/performance de la pile à hydrogène fait donc l'objet de nombreux travaux, notamment sur l’électrolyte solide (l'échangeur de protons), matière où transitent les ions hydrogènes.

 

Ainsi, des chercheurs français du CNRS (ESCPI Paris et Université de Montpellier), ont mis au point récemment un matériau de type MOF (Metal Organic Framwork) préparé à partir d'acide α-aminé naturel, montrant une conductivité protonique élevée et stable.

 

D'un autre côté, de nombreux groupes de recherche et développement travaillent sur des piles à hydrogène réversibles  pouvant, soit produire de l'hydrogène à partir d'électricité, soit produire de l'électricité à partir d'hydrogène.

Ces piles sont basées à la fois sur des technologies de piles à combustible à membrane échangeuse de protons et de piles à combustible à oxyde solide

 

Récemment,  une cellule électrochimique réversible en céramique protonique très performante a été mis au point.

 

 LE CEA et la start-up Sylfen se sont vu décerner le prix EARTO, qui récompense les meilleures innovations de l’année. L’objet du prix, le Smart Energy Hub, est un système hybride de stockage et de cogénération d’énergie : il peut fonctionner en mode « électrolyse » pour stocker de l’énergie renouvelable sous forme d’hydrogène, ou en mode « pile à combustible » pour produire de l’électricité et de la chaleur à partir d’hydrogène précédemment produit ou de méthane.

 

 

A l'embouchure du port de Rotterdam se trouve le prototype d'une éolienne géante produite par la General Electric : Haliade-X. 

 

Ces turbines, capables de produire autant de poussée que les quatre moteurs d'un Boeing 747, selon GE, seront déployées en mer à partir de 2022.

 

Elle dispose de pales de 107 m de long, le diamètre de braquage de son rotor est plus long que deux terrains de football américain bout à bout et elle culmine à 248 mètre de haut (en bout de pales), soit environ 5 fois la taille de l'Arc de Triomphe.

Les modèles ultérieurs seront plus hauts que n'importe quel bâtiment sur le continent de l'Europe occidentale !

 

Pour fabriquer une lame d'une longueur aussi extraordinaire qui ne se déforme pas sous son propre poids, GE a fait appel aux concepteurs de LM Wind Power, un fabricant de lames au Danemark (et bientôt en France) que la société a acheté en 2016 pour 1,7 milliard de dollars. Parmi leurs innovations: un matériau alliant fibre de carbone et fibre de verre à la fois léger mais solide et flexible.

 

En tests depuis novembre 2019 à Rotterdam, l’Haliade-X a été optimisée et sa puissance portée à 13 MW, ce qui correspond à 30 fois la puissance des premières machines danoises, au début des années 90.

Elle a  récemment « établi un nouveau record mondial, en produisant 288 MWh en une seule journée ». Cela correspond à un facteur de charge de… 92,3% !

 

Alors que les facteurs de charge (fonctionnement à pleine puissance) moyens des parcs éoliens dans le monde en 2019 étaient estimés par le GWEC (Global Wind Energy Council) à 23% pour les installations terrestres et à 40% pour celles implantées en mer, General Electric a l'ambition de faire de l'Haliade-X, l'éolienne « la plus efficace au monde » et évoquait fin 2019 un facteur de charge potentiel de 63% pour son modèle, « dans des conditions de vents d’un site allemand typique en mer du Nord ».

 

 A elle seule, Haliade-X peut éclairer une ville de 12 000 foyers. Assemblées en réseau, ces éoliennes pourront alimenter de grandes agglomérations !

 

Il faut savoir que GE qui n'est venu à l'éolien offshore que grâce à l'acquisition de l'activité électrique d'Alstom en France, en 2015, propose d'entrée une machine deux fois plus puissante que la concurrence (Siemens Gamesa et Vestas Wind Systems, le constructeur de turbines basé au Danemark). 

 

 L'unité commerciale, appelée GE Renewable Energy, a consacré 400 millions de dollars à la conception, au recrutement d'ingénieurs et au réoutillage des usines de Saint-Nazaire et de Cherbourg. Le début de la production est annoncé pour le troisième trimestre 2021.

 

Bien que les turbines offshore ne représentent actuellement qu'environ 5% de la capacité de production de l'ensemble de l'industrie éolienne, cette partie de l'activité devrait croître plus rapidement dans les années à venir que l'éolien terrestre.

 

La technologie offshore a pris racine en Europe du Nord depuis les années 80 et se propage maintenant sur la côte est des États-Unis ainsi qu'en Asie. 

 

Les projets de grande envergure, qui coûtent des milliards de dollars, attirent de grands investisseurs, y compris des sociétés pétrolières comme BP , Royal Dutch Shell et Total (avec le rachat de Global Wind Power), qui souhaitent améliorer rapidement leurs offres d'énergie verte. Les investissements en capital dans l'éolien offshore ont plus que triplé au cours de la dernière décennie pour atteindre 26 milliards de dollars, selon l'Agence internationale de l'énergie.

 

Près de 190 éoliennes Haliade-X devraient constituer le projet éolien Dogger Bank A et B dans les eaux britanniques. À sa mise en service envisagée en 2023, ce parc devrait être le plus « puissant » au monde.

 

L’Haliade-X a par ailleurs également été sélectionnée pour équiper deux autres projets éoliens offshore aux États-Unis : Skipjack au large du Maryland (120 MW) et Ocean Wind (1 100 MW) au large des côtes du New Jersey, réalisé par  Orsted, une société danoise qui est le plus grand développeur de parcs éoliens offshore au monde.

 

Actuellement c'est l’éolienne V164 de MHI Vestas, d’une capacité de 8,4 MW, qui est le modèle le plus puissant déployé dans les eaux européennes. La puissance unitaire moyenne des éoliennes offshore installées en Europe était en 2019 de 7,8 MW. Depuis 2014, la puissance moyenne par éolienne en mer augmente en moyenne de 16% par an selon WindEurope.

 

Sur l'illustration ci-dessus, on constate que la France a le bonnet d'âne dans ce domaine important des énergies renouvelables. Elle va fabriquer des éoliennes... pour les autres.

Nos gouvernants - tellement peureux - ne veulent pas faire de... vagues !

 

Il est vrai que le vent fait du bruit, que les turbines gâchent le paysage et font tourner le lait.

On sait aussi que les panneaux solaires, c'est moche, que la biomasse ça pue, que le nucléaire c'est dangereux, que les barrages ça inonde...

Tous ces râleurs, devraient aller en stage dans les mines de charbon de Silésie ou de Chine.

Ou alors se priver de télé, de portables, d'internet, d'eau chaude, de transports... cela permettrait d'économiser de l'énergie.

Mais en France on veut le beurre, l'argent du beurre et la crémière !

C'est parfois démoralisant d'être Français !

 

NB : sept parcs éoliens posés devraient être construits en France d'ici 2026, ainsi que quatre fermes pilotes flottantes.

 

 

Le lithium a joué un rôle fondamental dans le développement des batteries de hautes performances appelées Lithium-ion (Li-ion).

Les batteries Li-ion présentent actuellement la plus grande capacité d’accumulation d’énergie par unité de masse. Elle peut stocker 3 à 4 fois plus d'énergie par unité de masse que les autres technologies de batteries.

De plus son auto-décharge est faible.

 

Cet usage représente désormais plus de 50% de la demande mondiale en lithium et en est le moteur principal.

 

Aujourd’hui, le principal secteur tirant la vente de ces batteries est la production de véhicules électriques.

La consommation totale de lithium pour cet usage est passée d’une part de marché de 20% en 2008 (soit 4 260 t Li) à près de 58% en 2018.  Selon les prévisions, cette part pourrait passer à 85% en 2030, voire 2025. Les estimations sur les tonnages de lithium nécessaires à cette échéance varient selon les analyses, ils dépasseront très probablement 150 kt Li en 2025, et atteindre 300 kt Li en 2030.

Alors que la demande en lithium augmente fortement, depuis 2018, les prix baissent !

En effet, les réserves de lithium mondiales ont été multipliées par 4 entre 2005 et 2017, en réponse au déploiement massif de la technologie des batteries Li-ion.

Plus on consomme de lithium, plus on en cherche et plus on en trouve !

Selon les experts, le risque de pénurie, d'un point de vue géologique, paraît donc limité.

 

Dans l'industrie, le lithium se produit, s'échange et s'emploie sous forme de carbonate de lithium (Li2CO3) et d'hydroxyde de lithium (LiOH), produits à partir de deux types de sources lithinifères :

 

- les saumures, tels que les salars d'Amérique du Sud situés dans le « triangle du lithium », partagés entre l'Argentine, le Chili et la Bolivie,

- les minéraux lithinifères issus des pegmatites, greisens et coupoles de granites à métaux rares, tels que les mines de Greenbushes en Australie.

 

Les principales ressources se situent donc en Australie, qui est devenue le plus gros producteur mondial de lithium (55%), en Amérique du Sud et en Chine (10%). 59 % des réserves identifiées sont en Amérique du Sud - principalement au Chili -,  en Chine, en Australie et aux Etats-Unis.

 

Mais c'est au Mexique que le plus grand gisement de lithium au monde - un salar - a été identifié.

Cette mine de lithium (sous forme de carbonate, LCE) à ciel ouvert, est située dans le désert de Sonora à 170 km de la frontière américano-mexicaine. Avec 243,8 millions de tonnes de réserves prouvées ou potentielles, il s'agit du plus important gisement de lithium au monde.

 

 

L'Europe est malheureusement bien moins pourvue, alors qu'elle se lance dans un plan ambitieux de développement des véhicules électriques.

 

 En Europe, les déplacements en voiture représentent environ 12% de toutes les émissions de carbone du continent. Pour rester conforme à l'accord de Paris, les émissions des voitures et des camionnettes devront baisser de plus d'un tiers (37,5%) d'ici 2030. L'UE s'est fixé un objectif ambitieux de réduction globale des émissions de gaz à effet de serre de 55% à la même date . À cette fin, Bruxelles et certains États membres investissent des millions d'euros pour inciter les propriétaires de voitures à passer à l'électrique. Quelques pays vont encore plus loin en proposant d'interdire les ventes de véhicules diesel et essence dans un proche avenir (dès 2025 dans le cas de la Norvège). Si tout se passe comme prévu, la possession de véhicules électriques en Europe pourrait passer d'environ 2 m aujourd'hui à 40 m d'ici 2030.

 

Donc en Europe on cherche aussi beaucoup... et on trouve !

Au Portugal notamment, qui produit actuellement 400 tonnes de minerai par an, mais dont les réserves sont prometteuses. Dans la région de Trás-os-Montes, au nord du Portugal, un gisement estimé à plus de 60 000 tonnes a été identifié.

 

En France, de récentes analyses montrent que l'Alsace pourrait bien assurer l'indépendance du pays en lithium.

Dans les eaux chaudes puisées en profondeur, Electricité de Strasbourg et le groupe Fonroche, deux acteurs de la géothermie profonde en Alsace, ont mesuré des concentrations élevées de lithium.

 

L'industriel français Fonroche Géothermie, "vient de procéder aux analyses complémentaires dans les eaux extraites de ses puits de forage situés sur la commune de Vendenheim, au Nord de Strasbourg. Les résultats confirment la présence de lithium en qualité et quantité très prometteuse lui permettant d'envisager une production annuelle de quelque 1 500 tonnes de Lithium propre sur ce seul ouvrage.  Les besoins actuels en lithium de l’industrie française étant de 15.000 tonnes par an, 10 forages géothermiques suffiraient donc pour satisfaire la consommation de ce métal stratégique par l’Hexagone."

 

Sauf que, suite à une vague de petits séismes ressentis ces dernières semaines au nord de Strasbourg, la société de géothermie Fonroche doit faire face aux questions des habitants et des autorités sur un lien éventuel entre ses forages et les secousses observées dans cette zone. Une expertise est en cours.

Hélas, chaque nouvelle source d'énergie apporte son lot de mauvaises... nouvelles.

La course au lithium n'est pas sans inspirer quelques craintes aux défenseurs de la nature. L'impact de l'exploitation minière moderne sur l'environnement naturel est parfois dramatique.

 

Au Portugal justement, la guerre est déclarée entre, d'une part les industriels et une partie de la population qui font valoir la manne financière attendue (plus d'un milliard et demi sur 11 ans), les emplois créés, l'économie de 100 millions de tonnes de CO2 (via les véhicules électriques), et d'autre part les défenseurs des sites ciblés au coeur d'une région idyllique du nord du Portugal :

 

 " La vue sur le Peneda-Gêres, seul parc national du Portugal et réserve de biosphère pour l'Unesco, est à couper le souffle. Les pentes granitiques de la serra plongent dans les eaux cristallines du barrage de Paradela, en contrebas de hauts plateaux tour à tour boisés et pelés, terrains de jeu des meutes de loups et des hardes de garranos. Plus loin serpentent des gorges vertigineuses sur lesquelles veillent les aigles royaux."

 

En ces lieux, "les projets de mines de lithium promettent de creuser les montagnes alentour jusqu'à 300 mètres de profondeur."

 

Pour l'instant, le lithium portugais n'est pas rentable (face à celui du Chili par exemple), mais ce n'est qu'une question de temps. Gageons que les 60 000 tonnes (au moins) du métal alcalin ne resteront plus longtemps enfouis dans le sous-sol portugais, d'autant que l'Europe a un besoin vital d'une ressource à portée de mains.

 

"S'approvisionner en lithium dans son arrière-cour offre non seulement à l'Europe une logistique plus simple et des prix plus bas, mais aussi moins d'émissions liées au transport. Il promet également la sécurité d'approvisionnement du l'Europe - un problème d'autant plus urgent que la pandémie de coronavirus perturbe le commerce mondial."

 

Alors quelle solution pour réconcilier les deux parties ? Les industriels proposent de remettre le site en l'état (renaturalisation) après les 10 ans d'exploitation.

 

 

Les batteries Li-ion ont à ce jour des performances inégalées dans trois domaines : la densité d'énergie, une faible auto-décharge et le nombre de cycles de charge.

Le fort développement de la demande en véhicules totalement ou partiellement électrifiés, conduit donc à une explosion de la consommation de lithium.

 

Les Etats- Unis, qui produisent très peu du précieux métal alcalin, soucieux d'assurer leur indépendance énergétique, se lancent à corps perdu dans la recherche de gisements de lithium...

... quitte à faire de gros dégâts dans l'environnement.

 

Ainsi dans le nord du Nevada, des ouvriers ont commencé à creuser une fosse géante qui sera la première mine de lithium à grande échelle aux États-Unis.

 

La mine, construite sur des terres fédérales louées, pourrait contribuer à réduire la dépendance quasi totale des États-Unis à l'égard de sources étrangères de lithium .

Mais ce projet, connu sous le nom de Lithium Americas, validé par Trump, a suscité des protestations de la part des membres de tribus amérindiennes, d'éleveurs et de groupes environnementaux, car il devrait utiliser des millions de m3 d'eau souterraine, et contaminer potentiellement une partie de ces terres pendant 300 ans, en laissant derrière lui un monticule géant de déchets.

 

Si la disparition des moteurs thermiques est un impératif écologique majeur (émission de CO2, mais aussi de particules fines, d'oxydes d'azote...), le problème d'une production et d'une utilisation verte d'électricité est loin d'être résolu.

 

 Depuis l'apparition des "gilets jaunes" il est de bon ton de fustiger la voiture électrique. En fait peu de gens comprennent que ce sont principalement les polluants émis à l'échappement des véhicules qui sont très problématiques pour la santé publique (400 000 morts par an en Europe).

Coupons court au suspens : une voiture électrique (y compris la fabrication de ses batteries) émet jusqu'à 3 fois moins de gaz à effet de serre (GES) et encore moins de polluants atmosphériques que les voitures à moteur thermique (essence ou diesel) suivant différentes études.

 

Si le bilan environnemental de la production de lithium a souvent été négligé, c'est en partie parce que les États-Unis, la Chine, l'Europe, sont engagés dans une course de vitesse.

Néanmoins, les investissements colossaux dans les véhicules électrifiés bénéficient à la recherche qui avance à grand pas dans le domaine du stockage de l'énergie et des batteries.

 

 Pour la production de lithium même, il existe des options plus respectueuses de l'environnement - comme l'extraction de la saumure de lithium, au lieu des mines à ciel ouvert. 

  

L'extraction de lithium à partir de saumure est utilisée depuis longtemps au Chili, en Bolivie et en Argentine, où le soleil est utilisé pendant près de deux ans pour évaporer l'eau des étangs tentaculaires. Il est relativement peu coûteux, mais il utilise beaucoup d'eau dans les zones arides.

 

L'approche prévue sur la mer de Salton - un lac gigantesque horriblement pollué - est radicalement différente de celle traditionnellement utilisée en Amérique du Sud.

Ce lac se trouve au sommet des Salton Buttes (volcans souterrains).

 

"Le désert de Californie est jonché de restes de rêves brisés - villes fantômes cachées, mines abandonnées et restes rouillés de la grande idée de quelqu'un. Mais rien n'est plus grand sur un paysage abandonné que la mer de Salton, qui languit dans un coin négligé de l'État.

L'eau scintille et gronde dans le désert comme une réprimande: née de l'erreur humaine, aggravée par 100 ans de négligence et de pollution.

 Le plus grand lac de Californie est également l'un de ses pires fléaux environnementaux, présentant un problème tellement inversé que son héritage toxique s'intensifie à mesure que ses eaux sales disparaissent. 

Depuis des générations, les habitants de l'Imperial Valley respirent un tableau périodique des minéraux et des métaux, ainsi que des produits chimiques agricoles. Mais malgré toute la misère que ces eaux déchaînées ont déchaînée - l'asthme et autres affections respiratoires déclenchées par des nuages de poussière - la mer de Salton offre désormais une issue potentielle: [le] lithium, appelée «or blanc», l'un des éléments les plus précieux de la planète. , utilisé pour fabriquer des batteries qui alimentent les voitures électriques et conduisent un avenir sans combustibles fossiles."

 

Pendant des années, la société CalEnergy  et  Energy Source, ont exploité la chaleur géothermique des Buttes pour produire de l'électricité. Les systèmes utilisent de la vapeur souterraine naturelle et cette eau est chargée en lithium.

Le nouveau projet consiste à valoriser les eaux usées en récupérant le lithium après le passage de l'eau dans les centrales géothermiques, selon un processus qui ne prendra qu'environ deux heures.

 

 

Plusieurs entreprises travaillant sur la technique d'extraction directe du lithium - dont Lilac Solutions, basée en Californie et Standard Lithium à Vancouver (Colombie-Britannique) sont convaincues de l'avenir de cette technologie.

 

Standard Lithium exploite une source de saumure déjà extraite du sol par une usine chimique de l'Arkansas, qui  n'a donc pas besoin de prélever d'eau supplémentaire du sol.

 

Standard Lithium,  espère que l'entreprise produira 21 000 tonnes de lithium par an en Arkansas d'ici cinq ans... si elle parvient à lever 440 millions de dollars de financement.

 

Lilac Solutions, travaille également sur l'extraction directe de lithium au Nevada, au Dakota du Nord et dans d'autres sites américains qu'elle ne divulgue pas. La société prévoit que d'ici cinq ans, ces projets pourraient produire environ 100 000 tonnes de lithium par an, soit 20 fois la production nationale actuelle.

 

Le véritable futur des batteries, c'est le remplacement du lithium par un autre métal alcalin : le sodium, particulièrement abondant et très peu coûteux.

 

La batterie sodium-ion présente encore toutefois des limites, et pas des moindres : non seulement elle ne peut stocker autant d'énergie qu’une batterie lithium, mais elle supporte aussi encore mal les charges à répétition.

 

Cependant, tout récemment, des chercheurs américains ont eu l’idée de créer un électrolyte liquide (la substance conductrice présente dans les batteries et qui contient les ions mobiles) dopé en ions sodium. Plus salé, le mélange semble mieux cohabiter avec la cathode, elle-même modifiée avec des oxydes métalliques en couche mince.

 

 

La nouvelle formule s’avére gagnante : avec des ions sodium en mesure de se déplacer de façon fluide et continue, plus de croûte de cristaux formée au niveau de la cathode. Après 450 cycles de charge, leur batterie a aussi démontré qu’elle conservait une capacité de rétention d’énergie de 82%.

 

Reste maintenant à développer un process industriel... Le lithium a encore de beaux jours devant lui !

Pour une voiture équipée d’une batterie de 48 kWh (environ 320 Km d’autonomie), il faut donc 5,4 Kg de lithium (28,8 kg de carbonate de Lithium).

Aujourd'hui, jusqu'à 95% des constituants des batteries au lithium peuvent être recyclés.

 

En France,  le taux de recyclage des batteries au lithium atteint aujourd'hui plus de 65 %. Renault affirme valoriser plus de 85 % du cobalt de ses batteries électriques.

 

Le lithium ne représente qu'une petite partie du coût de la batterie. Actuellement, le recyclage du lithium coûte plus cher que son extraction du sol ; l'un des principaux coûts se situe à la fin du processus: la transformation du lithium récupéré de son état recyclé (sulfate de lithium) en une forme prête à l'emploi (carbonate de lithium).

 

Pour les usines de recyclage existantes, le lithium n'est pas ce qui rapporte. L'objectif principal est de récupérer le cobalt, ainsi que le nickel et le cuivre. 

 

Néanmoins, il est très important de recycler le lithium des batteries, ne serait-ce que pour limiter les dégâts infligés à la nature par l'industrie minière, d'autant que la demande va exploser dans la prochaine décennie.

 

 

 

Les transports routiers (voitures, camions, etc.) demeurent les principaux responsables de ces émissions de gaz à effet de serre, loin devant le transport aérien ou maritime, également en constante augmentation.

 

En France, c'est ainsi le transport routier qui est l'activité émettant le plus de CO2 : 122 millions de tonnes en 2017, selon les chiffres de l'INSEE. 

 

Les émissions de CO2 sont reparties à la hausse en 2017, la concentration du dioxyde de carbone atteint aujourd'hui les 400 ppm. Il faut savoir que ce gaz séjourne environ un siècle dans l'atmosphère.

 

SUR L'EFFET de SERRE VOIR ICI

 

La première Conférence mondiale sur le transport durable s'est déroulée en novembre 2016, au Turkmenistan.

 

Une réunion sympathique organisée par l'ONU, qui aboutit à une volonté réaffirmée : "Mobiliser le transport durable pour le développement", avec quelques recommandations,  et à un constat : "ce n'est pas le financement qui fait défaut mais les projets de qualité ".

La Banque Mondiale disposerait de plus de fonds qu'elle n'en dispense pour le secteur du transport durable.

C'est dire le degré de mobilisation des gouvernements dans le domaine !

 

D'autre part l'ONU indique que " Dans le Programme de développement durable à l'horizon 2030, les transports durables sont intégrés dans plusieurs objectifs de développement durable, en particulier ceux liés à la sécurité alimentaire, la santé, l'énergie, la croissance économique, les infrastructures, les villes et les établissements humains. "

 

  

Dans le cadre de sa Plate-forme Initiative Climat (CIP), l'ONU a recensé une soixantaine d'initiatives d'envergure.

 

L'ICLEI (Conseil International pour les Initiatives Locales pour l'Environnement ),  créé en 1990 sous l'égide des Nations-Unis, est un réseau mondial de villes et de régions engagées dans la construction d'un avenir durable. Elle est particulièrement active dans le domaine des transports. Elle regroupe 1500 villes et régions représentant un quart de la population du globe.

 

En 2016, la Banque mondiale, a appelé à une action pour accélérer les efforts visant à unifier et à transformer le secteur des transports. Elle a lancé un appel à l'action pour la mobilité durable pour tous et impulsé la création de Sustainable Mobility for All (SuM4All) qui regroupe aujourd'hui 56 organisations, ONG, banques, fédérations sportives, ministères, entreprises...

 

De nombreuses ONG se sont saisies du problème.

 

Par exemple, L'Alliance pour l'EcoMobilité qui a été créée en octobre 2011 en Corée. Elle regroupe 23 grandes villes et une quarantaine de fondations, universités, entreprises.... Elle agit pour la  construction d'un avenir de transport durable garantissant des options de mobilité à faibles émissions de carbone, centrées sur l'homme et socialement inclusives.

Son siège est en Allemagne. En mai 2019, une Conférence Internationale sur l'écomobilité se tiendra à Heidelberg.

 

Tout cela est un peu foisonnant... Un peu trop ?

 

En 2015,  les transports européens dépendaient du pétrole pour 94% de ses besoins en énergie. L'Europe importait environ 87% de son pétrole brut et de ses produits pétroliers de l'étranger, avec une facture d'importation estimée à environ 187 milliards d'euros.

 

La transition énergétique est donc aussi un impératif économique majeur pour l'Europe.

 

L'UE publie à jet continu sur le sujet depuis 5 ans. Directives, réglementations, appels à projets, conférences, forums... se sont multipliés. Il n'est pas simple de démêler bonnes intentions et actions.

 

En juillet 2016, la Commission dévoile sa stratégie pour la mobilité à faibles émissions :

 

- Accroître l'efficacité du système de transport en tirant le meilleur parti des technologies numériques, de la tarification intelligente et en encourageant davantage le passage à des modes de transport moins polluants,

- Accélérer le déploiement d'énergies alternatives à faibles émissions pour les transports, telles que les biocarburants avancés, l'électricité, l'hydrogène et les carburants synthétiques renouvelables, et éliminer les obstacles à l'électrification des transports

- Vers des véhicules à zéro émission. Si des améliorations supplémentaires du moteur à combustion interne sont nécessaires, l’Europe doit accélérer la transition vers les véhicules à faibles émissions et à émissions zéro. 

 

Quels sont les financements qui pourraient permettre que ces objectifs ne restent pas des voeux pieux ? 

Dans le même texte il est mentionné que : la stratégie s’appuie sur les mécanismes et les fonds existants. Une centaine de milliards dédiés au transport durable sont également disponibles.

Depuis, un certain nombre de forums européens ont vu le jour dans différents domaines (par exemple navigation maritime, transports intelligents...), souvent avec des financements à la clé.

 

Le Parlement européen pousse la Commission à accélérer le rythme. Par exemple, il a adopté en 2018 un rapport sur la « Stratégie européenne en matière de systèmes de transport intelligents coopératifs ». Celui-ci appelle à " l’introduction d’un cadre juridique clair pour soutenir le déploiement des systèmes de transport intelligents coopératifs et demande à la Commission européenne un calendrier précis avec des objectifs clairs."

 

Un premier bilan pourra être fait rapidement pour nombre de ces projets qui étaient affichés à l'horizon 2020. A cette date, 15 à 17% de l'énergie consacrée aux transports devraient être d'origine non pétrolière.

La seconde échéance est en 2030 où les véhicules zéro émission (ZEV) devraient être généralisés.

 

En France, le secteur des transports représente la principale source d'émissions de gaz à effet de serre ( plus de 30% du CO2 émis).

La tendance n'est pas bonne. Selon l'Observatoire Climat-Énergie, la France ne réalisera pas son objectif fixé dans le cadre de la stratégie nationale bas carbone (SNBC) : diminuer de 30 % ses émissions entre 2013 et 2028. 

 

Fin 2018, le gouvernement publie donc une Loi mobilités, qui affiche 4 objectifs :

 

 - Apporter à tous et partout des solutions alternatives à la dépendance à l’usage individuel de la voiture.

- Développer l’innovation et les nouvelles solutions de mobilité qui doivent être mises au service de tous.

- Réduire l’empreinte environnementale des transports, en réussissant la transition écologique dans notre façon de se déplacer.

- Investir davantage dans les infrastructures qui améliorent les déplacements du quotidien.

 

Pour réaliser cet objectif, 15 mesures clés sont annoncées : 

 

Des solutions alternatives à la voiture individuelle sur 100% du territoire

Une augmentation de 40 % des investissements pour améliorer les transports du quotidien

La priorité à la remise en état de nos réseaux routier et ferroviaire

Un plan sans précédent pour développer les transports en commun et désenclaver les territoires

La mobilité des personnes en situation de handicap facilitée

Un accompagnement à la mobilité pour tout demandeur d’emploi

100% des informations sur l’offre de mobilité accessibles et la possibilité de faire un trajet porte-à-porte avec un seul titre de transport

Des navettes autonomes en circulation dès l’année 2020

Un forfait mobilité durable : jusqu’à 400 €/an pour aller au travail en vélo ou en covoiturage

Un plan pour développer le covoiturage

Un plan vélo pour tripler sa part dans les déplacements d’ici 2024

Un nouveau cadre pour les solutions en libre-service

Le déploiement du véhicule électrique facilité grâce aux bornes de recharge électriques

Le déploiement de zones à faibles émissions pour un air plus respirable

Le permis de conduire moins cher et plus rapide

 

De bonnes intentions dont la concrétisation devra être vérifiée...

 

 

A noter qu'au niveau local et régional de nombreuses initiatives permettent d'envisager un avenir moins sombre pour les grandes agglomérations urbaines françaises, actuellement très polluées.

 

Voir le site de l'ADEME.

 

L'évaluation de Greeenpeace (2018, ci-contre), qui prend en compte la restriction sur les véhicules polluants, le renforcement de l'offre de transports en commun, la mise en place d'un réseau express vélo, les incitations au changement de comportement, montre que seules Paris, Strasbourg et Nantes et à un niveau en dessous Grenoble, peuvent être créditées d'actions significatives. 

Montpellier (ex surdouée), Lille et surtout Marseille et Nice, sont les très mauvais élèves.

 

L'évaluation mondiale réalisée par Arcadis positionne Paris au 3ème rang (derrière Hong-Kong et Zurich), Lyon est 15ème... Marseille n'est même pas classée !

 

Données et études statistiques sur les transports (France)

 

En gros, il aura fallu attendre la COP 21 à Paris (2015), dans ce domaine comme dans les autres, pour que les grosses machines institutionnelles prennent vraiment au sérieux le problème de l'impact des transports sur notre qualité de vie. 

 

Je rappelle que le Protocole de Kyoto visant à lutter contre le changement climatique en réduisant les émissions de gaz à effet de serre, date de 1997.

 

Une série d'objectifs aux horizons 2020 et 2030 a été proposée.

La France, qui veut donner l'exemple, a du mal à suivre.

 

Ainsi, une récente enquête de l’Institut du développement durable et des relations internationales (Iddri) montre que notre pays est très en retard sur ses objectifs.

En cause le bâtiment (voir 3ème partie) et les transports. Ce retard se creuse d'année en année.

La loi sur la transition énergétique, adoptée en 2015, prévoit aussi que la consommation finale d'énergie française doit baisser de 20% en 2030 et de 50% d'ici 2050, tandis que la consommation d'énergie fossile (pétrole, charbon, gaz) doit reculer de 30% en 2030. Mais la France ne devrait avoir réduit sa consommation d'énergie finale que de 17% en 2030 et de 44% en 2050. (source : Ministère de la Transition Energétique)

 

Le retard actuel au bout de 3 ans serait de... 3 ans !

 

Le mouvement des "gilets jaunes" aura au moins permis d'attirer l'attention sur la fiscalité des carburants et d'observer que l'effort pour financer la transition énergétique repose principalement sur les ménages, quand l'exonération du transport routier des marchandises coûte des centaines de millions aux contribuables (loi des finances 2018, ci-dessus).

Il est vrai, qu'en terme de nuisances potentielles sur les routes et près des dépôts de carburant, un camion vaut bien cent gilets jaunes !

 

L'année 2023 marque le centenaire de la première apparition de l'essence au plomb sur le marché.

Triste anniversaire pour une invention de Thomas Midgley, qui avait été saluée à l'époque comme un progrès considérable pour l'automobile.

 

Ce brillant inventeur est issu d'une famille de bricoleurs géniaux. Après des études en génie mécanique à Cornell, il s'installe à Dayton, Ohio en 1911, où il rejoint un autre inventeur célèbre, Charles Kettering qui avait mis au point le démarreur électrique chez Delco electronics.

 

Son patron lui demande de résoudre un gros problèmes pour les automobiles de l'époque : le cognement du moteur qui n'était pas seulement un son mais une sensation corporelle. 

 

« Conduire sur une pente faisait vibrer les soupapes, cogner les culasses, vibrer la boîte de vitesses et faisait soudainement perdre de la puissance au moteur" lit-on dans les revues de l'époque.

 

Pour étudier le phénomène, Midgley conçoit une caméra miniature, optimisée pour les images à grande vitesse. Les images  révélent que le carburant à l'intérieur des cylindres s'enflammait trop brusquement, provoquant des secousses et une perte de puissance.

 

Il comprend qu'il s'agit d'un problème de combustion, donc de chimie, se mue en chimiste et explore minutieusement le tableau périodique des éléments chimiques.

 

VOIR ICI SUR LE SITE (en 3 parties) : Mendeleïev, un tableau de maître !

 

 

 Il lui faudra 5 ans et 33 000 composés testés, pour se tourner vers l'élément chimique le plus lourd connu à l'époque : le plomb.

 

En décembre 1921, il teste un carburant au kérosène dans lequel "il a ajouté une cuillère à café de plomb tétraéthyle".

 

C'est le miracle, plus de cognements, plus de perte de puissance !

 

Finalement, en février 2023, l'entreprise met sur le marché un nouveau carburant : l'ETHYL.

 

 En 1924, General Motors, DuPont Corporation et Standard Oil lancent une coentreprise appelée Ethyl Corporation pour produire l'essence à grande échelle, avec Kettering et Midgley nommés dirigeants.

 

La production à la chaîne de montage par Henry Ford du modèle T original, en 1908, est généralement considérée comme le point d'origine de l'histoire d'amour américaine avec l'automobile, mais l'introduction de l'essence éthylique, à indice d'octane élevé, a également joué un rôle déterminant.

 

Au cours des années 1920, le nombre de véhicules immatriculés aux États-Unis a triplé. À la fin de la décennie, les Américains possédaient près de 80 % de toutes les automobiles du monde, de plus en plus alimentées par le nouveau carburant miraculeux.

 

Hélàs, on sait aujourd'hui que dans l’environnement, le plomb est toxique pour les plantes, les animaux et les micro-organismes. Il s’accumule dans la plupart des organismes vivants.

 

Un rapport de l’Unicef publié en 2020, pointait un chiffre de 800 millions d’enfants dans le monde ayant un taux de plomb dans le sang d’au moins 5 microgrammes par décilitre, au-delà du seuil problématique. 

 

 La suppression du plomb dans l'essence a été rendue possible par la mise au point de nouveaux moteurs capables notamment de bien fonctionner avec des indices d'octane moins élevés.

 

J'ai raconté plus haut comment Midgley avait inventé le fréon. Là-aussi, il avait mis à profit ses nouveaux talents de chimiste et son exploration de la classification périodique des éléments lui avait été fort utile.

 

 Cette fois il n'a pas cherché au hasard. Il a tout d'abord observé que la plupart des éléments qui restaient gazeux à basse température - une clé pour la réfrigération - étaient situés sur le côté droit du tableau, y compris des éléments comme le soufre et le chlore qui étaient déjà utilisés.

 

 Cette première étape a considérablement réduit la recherche. 

 

Midgley a ensuite éliminé d'emblée un certain nombre d'éléments trop volatils ou ayant un point d'ébullition sous-optimal.

 

Il découvrit alors que le seul candidat potentiellement utilisable non encore testé dans les réfrigérants commerciaux était le fluor.

 

Le fluor étant très toxique,  Midgley et son équipe ont eu l'idée de mélanger du fluor avec du chlore et du carbone, développant une classe de composés qui allait être appelée chlorofluorocarbures, ou CFCs en abrégé... on connaît la suite !

 

Malheureusement ces produits halogénés ont un impact très négatif sur la couche d'ozone (schéma ci-dessus) qui  protège la planète des rayons ultraviolets (UV).

 

Le Protocole de Montréal, qui a été signé pour la première fois en 1987 a interdit la production de chlorofluorocarbures (CFC), qui endommageaient la couche d’ozone de la Terre et cela a été très efficace.

 

Une récente étude de chercheurs de l'université anglaise de Lancaster a établi que si l’utilisation des CFC n’avait pas été contrôlée, leur utilisation continue et accrue aurait contribué à une augmentation de la température de l’air de 2,5 degrés Celsius supplémentaires d’ici la fin du siècle.

 

Les modèles élaborés par les chercheurs révèlent également qu’une croissance continue des CFC aurait conduit à un effondrement mondial de la couche d’ozone d’ici les années 2040.

 

Malheureusement, si les deux principales inventions de Midgley ont été particulièrement appréciées en leur temps, elles sont aujourd'hui très critiquées par les défenseurs de la planète.

 

 

Le New York Times Magazine qui publie cette semaine une remarquable biographie de cet inventeur de génie dont on dit "qu'il eut plus d’impact sur l’atmosphère qu’aucun être vivant dans l’histoire de la planète", relate la triste fin de ce pollueur malgré lui :

 

"À l'automne 1940, à l'âge de 51 ans, Midgley a contracté la poliomyélite et l'inventeur fringant et charismatique s'est rapidement retrouvé dans un fauteuil roulant, paralysé de la taille aux pieds. Au début, il a assumé son handicap avec la même ingéniosité, en analysant le problème et en concevant une nouvelle solution - dans ce cas, un harnais mécanisé avec des poulies attachées à son lit, lui permettant de grimper dans son fauteuil roulant chaque matin sans assistance. À l'époque, l'engin semblait emblématique de tout ce que Midgley avait représenté dans sa carrière d'inventeur : une pensée déterminée et innovante qui a relevé un défi apparemment insoluble et a en quelque sorte trouvé un moyen de le contourner."

 

Malheureusement, au matin du 2 novembre 1944, il est retrouvé mort dans sa chambre, étranglé par le dispositif qu'il avait mis au point. Il avait 55 ans et encore...  toute une vie d'inventions à nous proposer !

 

L’eau couvre les trois-quarts de notre planète, mais l’eau douce, nécessaire à l’homme, est rare.

 

Les glaces polaires en représentent la majeure partie. L’eau douce disponible : eaux de surface, nappes souterraines et eaux de pluie, représente moins de 1% de l’eau sur Terre. 

 

Inégal en Europe, l’accès à l’eau est encore plus aléatoire dans d’autres parties du monde, comme dans de nombreuses régions d’Afrique et d’Asie où sévissent sécheresses dramatiques et inondations catastrophiques.

 

 

Dans ces zones en forte croissance démographique et économique, souvent politiquement instables, l’eau peut être à l'origine de tensions, voire de conflits.

 

Le dérèglement climatique en cours ne va pas améliorer les choses !

 

J'ai rassemblé ici quelques éléments actuels à propos de la problématique de l'accès à ce précieux liquide.

Les liens fournis dans ces articles peuvent permettre d'aller très au-delà de cette très schématique synthèse, notamment à propos de l'assainissement des eaux usées.

 

L'histoire des conflits liés aux ressources en eau, remonte à des milliers d'années. 

Le Pacific Institute, qui a établi une chronologie des conflits autour de l'eau, remonte à 3000 ans avant JC :

 

"La légende sumérienne antique raconte que la divinité Ea, a puni l’humanité pour ses péchés en infligeant à la Terre une tempête de six jours. Le mythe sumérien est le parallèle du récit biblique de Noé et du déluge, bien que certains détails diffèrent."

 

Plus près de nous, en 596 av. J.-C., pour mettre fin à 13 ans de siège, Nabuchodonosor (II) détruit une partie de l'aqueduc qui approvisionne la cité de Tyr.

 

Quelques événements souvent cités : 

 

En 1503, lors d'un conflit entre Florence et Pise, Léonard de Vinci et Machiavel veulent détourner le cours de l'Arno, pour priver Pise de son accès à la mer.

 

En 1898, un conflit militaire éclate entre la Grande-Bretagne et la France lorsqu’une expédition française tente de prendre le contrôle des eaux en amont du Nil blanc.

 

En 1938, afin d'inonder les zones menacées par l'armée japonaise, Tchang Kaï-chek ordonne la destruction des digues sur une partie du fleuve Jaune, en Chine. Les eaux de la crue qui en résulte couvrent une superficie variablement estimée entre 3000 et 50000 kilomètres carrés, et tuent des dizaines de milliers de Chinois.

 

Dès l'origine, la question de l’eau a pris un caractère géopolitique évident dans les relations entre Israël et les Palestiniens de Cisjordanie et de Gaza, où une disparité flagrante de consommation a été établie entre ces deux communautés, qui partagent les même sources d’approvisionnement.

Selon un rapport de la Banque mondiale, un Israélien dispose en moyenne de quatre fois plus d’eau qu’un Palestinien. En Cisjordanie, 450 000 colons utilisent plus d’eau que 2,3 millions de Palestiniens. Dans certaines régions de la vallée du Jourdain, l’eau est systématiquement déviée pour alimenter les colonies ou Israël.

 

Aujourd'hui, les contentieux à propos de l'eau sont nombreux à travers le monde, car plus de 40 % de la population mondiale se situe dans les 250 bassins fluviaux transfrontaliers du globe. 

Toutes ces populations se trouvent dans l’obligation de partager leurs ressources en eau avec les habitants d'un pays voisin.

 

Au Proche-Orient, on peut en particulier citer l'Égypte, entièrement tributaire du Nil pour ses ressources en eau, qui doit néanmoins partager celles-ci avec dix autres États du bassin du Nil.

 

L'Irak, la Syrie, dépendent de la Turquie, puisque le Tigre et l'Euphrate,  y prennent leur source. La doctrine d’amont qui donne l’avantage au pays d’amont, donc ici à la Turquie (et à l’Iran), sur les pays d’aval, la Syrie et l’Irak, pose des problèmes à ces derniers.

 

 En 2015, 29% de la population mondiale ne disposait pas d'un réseau d'approvisionnement en eau potable géré en toute sécurité et 61% ne disposaient pas de services d'assainissement gérés de manière sûre. En 2015, 892 millions de personnes ont continué à pratiquer la défécation à l'air libre.

 

En 2015, seuls 27% de la population des PMA (pays les moins développés) disposaient d'installations de base pour se laver les mains.

 

Les estimations préliminaires tirées des données sur les ménages de 79 pays essentiellement à revenu élevé et à revenu intermédiaire (à l'exception d'une grande partie de l'Afrique et de l'Asie) suggèrent que 59% de toutes les eaux usées domestiques sont traitées en toute sécurité.

 

Dans 22 pays, principalement en Afrique du Nord et en Asie occidentale et en Asie centrale et méridionale, le niveau de stress hydrique est supérieur à 70%, ce qui indique une forte probabilité de pénurie d'eau future.

 

En 2017-2018, 157 pays ont signalé une mise en œuvre moyenne de la gestion intégrée des ressources en eau de 48%.

Sur la base de données provenant de 62 des 153 pays partageant des eaux transfrontalières, le pourcentage moyen de bassins transfrontaliers nationaux couverts par un arrangement opérationnel n'était que de 59% en 2017.

 

La pénurie d'eau, les inondations et le manque de gestion appropriée des eaux usées entravent le développement social et économique. L'augmentation de l'efficacité de l'utilisation de l'eau et l'amélioration de la gestion de l'eau sont essentiels pour équilibrer la demande en eau croissante et concurrente de divers secteurs et utilisateurs.

 

ONU, Rapport sur les objectifs de développement durable, 2018. 

 

VOIR aussi ICI

Aujourd'hui, la principale source d'eau, pour plus de 2 milliards de personnes, est constituée par les aquifères - des réservoirs souterrains d'eau douce.

 

La production de biens et de nourriture à forte consommation d'eau, en augmentation constante et rapide, met la pression sur les réserves mondiales en eau douce.

 

La forte progression de la consommation mondiale d'eau douce a entraîné l'épuisement de plus de la moitié des plus grands aquifères du monde et constitue un problème susceptible de s'aggraver à mesure que la demande augmente.

 

 De plus, le changement climatique va menacer les écosystèmes et les environnements qui protègent des ressources en eau, notamment dans les pays les plus défavorisés, et aggraver sérieusement leurs problèmes.

 

 

Le secteur agricole, qui absorbe 70% de la consommation annuelle mondiale d'eau, ressent déjà les effets d'une pénurie, la demande dépassant les capacités de production en eau douce. 

 

«Nous constatons déjà un épuisement des eaux souterraines dans de nombreuses régions...Là où il n'y a pas assez de capacité pour répondre à la demande, nous verrons la production diminuer, ce qui affectera directement le revenu et la sécurité alimentaire des agriculteurs." Rapport de l'ONU 

 

L'agriculture doit être au cœur de tout débat sur la gestion des ressources naturelles et des objectifs environnementaux mondiaux. (*) Sachant que la population mondiale devrait atteindre les 9 milliards d'habitants d'ici 2050, et qu'il faut donc augmenter la production vivrière de 60 pour cent au cours de la même période sans obérer les ressources naturelles pour les générations futures.

 

(*) 1.000 litres d'eau pour produire 1 kg d'avocats en Afrique du sud, alors qu'il suffit de 180 litres d'eau pour faire pousser un kilo de tomates !

Stress hydrique signifie donc pénurie alimentaire.

 

Les Nations-Unis directement via la FAO ou indirectement avec l'OMS, l'UNICEF et l'UNESCO qui produit chaque année un Rapport Mondial sur le Développement de l'Eau - ou avec des organismes qui agissent sous son égide, en suivant notamment les recommandations de l'Objectif 6 (Goal 6, Clean Water and Sanitation), tel que le Gef (Global Environment Facility).

 

L'OCDE s'est également engagée à propos de la gouvernance de l'eau : l'organisation a établi une liste de " 12 actions impératives à l'intention des gouvernements pour concevoir et mettre en oeuvre des politiques de l’eau effectives, efficientes et inclusives"

 

A noter l'action du Conseil Mondial de l'Eau (WWC), " organisation internationale multipartite dont la mission est de mobiliser des actions sur les problèmes critiques de l'eau à tous les niveaux, y compris au plus haut niveau de la prise de décision."

 

Le Conseil s'efforce de toucher l'ensemble de la sphère politique : les gouvernements nationaux, les parlementaires et les autorités locales, ainsi que les organes des Nations Unies, à qui il présente ses multiples initiatives.

 

Le WWC co-organise tous les 3 ans le Forum Mondial de l'eau, qui réunit des participants de tous les niveaux et de tous les domaines, y compris la politique, les institutions multilatérales, les universités, la société civile et le secteur privé. 

 

Même si l'Europe reste privilégiée pour son alimentation en eau, il faut noter qu'aujourd'hui encore, 5% des Européens n'ont pas accès à l'eau potable, et 10% n'ont pas accès à l'assainissement. Chaque année, près de 13 000 enfants de moins de 15 ans meurent de maladies liées à l'eau en Europe.

 

Evidemment l'Union Européenne s'est aussi saisie du problème de l'eau en général et de l'eau potable en particulier, à travers de nombreuses directives - dont elle a le secret ! -. On trouvera l'essentiel ICI.

 

Deux points me paraissent importants :

 

- l'effort de recherche :  L’Union européenne possède le plus grand programme de recherche publique du monde. Ce programme a investi 1,3 milliards d’euros pour la recherche sur l’eau au cours des dix dernières années. Les projets ainsi financés concernent presque tous les aspects de la gestion durable de l’eau.

 

- l'assistance au développement : L’Union européenne qui est le premier contributeur mondial d’aide au développement, consacre environ 4 milliards au secteur de l'eau. Certains programmes, comme MEDA WATER (à destination du Maghreb, de l'Egypte, de la Palestine, du Liban et de la Jordanie) " aident les agriculteurs à gérer leurs ressources en eau et les villages à améliorer l’accès à l’eau et son utilisation" .

 

Le 17 octobre 2017, l’UFC-Que Choisir lançait une campagne d’alerte intitulée « S. Eau S. ». 

 

Elle dressait alors " le bilan catastrophique des conséquences de décennies d’agriculture productiviste sur la ressource aquatique et l’inaction des pouvoirs publics."

 

A propos des nitrates , l'association de consommateurs précisait :

" la proportion des nappes phréatiques fortement contaminées (plus de 40 mg/l) a augmenté de moitié entre 1996 et le début des années 2010, avec comme conséquence que 43 % des nappes désormais dépassent la valeur guide européenne."

 

Par ailleurs Que Choisir pointait du doigt " la responsabilité de l’agriculture intensive quant à la pression quantitative sur la ressource."

 

Il est donc de plus en plus difficile de rendre l'eau potable et les traitements  coûtent de plus en plus cher.

 

Or nous sommes très loin  du principe pollueur-payeur :

- en 2015 les consommateurs versaient aux agences de l’eau 88 % de la redevance pollution (les industriels 5%, les agriculteurs 7%)

- les ménages, qui consomment  24 % de l’eau fournie, paient 70 % des taxes ; les agriculteurs, qui en consomment le double, contribuent pour 4 % ; et les industriels qui utilisent 6 % de l’eau, contribuent à 18 % du financement total.

 

De quoi bémoliser les pâmoisons politiques qui entourent le Salon de l'Agriculture !

 

Et aussi relativiser les belles déclarations des ministères qui rappellent que la politique de l’eau en France est fondée sur quatre grandes lois et encadrée par la directive-cadre européenne sur l’eau publiée en 2000.

 

Cette directive-cadre n'est pas vraiment contraignante. Elle recommande :

 

• la non-dégradation des ressources et des milieux ;
• le bon état des masses d’eau, sauf dérogation motivée ;
• la réduction des pollutions liées aux substances ;
• le respect de normes dans les zones protégées.

Voila qui ne mange pas de pain !

 

Il faut savoir qu'en France la gestion de l'eau est très complexe :

"La définition et la mise en œuvre d’une politique pour l’eau impliquent un grand nombre d’acteurs. Pouvoirs publics, collectivités territoriales, structures de gestion, acteurs économiques, associations… prennent des décisions en concertation à plusieurs échelles : Europe, État, bassins hydrographiques, régions, départements, et intercommunalités"

 

A partir de 2020, la responsabilité de l'assainissement quittera les communes au profit des intercommunalités (EPCI), ce qui devrait éviter les gaspillages,  optimiser les coûts et améliorer les services (on peut l'espérer).

L'eau, bien plus que l'or ou le pétrole, est un bien précieux que les hommes se disputent depuis la nuit des temps.

 

La ressource est très inégalement répartie. Du côté de l'orient, le stress hydrique affecte des centaines de millions de pauvres gens, bien loin de disposer des 50 l d'eau par jour nécessaires à une vie décente, selon les normes internationales (France : 150 l).

Le dérèglement climatique en cours, qui provoque inondations gigantesques ou sécheresses interminables, va aggraver le sort de ces populations.

 

L'Europe, mieux pourvue, par ses programmes de recherche ambitieux ou directement, vient en aide à certains de ces pays. La communauté internationale commence à se mobiliser. Il est déjà bien tard.

 

La France, qui disposait d'une ressource conséquente, a ravagé ses sols avec les pesticides et engrais nécessaires à son agriculture intensive. La cote d'alerte est largement dépassée puisque ce sont maintenant les nappes souterraines qui sont atteintes. Même si l'usage de ces produits chimiques étaient totalement bannies, ce sont des dizaines d'années qui seraient nécessaires à la restauration de leur qualité. Nous sommes à un point tel que, dans certaines régions, le traitement des eaux devient une gageure ou s'effectue avec des coûts considérables.

 

 

A noter : en 2010,  1,3 milliard d'euros sont affectés à la dépollution contre seulement 700 millions d'euros pour les programmes de prévention (enquête Que Choisir citée plus haut)

 

Que pouvons-nous faire ? Certes beaucoup moins tirer la chasse (voir ci-dessus)... mais surtout lutter contre la mal-bouffe pour inciter nos agriculteurs à évoluer vers l'agriculture biologique. Sait-on qu'aujourd'hui, alors que nous exportons massivement nos produits agricoles "traditionnels", nous devons importer plus de 30% des produits bio que les consommateurs réclament, toujours plus nombreux !

 

En janvier 2019, la Cour des comptes a relevé que la répartition française des aides européennes aux agriculteurs favorise de "fortes inégalités" entre les exploitations.  "les effets de ces aides sont, au mieux, incertains, que ce soit au regard du revenu des agriculteurs, de l'économie des exploitations ou de l'environnement".*

 

L'aide directe venant de la PAC,  représente près de 8 milliards d'euros.

 

"En 2015, écrit la Cour des comptes, "10% des bénéficiaires (33.000 exploitants) ont perçu moins de 128 euros par hectare d'aides directes découplées (droits à paiement de base), alors qu'à l'autre extrémité, (...) 10% des bénéficiaires ont perçu plus de 315 euros/ha".

 

Ce ne sont pas des marathons au Salon de l'agriculture dont notre pays a besoin, mais d'une politique agricole qui assure la promotion d'une production saine.