Conférence de M. FLUCHERE du 1/02/2006 :

Crise énergétique mondiale?

" La pénurie certaine des hydrocarbures conventionnels à horizon rapproché, conjuguée à la forte croissance énergétique mondiale, nous rapproche d'une crise majeure."

Parallèlement, l'augmentation de la concentration de gaz carbonique dans l'atmosphère provoque déjà des effets mesurables sur le climat planétaire et les conséquences à venir peuvent être très dommageables pour la population mondiale.

Existe-il des solutions? Comment à la fois satisfaire les besoins de l'humanité tout en gérant au mieux les ressources disponibles et en protégeant l'environnement planétaire?

Voilà les deux questions fondamentales posées au cours de cette conférence."

Compte rendu de la Conférence de M. FLUCHERE du 1/02/2006

PROSPECTIVE ENERGETIQUE MONDIALE ET FRANCAISE A L’HORIZON 2030-2050

Conférence à Eurêk'Alès le 01/02/2006

- CONSIDERATIONS GENERALES.

L’énergie représente un triple enjeu :

-Il s’agit d’une ressource vitale. Sans énergie, pas d’eau courante, pas de possibilité de conservation des aliments et des médicaments, pas d’accès à l’information, pas d’éclairage…

-Les ressources énergétiques de la planète sont limitées et sont déstockées à très grande vitesse,

-La consommation énergétique a des effets significatifs sur l’environnement.

L’énergie sera, à n’en pas douter, un des grands problèmes planétaires du 21 ° siècle.

1- CONSOMMATION ENERGETIQUE MONDIALE.

Le tableau issu du n° 509 de la revue de l’énergie que l’on doit à M Beauquis, spécialiste des hydrocarbures, va nous servir de guide.

En 2000, la population de la planète était de 6 milliards d’habitants et la consommation totale d’énergie primaire était de 9,3 Gtep (milliards de tonnes équivalents pétrole). La consommation moyenne par habitant était de l’ordre de 1,5 tep/an. Mais ce chiffre moyen recouvre une très grande dispersion puisque le scandinave et l’américain du nord consommaient 8 tep/an, l’européen de l’ouest 4,5 tep/an, le chinois 1 tep/an et 2 milliards d’hommes soit 1 terrien sur 3 n’avaient pas d’électricité et beaucoup ne disposaient que de biomasse, terme pudique souvent employé pour désigner les déjections animales, pour assurer la cuisson de leurs aliments.

86% de l’énergie consommée provenait des combustibles carbonés : pétrole, gaz et charbon. 7,5 % venait des énergies renouvelables pour l’essentiel de l’hydroélectricité. Le reste des énergies renouvelables, comme le bois, échappe à toute forme de comptage. Enfin l’électro- nucléaire représentait 6,5%.

Quelle sera la consommation énergétique planétaire en 2050 ?

Le total est dépendant de 2 déterminants : la population mondiale et le niveau moyen de consommation par habitant.

La répartition entre énergies, quant à elle, sera déterminée par l’état des réserves à cet horizon de temps et aussi par les problèmes environnementaux.

Pour la plupart des démographes, la population mondiale qui a doublé entre 1960 et 2000, passant de 3 à 6 milliards d’habitants, connaît depuis un taux de progression moins important. La projection actuelle à l’horizon 2050 est de 8 à 10 milliards d’habitants. Dans l’étude présentée c’est le point bas de la fourchette qui a été retenu, soit 8 milliards d’habitants.

S’agissant du niveau moyen de consommation par habitant, il convient d’observer que la consommation d’énergie primaire augmente partout où le PIB connaît une croissance.

Lorsque l’on voit, dans le pays le plus peuplé de la planète, des taux de croissance du PIB de l’ordre de 8 à 9% et ceci depuis plusieurs années, on peut projeter sans risque que le niveau moyen de consommation per capita passera de 1,5 tep à 2,25 tep/an en 2050.

Comme on peut le constater, les chiffres retenus sont probablement trop faibles. Ils conduisent malgré tout à une consommation mondiale de 18 Gtep soit le double de la consommation actuelle et probablement plus.

Pour aborder la question de la répartition entre énergies primaires, il est indispensable de faire un détour par les réserves. Afin de faciliter la compréhension, une réserve de combustible est la partie que l’on espère raisonnablement extraire des ressources ultimes en terre du point de vue technique et économique.

1.1-LE PETROLE.

Les ressources ultimes de pétrole sont composées d’huiles plus ou moins lourdes et de pétroles non conventionnels contenus dans les roches mères (kérogène). Pour passer des ressources en terre aux réserves, il faut prendre en compte les taux de récupération.

La très forte augmentation du taux de récupération depuis 40 ans a complètement masqué que les ressources, c’est à dire les découvertes de nouveaux gisements, augmentaient peu tandis que les réserves étaient régulièrement réévaluées.

Cette raison explique que le cri d’alarme du club de Rome, dans les années 60, annonçant une pénurie de pétrole pour l’an 2000 ne s’est pas réalisé. Pour autant les découvertes de nouveaux gisements sont loin de compenser la consommation annuelle depuis une dizaine d’années, c’est à dire que le taux de renouvellement est inférieur à un.

Ceci nous a conduit à exploiter des gisements de plus en plus difficiles d’accès comme l’off-shore profond ou très profond ainsi que les bruts ultra-lourds et bitumes de la ceinture de l’Orénoque au Vénézuéla.

Les taux de récupération moyens sont aujourd’hui de 30%. La technologie permettra de les améliorer dans l’avenir notamment pour les huiles à faible viscosité. Mais ceci représente une dépense croissante d’énergie qui vient pénaliser l’énergie nette utilisable hors extraction.

Compte tenu de la bonne connaissance de la géologie planétaire par les pétro-gaziers, les spécialistes pensent que l’on commencera à connaître un problème de réserves entre 2010 et 2020 qui se manifestera par une augmentation considérable des prix sans compter les tensions internationales. Les 2 effets commencent à se manifester.

On voit sur le tableau que la consommation mondiale de pétrole devrait atteindre 5 Gtep en 2020 et décroître ensuite à 3,5 Gtep en 2050 en exploitant des pétroles non conventionnels dont l’usage devra être réservé aux transports et surtout à la chimie, c’est à dire là où il est irremplaçable.

Le déclin du pétrole est inexorable. La nature n’a pas concentré des stocks inépuisables et, sans parler des générations futures, ce sont les populations jeunes et leurs enfants qui auront à faire face à ce problème.

1.2- LE GAZ.

L’exploration gazière est plus récente. Ceci explique que les ressources en terre soient moins bien connues que celles du pétrole. Les réserves augmenteront encore au fil des découvertes de nouvelles ressources. Malheureusement le gaz ne nous réservera pas la bonne surprise du pétrole. En effet lorsque un gisement de gaz est mis en exploitation, la réserve est en général très bien connue et il n’y a pas à attendre une augmentation des taux de récupération qui sont déjà au plus haut.

On pense queles réserves continueront à croître pendant une trentaine d’années de même que les taux de consommation puis, sitôt que ces derniers deviendront supérieurs aux nouvelles découvertes, le déclin sera très rapide en raison de l’absence du facteur d’amortissement qu’a constitué pour le pétrole l’amélioration des taux de récupération.

La consommation mondiale de gaz est de l’ordre de 2,1 Gtep. Elle passera à 4 Gtep en 2020 puis à 4,5 Gtep en 2050. Et après ce seront les petits enfants des jeunes générations qui assisteront à un déclin qui pourrait être catastrophique s’il n’est pas anticipé.

1.3- LE CHARBON.

Pour le charbon le travail de distinction entre les ressources en terre et les réserves accessibles économiquement et techniquement n’est pas aussi net que pour le pétrole et le gaz. Mais il est clair qu’il s’agit du combustible carboné dont les réserves sont les plus abondantes. Comme la nature ne fait pas forcément bien les choses, c’est aussi le combustible le plus difficile à extraire, à transporter et le plus polluant.

La consommation mondiale croîtra de façon continue passant de 2,2 Gtep en 2000 à 3 Gtep en 2020 et à 4,5 Gtep en 2050. Le charbon sera encore une source de combustible abondante quand le pétrole et le gaz seront sur le déclin.

1.4- ENSEMBLE DES COMBUSTIBLES CARBONES.

Les projections font apparaître que le total passera de 8 Gtep en 2000 à 12 Gtep en 2020 puis à 12,5 Gtep en 2050. C’est à dire que les combustibles carbonés qui couvrent aujourd’hui 86% des besoins planétaires n’en couvriront plus en 2050 que 70% en raison du déclin rapide des réserves de pétrole et de gaz.

Cette approche a laissé de coté de nombreuses questions qui pourront devenir majeures :

A/ La répartition géographique des réserves de pétrole et de gaz et tous les problèmes géostratégiques qu’elle entraîne :

- 75 % des réserves de pétrole se trouvent au moyen orient,

- 60 % des réserves de gaz se trouvent en Sibérie.

B- Les émissions de gaz à effet de serre:

La teneur de ces gaz dans l’atmosphère est passée de 280 ppm en 1800 à 360 ppm aujourd’hui et devrait atteindre 500 ppm en 2050 alors qu’elle n’a pas dépassé 300 ppm durant les 400 000 dernières années et l’on connaît les conséquences climatiques qui en résultent.

C- Les émissions des autres polluants comme les oxydes de soufre qui se recombinent en acide sulfurique et en micro particules de sulfates, les oxydes d’azote qui se décomposent en ozone, en acide nitrique en micro particule de nitrate, les cendres volantes du charbon et les métaux lourds

D- Notre responsabilité vis à vis des générations futures dont nous connaissons déjà les parents.

Mais elle a aussi laissé de côté d’autres points plus optimistes :

A- Sera-t-on capables d’extraire et d’exploiter les ressources sous-marines d’hydrates de méthane et les kérogènes ou pétroles ultra lourds ?

B- Sera-t-on capable de décarboniser les combustibles ou de séquestrer les gaz à effet de serre ?

C- es sciences de la vie et les biotechnologies seront-elles à même de mettre à disposition des biocarburants compétitifs et en quantité significative avec ceux issus des pétroles non conventionnels ?

Voilà autant d’inconnus susceptibles de faire évoluer, à la marge seulement en raison du temps indispensable à la R&D, la vision que nous pouvons avoir de 2050 sachant qu’en matière d’énergie 2020 est déjà joué.

1.5- LES ENERGIES RENOUVELABLES.

Jusqu’à présent l’essentiel des énergies renouvelables a résulté de la mise en valeur du potentiel énergétique hydraulique. Dans les pays de l’OCDE, le potentiel encore exploitable est quasiment nul. Le productible connaîtra même une baisse en raison de la montée des exigences environnementales et des dérèglements climatiques. Dans les pays émergents, le potentiel est encore important. Mais ce sont des installations très capitalistiques de plus en plus contestées, par des mouvances souvent exogènes aux pays concernés, en raison des problèmes sociaux et d’environnement.

Grâce à l’apparition de nouvelles technologies, nous redécouvrons l’éolien qui connaît un réel engouement. L’essentiel du gisement se trouve en zones côtières ou en off-shore proche des cotes en raison de la régularité des vents. Pour la production d’électricité, l’éolien est la seule source qui pèsera significativement dans le bilan énergétique mondial mais il s’agit aussi d’installations coûteuses et dévoreuses d’espace.

Cependant l’éolien et dans une moindre mesure l’hydraulique sont soumis aux caprices de la nature et ne peuvent pas être considérés comme des énergies garanties. Sitôt qu’elles dépassent une certaine valeur dans un réseau électrique, il est indispensable de construire des moyens de production qui garantissent l’approvisionnement et qui sont sous utilisés. Le coût de ces moyens est rarement évoqué comme constituant du coût des énergies renouvelables.

Les autres moyens de production électrique resteront marginaux sauf si des découvertes fondamentales font baisser les coûts de production d’un facteur 10 ce qui paraît peu probable.

Notons que la biomasse est souvent évoquée en oubliant que dans les pays où son utilisation est la plus développée il s’agit malheureusement d’une énergie qui n’est pas renouvelable et qu’elle est synonyme de déforestation.

En matière de chaleur, il est clair que le secteur qui va se développer le plus est celui des capteurs solaires thermiques couplés à des appoints électriques ou gaziers. N’oublions pas cependant que le fonctionnement d’un chauffe-eau solaire nécessite un circulateur électrique.

La production mondiale d’énergies renouvelables est de 0,7 Gtep actuellement. Les estimations pour 2050 font apparaître un doublement à 1,5 Gtep permettant aux renouvelables de maintenir leur part relative à 8%.

Comme on peut le voir, nous sommes loin au milieu du siècle de pouvoir passer des énergies de stock aux énergies de flux.

1.6- LE NUCLEAIRE.

Le parc électronucléaire produit 0,6 Gtep soit 6,5 % de la consommation mondiale d’énergie.

Si l’on considère que cette énergie est appelée à relever le déclin inexorable du pétrole et du gaz pour la production d’électricité et qu’elle fait partie du bouquet des solutions que nous possédons, sa production doit permettre le bouclage du bilan en 2050 c’est à dire produire 4 Gtep soit une progression de 700 % pour représenter 22 % du bilan.

C’est la seule source capable dans un temps aussi court de connaître sans top de difficultés une telle progression.

En outre, le nombre de pays où elle est développée est largement inférieur au nombre de pays qui ont la capacité industrielle et institutionnelle pour le faire. L’exemple des pays européens est illustratif de cette remarque.

Enfin, il faut tordre le cou à l’idée que le nucléaire civil est une voie rêvée de prolifération des armes.

2- LA CONSOMMATION ENERGETIQUE FRANCAISE.

2-1 La consommation.

La consommation totale en énergie primaire s’établit en 2002 à 270 millions de tonnes équivalent pétrole ( Mtep ) soit 3% de la consommation mondiale alors que la population française représente seulement 1% de la population mondiale.

(La consommation intérieure d’électricité a atteint en 2005, 482 Milliards de KWh soit une valeur supérieure à celle de l’ensemble du continent africain !)

Ces 270 Mtep sont composés de 100 millions de tonnes de pétrole, 110 Mtep d’électricité, 37 Mtep de gaz, 13 Mtep de charbon et 10 Mtep de biomasse.

Les 110 Mtep d’électricité représentent une consommation intérieure de 450 milliards de kWh ( TWh ) et 60 TWh de solde exportateur.

A noter qu’environ 17 millions de tonnes de pétrole servent à la pétrochimie: chimie, engrais, matières plastiques.

A noter également que la consommation de carburant était de 55 Mtep alors qu’elle était de 45 Mtep en 1990 et de 35 Mtep en 1980. L’augmentation annuelle de consommation de pétrole sur les 20 dernières années est de 1 million de tonnes par an pour le transport. Cette tendance semble connaître un répit depuis que le pétrole a dépassé les 5 $/bl.

La production d’électricité est faite pour 15% par de l’hydraulique, pour 80% par du nucléaire et pour les 5% restant par du charbon essentiellement.

On peut aussi observer que la France dépend de l’étranger pour plus de 50% de ses ressources énergétiques puisque la quasi-totalité des combustibles carbonés est importée mais qu’elle exporte de l’électricité pour près de 12 Mtep.

La consommation moyenne par habitant est de 4 tep/an, tout à fait comparable à celle des autres pays d’Europe continentale.

L’originalité de la France vient de la répartition entre énergies puisque l’électricité primaire, c’est à dire produite par l’hydraulique et le nucléaire, représente 40 % de la consommation nationale et aussi du fait qu’elle est totalement dépourvue de combustibles carbonés.

Le gouvernement a adopté une loi de programmation sur les énergies et l’a promulguée le 13/07/2005 après un débat national sur l’énergie en 2003 permettant de recueillir les avis les plus divers. Cette loi couvre les échéances 2020-2030.

Ces échéances, qui peuvent paraître éloignées, sont des horizons tout à fait normaux en matière d’énergie. Ce sont les décisions prises en 1974 qui permettent aujourd’hui à la France de ne dépendre qu’à 50% de l’étranger.

Les grandes infrastructures qu’ils s’agissent de plates-formes pétrolières, gazières, de centrales thermiques ou nucléaires, de raffineries, ou les réseaux à haute pression pour le gaz et à haute tension pour l’électricité mettent entre 5 et 10 ans entre la date de décision d’engagement et la fin de réalisation et vont ensuite avoir des durées de vie dépassant souvent la cinquantaine d’années.

Par ailleurs, plus de la moitié du parc électronucléaire arrive à l’échéance des 40 ans de durée de vie dans la période 2020-2030 et les décisions de renouvellement doivent être prises très rapidement quels que soient les moyens de production d’électricité retenus.

Enfin il faut savoir qu’en matière d’énergie, 2020 est déjà quasiment joué. Les orientations que le gouvernement retiendra n’auront un impact significatif qu’après cette date.

2.2- Les éléments déterminants pour l’avenir.

2.2.1- Les conséquences des accords de Kyoto pour réduire ou maîtriser les émissions de gaz à effet de serre.

Les pays de l’UE se sont engagés à réduire globalement leurs émissions de GES de 8% en 2010 par rapport à celles de 1990, année de référence. Les efforts ont ensuite été répartis au prorata des émissions per capita et des différences de niveau de vie. Ainsi la France qui émet le moins de GES per capita grâce à son parc de production électrique s’est engagée à maintenir ses émissions de 2010 à la valeur de 1990 malgré l’augmentation de sa consommation énergétique. L’Allemagne avec le Danemark qui sont les émetteurs les plus importants ( 2 fois plus que la France per capita ) se sont engagés pour une réduction de 21%.

L’UE a adopté une Directive qui met en place de façon expérimentale le marché des permis d’émissions depuis le début 2005 pour les principaux émetteurs (ceux qui émettent 50% des GES) et de généraliser ensuite cette Directive a tous les émetteurs en 2008.

Les premières valeurs observées font ressortir un coût de la tonne de carbone émise à 100 €. A titre indicatif cette valeur fait augmenter de 50% un kWh fabriqué par une centrale à cycle combiné au gaz. Il s’agit donc d’un élément majeur qui conditionnera nos choix d’investissements futurs car l’impact sera très lourd dans les industries fortement consommatrices de combustibles carbonés.

2.2.2- La Directive sur les émissions gazeuses d’oxyde de soufre et d’oxydes d’azote.

En 2004, la Directive sur les émissions d’oxyde de soufre et d’oxydes d’azote est entrée en vigueur. Pour la France, mais aussi pour un certain nombre d’autres pays, ceci revient à limiter les durées de fonctionnement d’un certain nombre de centrales thermiques relativement anciennes ou à les équiper d’installations de dépollution fort coûteuses.

Pour beaucoup de ces centrales, les durées de vie résiduelles ne permettent pas de rentabiliser de tels investissements. Elles seront donc progressivement arrêtées. On peut en attendre une réduction sensible des productions d’électricité à partir de charbon en Europe. En France la plupart de ces centrales viennent en complément de l’hydraulique et du nucléaire. Elles fonctionnent donc un temps limité dans l’année et seront remplacées par des centrales à cycle combiné au gaz dont les coûts d’investissement sont relativement bas.

2.2.3- La directive sur la place des énergies renouvelables.

Pour réduire la dépendance énergétique de l’Europe, une directive fixe à 12% pour 2010 la proportion des énergies renouvelables par rapport au total de consommation des énergies primaires.

La traduction de cette Directive en France a été la décision gouvernementale de faire passer la place des énergies renouvelables dans la production d’électricité de 15% actuellement à 21% en 2010. En termes pratiques ceci revient à produire la moitié de l’hydroélectricité actuelle soit 35 TWh avec de l’éolien, seule énergie capable d’apporter une telle quantité d’énergie électrique.

A titre indicatif, pour produire 35 TWh il faut environ 10 000 éoliennes de 1 MW, c’est à dire qu’il faut utiliser essentiellement le potentiel côtier et off-shore. Comme cette puissance n’est pas garantie car soumise à la présence des vents, il est indispensable de construire parallèlement des moyens de production mobilisables à l’appel d’une puissance égale au moins à 75% de la puissance éolienne installée. Autre contrainte, ces éoliennes installées dans des zones peu consommatrices d’électricité nécessiteront la construction d’importants réseaux de transport.

Un autre secteur qui doit connaître un développement important est celui du solaire thermique couplé au gaz ou à l’électricité pour produire de l’eau chaude sanitaire voire du chauffage.

La chaleur extractible du sol, des nappes phréatiques ou de l’air par les dispositifs de pompes à chaleur réversible constitue un moyen très intéressant d’utiliser l’énergie solaire ou la géothermie. L’effet de levier moyen est de 3 ce qui confère à ces techniques déjà bien au point un avenir certain.

L’électricité photovoltaïque dispose d’un marché de niche mais pèsera peu dans le bilan énergétique.

Pour ne pas investir inopportunément, la rationalité économique s’imposera dans les choix.

2.2.4- La hausse inéluctable des prix des combustibles carbonés.

La croissance de la consommation de pétrole qui devient une denrée rare, et qui provient de plus d’une zone géographique connue pour ses problèmes d’instabilité politique, font que le pétrole verra son prix monter même si nous assistons à des oscillations passagères.

Le prix du gaz a été jusqu’à présent lié à celui du pétrole. Le restera-t-il ? Si oui il augmentera aussi. Si la réponse est que l’on assistera à un découplage, il se peut que la hausse sur le court terme ne soit pas aussi forte. Néanmoins nous assistons à une ruée mondiale sur le gaz qui est une énergie facile d’emploi et le taux de croissance du PIB est tellement important dans les pays comme la Chine et même l’Inde qui sont les plus proches de la Sibérie où se situe le plus grand gisement gazier du monde que le prix du gaz augmentera sur le moyen-long terme.

Les évènements récents laissent penser que le prix du gaz va augmenter plus vite que celui du pétrole et que les tensions géopolitiques sont au moins aussi prégnantes.

2.2.5- Croissance du PIB et croissance de la consommation d’énergie primaire.

Dans tous les pays du monde, chaque accroissement du produit intérieur brut entraîne une augmentation de la consommation d’énergie primaire.

La quantité d’énergie primaire supplémentaire consommée pour un gain de 1% du PIB s’appelle l’intensité énergétique.

En France cette intensité était de 1 en 1980 et elle est de 0,7 actuellement ce qui met en relief les progrès accomplis en matière d’économies d’énergie.

Cette valeur moyenne d’intensité énergétique recouvre des différences importantes suivant les énergies. Elle est de l’ordre de 2 pour le gaz, de 1 pour l’électricité et de 0,5 pour le pétrole.

3- LES PREVISIONS DE CONSOMMATION FRANCAISE POUR 2020.

Elles ont été établies par le Commissariat au Plan en 1997 sur la base d’une croissance moyenne du PIB de 2,3 %/an durant la période allant jusqu’en 2020 et sur une poursuite de la baisse de l’intensité énergétique qui passerait de 0,7 à 0,4 en 2020. Ceci revient à faire sur les 20 ans à venir les même gains que ceux réalisés sur les 20 ans passés. Ce dernier objectif sera très difficile à atteindre tant les gisements les plus intéressants ont déjà été exploités. Néanmoins les progrès technologiques peuvent probablement nous aider à l’atteindre.

Avec ces hypothèses et en retenant une capacité d’exportation de 60 TWh/an, la consommation totale en énergie primaire s’établirait à 320 Mtep. Les résultats réels, depuis 1999, sont au-dessus de cette trajectoire bien que la croissance moyenne du PIB soit inférieure à la valeur retenue simplement parce que les gains en efficacité énergétique ne sont pas atteints.

De la même façon, on observe que la Programmation Pluriannuelle des Investissements de production d’électricité qui est faite par RTE tous les 2 ans conformément à la loi du 10/02/2000 est systématiquement fausse par défaut d’ou l’alerte qui vient d’être récemment lancée.

Il est clair que la trajectoire sur laquelle nous sommes est plus élevée que la trajectoire haute retenue par le Commissariat au Plan en 1997. Beaucoup d’experts en France l’avait prédit et n’avaient malheureusement été écoutés.

La composition de ces 320 Mtep serait la suivante: 121 Mtep de pétrole, 55 Mtep de gaz qui reste l’énergie dont le taux de progression est le plus important, 120 Mtep d’électricité ou 680 TWh ( solde exportateur compris ) et le reste en charbon et biomasse.

4- LA PROSPECTIVE FRANCAISE POUR 2030.

Le Commissariat au Plan n’a pas prolongé ses travaux.

La DGEMP a cependant fait des projections pour 2030 dés 2003.

Les hypothèses qu’elle a retenu sont les suivantes :

-parité euro-dollar,

-croissance économique égale à 2,3 %/an en moyenne,

-croissance démographique en déclin avec + 0,3 %/an

-prix du pétrole = 30 $/bl de Brent,

-prix du gaz = 4 $/Mbtu,

-prix du charbon = 40 à 50 $/t

-marché des permis d’émission de CO₂ non pris en compte,

-séquestration du carbone non prise en compte en 2030,

-passage d’Eurodif à l’ultracentrifugation d’ou un gain de 14 TWh/an,

-démarrage de la tête de série EPR en 2012,

-durée de vie moyenne des unités PWR égal à 40 ans,

-mise en service de 2 unités EPR/an à partir de 2020,

-taux de production d’électricité renouvelable de 21 % atteint en 2010 mais difficile à tenir ensuite,

-taux de disponibilité du nucléaire pris égal à 85 %.

Ces chiffres qui ne datent que de 2003 montrent à quel point la prévision devient un exercice hautement périlleux.

Les résultats sont donnés sur le tableau joint.

Pour l’électricité, la consommation intérieure atteindrait 680 TWh et le solde net exportateur serait directement lié à la poursuite ou non du nucléaire qui conditionnera la compétitivité de la production française par rapport à celle de ses voisins.

Le fait majeur dans la période de 2020 à 2030 est que la moitié du parc électronucléaire actuel arrive à échéance de ses 40 ans de durée de vie.

5- LES SOLUTIONS POUR L’AVENIR.

Les solutions pour l’avenir résulte de la combinaison de 3 types de solutions : les économies d’énergie, les énergies renouvelables et un bouquet de moyens de production d’électricité permettant de limiter l’appel aux combustibles carbonés.

5.1- Les économies d’énergie.

Il est clair que les efforts en matière d’économies d’énergie vont être maintenus voire amplifiés.

Trois secteurs sont à examiner.

A- Le bâtiment résidentiel et tertiaire.

Un appartement construit avec les nouvelles normes thermiques consomme pour son chauffage 3 fois moins d’énergie que le même logement construit dans les années 1970.

Malheureusement le flux annuel de logements neufs est de l’ordre de 1% du stock. Le seul moyen d’atteindre rapidement des chiffres significatifs est de réhabiliter l’ancien. Le seul remplacement des ouvrants extérieurs permettrait d’économiser en France 4 Mtep/an !

L’intérêt d’une telle opération, outre les économies d’énergie, est qu’elle crée de l’activité qui ne peut pas se délocaliser et qui sert de régulation à des professions fortement cyclées.

Bien entendu les pompes à chaleur, les thermo-frigo-pompes, la régulation thermique sont autant de solutions éprouvées à généraliser. De même le remplacement des chaudières par des chaudières à gaz à condensation ou des pompes à chaleur à haute température est à examiner systématiquement.

B- Le transport.

Ce secteur connaît une telle régularité dans l’évolution de sa consommation que l’on voit mal la solution miracle. Contrairement à ce que l’on pense le transport de fret routier ne représente pas et de loin la plus grande consommation. Par ailleurs le transport de fret routier sur de grandes distances n’en représente pas non plus la majeure partie.

La solution souvent évoquée de basculer une partie de ce fret sur le rail reste intéressante chaque fois que les infrastructures ferrées existent et ne sont pas saturées. Pour de nouvelles infrastructures, nous connaissons les délais de réalisation et le montants des investissements !

S’agissant du transport individuel, il est clair que le plus facilement substituable est le transport urbain. Quand les transports collectifs sont rapides, fréquents, bien maillés et sûrs, les usagers ne se privent pas de les utiliser en lieu et place de leur véhicule particulier.

Malheureusement la politique d’urbanisation pousse au mitage péri urbain et au transport individuel travail domicile sur des distances de plus en plus longues. Sans révision déchirante des politiques d’urbanisme, la réduction individuelle des consommations sera un vœu pieux.

C- L’industrie.

C’est le seul secteur qui a stabilisé sa consommation énergétique depuis 20 ans. Il reste malgré cela des possibilités de remplacement de process par des dispositifs moins consommateurs. Il suffit pour les Pouvoirs Publics de mettre en place des dispositifs d’incitation pour que les acteurs aient intérêt à anticiper les remplacements.

5.2- Les énergies renouvelables.

Faciliter la percée du solaire thermique couplé au gaz ou à l’électricité pour l’eau chaude sanitaire.

Développer les pompes à chaleur sur air, nappe phréatique et géothermiques et tous les systèmes de thermo-frigo-pompes capables de récupérer l’énergie en excédent dans certains locaux pour la transférer dans les locaux en déficit d’énergie.

Equiper les zones les plus favorables sur le plan anémométrique en éoliennes en ne perdant pas de vue qu’il s’agit d’une énergie aléatoire et qu’il faut construire parallèlement des moyens de production thermique de puissance équivalente pour faire face aux périodes sans vent.

Développer les biocarburants et pour cela coupler la capacité de R&D pétrolière avec les biotechnologies et les sciences de la vie. Il est en effet absolument nécessaire de pousser la R&D sur les biocarburants pour les rendre plus efficaces en termes d’énergie nette récupérée, moins utilisateurs d’eau et de fertilisants.

5.3- La production d’électricité.

Garder toutes les options ouvertes car toutes sont indispensables.

5.3.1- Les centrales à cycles combinés à gaz.

Elles sont intéressantes en raison d’un délai de construction relativement court et d’un investissement inférieur a celui nécessaire pour les centrales nucléaires et les centrales au charbon.

En contrepartie le coût de production du kWh est essentiellement constitué du coût du gaz, donc très sensible à ces évolutions, et ces centrales émettent environ 0,4 kg de gaz carbonique par kWh produit donc redevables des prix d’émissions de gaz à effet de serre.

Elles sont donc à réserver pour la modulation de la production et pour une durée d’utilisation de 4000 h/an au maximum.

5.3.2- Les centrales au charbon.

Le charbon sera encore abondant quand le pétrole et le gaz auront presque disparu. Il est malheureusement polluant aussi bien en émission de gaz carbonique, 1 kg/kWh, et en émissions d’oxydes de soufre et d’azote ainsi qu’en poussières volantes. Enfin le coût de transport par voie terrestre est prohibitif ce qui limite son implantation dans les seuls ports minéraliers.

La séquestration du CO₂ produit reste hypothétique et les moyens à mettre en œuvre pour capter, comprimer et séquestrer font doubler le prix du kWh.

Cependant il faut savoir que les centrales au charbon sont la seule alternative aux centrales nucléaires pour la production d’électricité en base c’est à dire 8000 h/an.

5.3.3- Les centrales électronucléaires.

En France mais aussi au plan mondial, l’électronucléaire constitue le moyen le plus propre et le plus économique de faire face à la croissance de la demande énergétique.

Les réacteurs actuels seront remplacés par des réacteurs évolutionnaires, dits réacteurs de la 3^ème génération, c’est à dire des outils dans la continuité de ceux que nous connaissons aujourd’hui. Ils présenteront un niveau de sûreté en amélioration, une meilleure capacité d’utilisation du combustible et une production de déchets en réduction, une durée de vie de 60 ans au lieu de 40 ans aujourd’hui, enfin leur compétitivité industrielle sera renforcée.

Ces réacteurs sont prêts à être construits et restent les outils les plus performants pour la production électrique de base.

La durée de construction est d’environ 7 ans et comme une dizaine de réacteurs atteindront les 40 ans en 2020, le gouvernement vient de décider de lancer une tête de série pour un test en vraie grandeur dès 2012 et lancement d’une série pour remplacer le parc actuel en 2015.

Néanmoins ces réacteurs n’optimisent pas suffisamment l’utilisation du combustible et ne sont pas suffisamment inscrits dans le concept de développement durable puisqu’ils posent, à terme, le problème des ressources en uranium naturel.

Les réacteurs qui font l’objet d’un programme de R&D mondial sont ceux qui devront être mis en service dans les années 2040 et qui sont appelés les réacteurs de la 4^ème génération.. Ils font l’objet d’un vaste programme international initié par le Département d’Etat à l’énergie des USA.

La France est évidemment partie prenante dans ce programme.

Le « cahier des charges » est le suivant :

1-Une sûreté renforcée avec un risque de fusion de cœur diminué d’un facteur 100 et des conséquences limitées à la périmétrie du site pour l’accident le plus grave,

2-Une utilisation du combustible 50 fois supérieure à la valeur actuelle,

3-Une réduction drastique des déchets de haute activité et à longue durée de vie,

4-Un rendement global de l’ordre de 50 % pour une production d’électricité au plus bas coût,

5-Une capacité avérée de non-prolifération

Il est clair que pour franchir un tel pas en matière de taux d’utilisation du combustible et de réduction des déchets de haute activité et à longue durée de vie, les réacteurs à neutrons rapides sont les mieux placés.

En effet les réacteurs à neutrons rapides ont la capacité de transformer en matière fissile les matériaux fertiles constitués par l’uranium 238 qui représente 99,7 % de l’uranium présent sur terre ou par le thorium qui est très abondant dans la couche terrestre.

Les physiciens sont capables de régler le taux de régénération à une valeur supérieure à 1 ce qui signifie que ces réacteurs peuvent au cours d’un cycle de fonctionnement produire plus de matières fissiles qu’ils n’en ont consommées. D’où leur nom de surgénérateur.

Ces réacteurs fonctionnent déjà depuis une quarantaine d’années. Le réacteur expérimental français Rapsodie a précédé le démonstrateur Phénix à Marcoule et Superphénix à Creys-Malville. En Russie, les 2 réacteurs BN 600 fonctionnent depuis 25 ans. Les japonais disposent du prototype de Monju, les chinois construisent un démonstrateur et les indous envisagent de lancer le leur. Cette énumération est faite pour bien montrer qu’il ne s’agit pas d’un concept théorique plus ou moins maîtrisé par les physiciens mais bel et bien d’une réalité.

Le 2^ème intérêt majeur des réacteurs à neutrons rapides est qu’ils peuvent transmuter les déchets de haute activité et longue durée de vie en déchets à courte ou moyenne durée de vie.

Les déchets dont il est question sont ceux dont la masse atomique est supérieure à celle de l’uranium dans la classification périodique des éléments exception faite du plutonium qui est un combustible résultant de la fertilisation de l’isotope 238 de l’uranium. Ils sont souvent appelés « actinides mineurs ou transuraniens » dans la littérature scientifique. Pour l’essentiel, il s’agit du neptunium, de l’américium et, dans une moindre mesure, du curium

Sous l’effet du bombardement neutronique, ces noyaux lourds et instables se brisent en fragments plus légers dont la période est beaucoup plus courte.

Ils peuvent être directement dispersés dans les assemblages combustibles ou être placés dans des assemblages spécialement conçus et disposés en périphérie du cœur. Des essais allaient être réalisés dans Superphénix avant la décision d’arrêt définitif et sont poursuivis dans le réacteur Phénix.

Reste le cas du plutonium qui est le transuranien le plus abondant en termes de production. Il convient en effet de savoir que dans les réacteurs actuellement en service, la puissance produite par la fission des noyaux de plutonium générés lors d’un cycle est de 40 % avant chaque rechargement.

Ce plutonium est une ressource combustible précieuse extraite des assemblages irradiés lors de leur retraitement. Il doit donc être utilisé ce qui constitue le moyen le plus élégant de le faire disparaître.

C’est déjà le cas dans les réacteurs à eau pressurisée où il vient remplacer l’enrichissement en isotope 235 de l’uranium. On constitue des mélanges d’oxydes d’uranium et de plutonium appelés MOX. Cependant lors de leur utilisation, du plutonium se forme à nouveau à partir de la fertilisation de l’uranium et il conviendrait de faire du multi-recyclage du MOX ce qui n’est pas le cas dans les réacteurs à eau mais qui pourra être fait dans les réacteurs à neutrons rapides.

L’élévation des rendements n’est possible qu’en augmentant la température du fluide caloporteur. C’est d’ailleurs à ce niveau que se situent tous les verrous technologiques.

Depuis octobre 2002, les recherches sont lancées suivant une feuille de route pour les prochaines décennies.

La première étape consistera à identifier et lever si possible les verrous technologiques à caractère rédhibitoire.

Pour les projets qui auront passé cette première étape, la seconde consistera à rechercher l’optimisation des performances.

Ce programme international montre combien la mise au point d’une famille de réacteurs destinés à prendre la relève des réacteurs de la 3° génération au milieu de ce siècle mobilise la recherche mondiale et combien le slogan « sortir du nucléaire » est un non-sens tant nous aurons besoin de cette énergie sûre, propre et compétitive pour compenser la baisse de production du pétrole et du gaz et limiter les émissions de gaz à effet de serre.

Enfin une famille de réacteurs de 4^ème génération à eau à très haute température permet par réaction chimique entre la molécule d’eau, l’iode et le soufre de produire directement de l’hydrogène. Cet hydrogène que l’on pourrait carboniser et rendre liquide pourrait constituer un carburant de synthèse intéressant.

6- LA FUSION THERMONUCLEAIRE.

Elle reste un immense sujet de recherches comme on peut le voir avec le projet ITER. Mais les difficultés d’exploitation d’un réacteur de fusion : confinement d’un plasma dont la température est de 150 millions de degrés, extraction d’une énergie considérable par unité de volume, pour ne citer que ces 2 là, sont telles qu’elles supposent des découvertes fondamentales pour faire sauter les verrous technologiques.

Les responsables d’ITER pensent arriver à confiner le plasma pendant des périodes supérieures à la minute et par flash successifs produire ensuite de l’énergie pendant de longues périodes.

Si ITER réussit dans sa mission, ce qui est probable compte tenu des résultats obtenus dans le réacteur Tore Supra, un premier réacteur électrogène de fusion pourrait être engagé en 2050-2060 et une série en 2090-2100 ce qui apporterait une solution sans limite à la production d’électricité.

7- LES RUPTURES POSSIBLES.

Une crise économique mondiale consécutive à la fois à la flambée des prix des hydrocarbures n’est sûrement pas une vue de l’esprit.

Le rationnement des hydrocarbures pour arriver à limiter à la fois le gradient de déplétion des ressources et l’accroissement de la concentration en GES dans l’atmosphère est probable et induirait une nouvelle forme d’économie. En effet le rationnement des carburants induit le rationnement du transport et il en résulterait la relocalisation des activités économiques qui se sont délocalisées simplement parce que la facilité et le faible coût des transports permettaient d’atteindre les pays à faible coût de main d’œuvre.

Les dérèglements climatiques dans lesquels nous sommes plongés depuis 25 ans vont s’amplifier et auront des conséquences difficiles à imaginer aujourd’hui notamment sur la ressource en eau et la température moyenne du globe. Il peut en résulter des conséquences économiques et sociales très graves.

De même un conflit mondial pour conserver un accès à la ressource ou pour l’interdire est-il à exclure ?

- EN GUISE DE CONCLUSION.

Le nucléaire n’est pas un accident de l’histoire énergétique qui restera sans lendemain. Il sera à la fin du 21° siècle un facteur de production d’énergie que nos petits enfants seront heureux de transmettre à leurs enfants.

L’humanité n’a jamais résolu les problèmes du futur avec les solutions du passé. Ce n’est que grâce à la recherche, aux progrès technologiques et aux découvertes scientifiques que l ‘espérance de vie a quasiment doublé en 150 ans, que la terre peut nourrir aujourd’hui 6 milliards d’habitants, que l’énergie et l’eau pourront être mieux diffusées.

Depuis 250 ans les théories de MALTHUS sont battues en brèche et pourtant ses adeptes n’ont probablement jamais été aussi nombreux dans le monde occidental surtout. Faut-il faire un lien entre le niveau de vie et de confort pour expliquer le refus de progresser ? Ou bien est-ce un remake des délices de Capoue ?