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14 | Chapitre II : Préambule énergétique Chapitre II Préambule énergétique Depu

14 | Chapitre II : Préambule énergétique Chapitre II Préambule énergétique Depuis l’origine, l’homme a cherché à se libérer des tâches mécaniques pénibles. Il y est arrivé, de nos jours, bien au-delà de ses aspirations légitimes, surtout dans certaines contrées, puisque ce mieux-être tend à nuire maintenant a sa santé. La domestication d’un certain nombre de forces naturelles a été la première récompense aux efforts déployés pour se procurer de l’énergie mécanique capable de remplacer le moteur humain (ou animal). Ce fut d’abord celle des vents avec l’apparition de la navigation à voile et des machines à vent, puis celle des cascades hydrauliques. Si l’on n’avait disposé que de ces forces naturelles, d’état de développement mécanique de l’humanité serait aujourd’hui infiniment plus réduit, et ne serait guère supérieur à celui de l’Antiquité ou du Moyen Age. Nos anciens connaissaient la force contenue dans la vapeur d’eau produite sous pression en utilisant l’énergie thermique fournie par une combustion, mais le début de sa véritable utilisation ne date seulement que des expériences de Denis Papin, en particulier, sur les machines à vapeur (1690) et des nombreux développements qui s’ensuivirent. Les progrès de la civilisation mécanique se confondirent, dès lors, avec les avancées fulgurantes dans le domaine de l’énergie. Le développement énergétique du monde a utilisé essentiellement l’énergie thermique récupérée des combustions, avant l’apparition encore récente de l’énergie thermique issue des réactions nucléaires. Les systèmes de production d’énergie mécanique et calorifique correspondants, entraînent une pollution croissante due à une demande ne constante augmentation. Ces effets nuisibles, liés aux rejets dans le milieu ambiant, ont naturellement provoqué une réaction de maîtrise accrue des systèmes énergétiques. 15 | Chapitre II : Préambule énergétique Les exemples en sont nombreux et variés, c’est l’introduction de pots catalytiques dans les moteurs d’automobile pour n’en citer qu’un. Par ailleurs, la prise de conscience universelle des problèmes liés à l’environnement a remis à l’ordre du jour les machines utilisant l’énergie éolienne, en particulier, qui furent jugées trop coûteuses à une certaine époque, et donc abandonnées. Le retour en grâce de l’énergie du vent, sous-produit de l’énergie solaire, va s’accélérer et participer à un certain rééquilibrage du paysage énergétique. Les principales époques énergétiques marquantes sont celles du développement des turbines à vapeur (vers 1880-1900), des moteurs à combustion interne ensuite, puis celle plus proche des turbines à gaz terrestres aéronautiques. 1. Situation énergétique mondiale 1.1 Consommation mondiale d’énergie depuis 1850 L’historique quantitatif de l’évolution de la consommation mondiale d’énergie depuis 1860 est résumé dans le graphique de la figure 1 dont les ordonnées sont logarithmiques. Il montre une croissance qui est dans l’ensemble exponentielle sauf pendant 3 périodes correspondant aux deux guerres mondiales et à la crise économique de 1929-1932. . La première guerre mondiale, qui n’a guère affecté que l’Europe, a eu un effet de récession profond, car à cette époque la partie de la consommation mondiale dans cette contrée était plus importante qu’actuellement.  La second guerre mondiale, qui a déchiré également la même partie du monde n’a eu au total qu’un effet de stagnation du fait du développent concomitant pris par l’industrie des U.S.A. 16 | Chapitre II : Préambule énergétique  La crise de 1929-1932 qui a secoué profondément les U .S.A a eu un effet de récession supérieur à celui d’une guerre mondiale.  On note aussi l’augmentation de la consommation énergétique durant les 30 glorieuses. 1.2 Point sur la situation énergétique mondiale Pour avoir une information aussi exacte que possible sur le stade actuel du monde du point de vue énergétique, on doit se reporter aux statistiques établies sous les auspices de différentes organisations internationales (ONU, Conseil de l’énergie, Commission européenne, etc.). Le tableau I-1 est un récapitulatif de la consommation en énergie primaire pour le Monde, les USA, la chine, l’Europe des vingt-cinq, l’Europe des quinze (configuration 2001), et la France. Tableau I-1- Chiffres-clés de l’énergie 2001, d’après [71][73] (Mtep) Monde USA Chine Europe (des 25) France Charbon 2337 553 854 294 12,6 Pétrole 3510 966 232 637 94,6 Gaz 2126 576 30 391 33,8 Nucléaire 692 200 3 241 108,6 Renouvelables 1364 134 23 100 18,6 dont biomasse dont hydraulique dont éolien dont géothermie dont solaire 221 50 67 56 2 8 2 22 12 6,4 0 0,1 1 Total 10029 2429 1142 1666 268 Production d’électricité (TWh) 15476 3864 1472 2946 546 Emissions de CO2(Mt) 23683 5673 3075 3673 385 17 | Chapitre II : Préambule énergétique Population (Millions) 6102,6 285,9 1271,8 454 60,9 Dépendance énergétique (%) 0 28 0,8 48 50 La consommation d’énergie par habitant, issue des données du tableau I-1, fait l’objet du tableau I-2. Tableau I-2- Consommation annuelle par habitant (Année 2001) Monde USA Chine Europe (25) France tep 1,64 8,5 0,9 3,67 4,4 kW 2,184 11,32 1,2 4,89 5,86 Les esclaves mécaniques, mis par le progrès à la disposition d’un habitant moyen du monde, correspondent à l’utilisation permanente d’un peu plus de 2kW (3 chevaux- vapeur 1 en fait) ou une quantité plus grande utilisée seulement pendant une fraction du temps. Le Français moyen, quand à lui, consomme actuellement pour tous ses usages environ 6kW, 24 heures sur 24, pendant toutes l’année. On notera d’une part la grande diversité actuelle entre les contrées et, d’autre part, l’énorme fossé qui nous sépare de l’époque encore récente (disons 1800) où l’homme ne disposait au maximum que d’un cheval quelques heures par jour. D’autres commentaires sur ces chiffres, un peu froids et lourds de conséquences, sortiraient du cadre imparti, et risqueraient d’emballer notre propos que l’on souhaite serein. Cette consommation d’énergie mécanique représente la totalité de l’énergie employée pour la vie d’un habitant, c’est-à-dire comprend la part incluse :  dans les produits de l’agriculture et de l’industrie qu’il consomme,  à l’usage des transports,  aux utilisations domestiques directes. La proposition entre ces différentes activités, pour l’Europe et pour la France, fait l’objet du tableau I-3. 18 | Chapitre II : Préambule énergétique Tableau I-3- Energie finale par secteurs (Année 2001) (Mtep) Europe (des 25) France Industrie 312 36 Résidentiel 282 39 Tertiaire 156 25 Transport 340 52 dont routier dont rail dont aérien 279 9 46 43 1 7 Total 1090 152 1.3. Prévisions de consommation mondiale d’énergie La répartition d’énergie primaire consommée, sous les différentes formes disponibles, fait l’objet de la figure I-2. L’extrapolation des courbes des figures I-1 et I-2 est évidemment extrêmement délicate en raison des perturbations aléatoires qu’elle comporte. Néanmoins en écartant le probabilité de nouveaux accidents, on peut en étudier les développements prévisibles selon chaque grande branche d’énergie primaire. On a prolongé (en pointillés ou ombrés) les figure I-1 et I-2 en tenant compte des prédictions statistiques nombreuses et variées, basées sur divers paramètre dont les principaux sont : démographiques, écologiques et économiques. Sur ces figures extrapolées, sont reportées, les prédictions.  du WEC (Word Energy Council) établies jusqu’en 2100. Des divers cas considérés par le Conseil Mondial de l’énergie, on retiendra ici, en se limitant à 2050, le scénario BAU (Business As Usual) qui suppose une croissance économique raisonnable et une certaine amélioration technologique.  de l’EIA (Energy Information Administration). Des trois cas étudiés, on retient ici le cas de référence établi jusqu’en 2025 [73].  de la Commission européenne. Le modèle POLES produit des information sur le long terme (2030) [71] . 19 | Chapitre II : Préambule énergétique On rappelle, par exemple, dans le tableau I-4 la prévision de l’EIA [73]. Tableau I-4- Prévision mondiales EIA (Cas de référence) Mtep 2005 2010 2015 2020 2025 Charbon Pétrole Gaz Nucléaire Renouvelables 2392 3692 2354 728 1593 2646 4084 2682 762 1757 2891 4498 3131 795 1885 3148 4926 3614 784 2004 3475 5408 4141 751 2118 Total 10759 11931 13200 14476 15893 Emission CO2 (MtCO2) 25084 27906 30909 34032 37623 Population (Millions) 6487 6874 7259 7633 7994 2. Prévisions énergétiques pour la France Les conclusions du débat national sur les énergies (2003), sont riches d’enseignements. Les données chiffrées concernant la France sont publiées chaque année, en particulier sous l’égide 20 | Chapitre II : Préambule énergétique du Ministère de l’économie, des finances et de l’industrie. Elles sont ensuite compilées, nation par nation, par les Services de la Commission européenne. Le scénario pour la France fait l’objet du tableau I-5 [71]. Tableau I-5- Consommation brute en France et scénario pour 2030 en (Mtep) 2000 2005 2010 2015 2020 2025 Charbon 15,18 14,72 14,29 14,13 19,32 18,66 Pétrole 88,37 96,66 96,06 97,49 98,36 97,12 Gaz naturel 35,14 41,46 48,22 51,75 55,17 56,30 Nucléaire 107,1 117,9 119,7 125,7 125,6 129,1 Renouvelables 17,12 18,51 20,15 20,60 21,24 21,54 Dont Hydraulique Biomasse Eolien Solaire Géothermie 5,80 11,15 0,01 0,03 0,12 5,81 12,5 0,04 0,03 0,13 6,24 13,12 0,63 0,03 0,14 6,20 13,57 0,66 0,03 0,14 6,23 13,64 1,18 0,03 0,17 5,88 13,97 1,39 0,13 0,16 Total 262,9 289,2 298,5 309,7 319,7 322,7 3. Réserves mondiales d’énergie Les estimations des réserves mondiales d’énergie dont l’objet du tableau I-6 . On suppose dans ce tableau, basé sur la consommation en 2001, que cette consommation en 2001, que cette uploads/Histoire/ chapi-2-convers-gee-2017.pdf