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Les risques, moteur de la dynamique industrielle Prof. Suren Erkman Groupe «Eco

Les risques, moteur de la dynamique industrielle Prof. Suren Erkman Groupe «Ecologie industrielle» Faculté des géosciences et de l’environnement, UNIL Président, SOFIES Group Assemblée générale, Fondation Collective Trianon Lausanne, 17 septembre 2020 Machine à vapeur de James Watt, 1781 Ce qui rend possible la la société industrielle: l’abondance énergétique Les humains ont du temps «libre», grâce à un excédent d’énergie. Energie de qualité, disponible en tous temps. Industrialisation et croissance économique mondiale Le processus global d’industrialisation se poursuit aujourd’hui (Source: Angus Maddison, OCDE) Dynamique du processus d’industrialisation Trois tendances principales: • Le système industriel est en pleine expansion…ce qui génère de nouveaux risques. Initiative de la République populaire de Chine: «Belt and Road Initiative» ou «One Belt One Road» Plus grand projet d’infrastructures à ce jour (1,3 trillions USD) Deux risques principaux d’origine sociétale: 1) Pandémie 2) Pénurie d’électricité Se préparer aux risques prioritaires: couplage pandémie / blackout Panne générale d’électricité de longue durée Voir: Revue militaire suisse, N°5, 2018 La pandémie accélère la numérisation (Source: domo.com) Une croissance exponentielle ne dure pas éternellement Source: R. Naegeli Theodore Modis: http://www.growth-dynamics.com/ Pierre-François Verhulst (1804-1849) Successions de trajectoires dynamiques Modification des paramètres pour éviter une «singularité»: Rôle crucial de l’innovation Source: Geoffrey West, Santa Fe Institute Dynamique du processus d’industrialisation Trois tendances principales: • Le système industriel est en pleine expansion • Accélération technologique: numérisation, intelligence artificielle, nanotechnologies, Industrie 4.0, «New Space», etc. 4 octobre 1957: Lancement du premier satellite artificiel Спутник I - Spoutnik 1(«compagnon») Seul le système industriel maîtrise les technologies permettant d’atteindre des vitesses de l’ordre de 10 km/sec. 2020 o Collisions entre débris : réactions en chaîne Syndrome de Donald J. KESSLER (1978) : Seuil au-delà duquel le nombre de débris et la probabilité des impacts augmenteront de façon exponentielle. Législation adoptée en 2015 par le Congrès américain pour favoriser l’exploitation des ressources spatiales (ressources minières de la lune, des astéroïdes notamment). Exploitation commerciale de l’espace: Luxembourg, pays le plus en pointe en Europe. Ci-dessous, législation promulguée en 2017 par le Grand-Duc de Luxembourg. 30 juin 2020: Brevet déposé par la NASA pour une trajectoire Terre-Lune 0 5E+14 1E+15 1,5E+15 2E+15 2,5E+15 3E+15 3,5E+15 4E+15 2015 2018 2021 2024 2027 2030 2033 2036 2039 2042 2045 2048 2051 2054 2057 2060 2063 2066 2069 2072 2075 2078 2081 2084 2087 2090 2093 2096 2099 2102 2105 2108 2111 2114 US dollars Croissance du chiffre d’affaires de l’industrie spatiale mondiale Hypothèse: croissance linéaire de 10% par an, sur un siècle (2015 = 300 milliards USD) Acta Astonautica, online le 16 avril 2019 Développement (durable?) à l’échelle du Système solaire Devons-nous commencer à planifier des «réserves naturelles» dans le Système solaire? Dynamique du processus d’industrialisation Trois tendances principales: • Le système industriel est en pleine expansion • Accélération technologique: numérisation, intelligence artificielle, nanotechnologies, Industrie 4.0, «New Space», etc. • Durabilité: innovations et compétences… Emissions globales de CO2 fossile en hausse Les émissions annuelles de CO2 ont augmenté de ~ 60% durant 1990-2018 Les émissions ont augmenté de ~ 4% depuis 2015 (Accord de Paris) Source: https://www.globalcarbonproject.org Adaptation aux changements climatiques et innovation: pont mobile sur la Saltina (Brig, Valais) Adaptation aux changements climatiques et innovation: pont mobile sur la Saltina (Brig, Valais) Transformer un risque en opportunité Ex.: Considérer le CO2 non plus comme un déchet, mais comme une ressource valorisable. Projet «Global Carbon Wealth» Nécessité d’un «saut cognitif»… Capture atmosphérique directe (Direct Air Capture) Start up (investisseur: Bill Gates) en Colombie britannique (CDN): Carbon Engineering: www.carbonengineering.com Hinwil (ZH): «aspirateur à CO2» de Climeworks https://www.climeworks.com CO2 C-C bond formation C-O bond formation Mineral carbonates Organic carbonates C-N bond formation Hydrogenation Methane Biological utilization Acrylic acids Salicylic acid Succinic acid Sparkling beverages Direct utilization Supercritical CO2 Methano l Urea Utilisation (valorisation) du CO2 Le CO2 extrait de l’air est vendu à des serres voisines. Le CO2 agit comme un fertilisant, il stimule la croissance des végétaux. Aujourd’hui, on brûle du gaz naturel (fossile) pour enrichir l’atmosphère des serres en CO2. Chauffer et refroidir les villes avec des réseaux de CO2 (Etude Rues Basses, Genève) Source: S. Henchoz, EPFL Prof. F. Maréchal, EPFL: https://youtu.be/xfxy9AuzoiU La production de polycarbonates O R1 R2 + CO2 O O R1 R2 O n Cat. OH R OH O Cl Cl + + HCl R O O O n Synthèse par copolymérisation Synthèse traditionnelle Kit Vitres polycarbonate F2000 MC RACING http://www.pieces-auto-competition.com Minéralisation du CO2 Industrie Mines Usine de minéralisation CO2 Résidus alcalins Minéraux de type phyllosilicate CaCO3 MgCO3 (…) Mise en décharge Utilisation dans des infrastructures Industries CaSiO3 + CO2 CaCO3 + SiO2 Image inspirée de: Global CCS Institute, 2016. Appendix F: CO2 as feedstock for carbonate mineralisation Production de méthanol à partir de CO2 (d’origine volcanique) «Emissions to liquids»: kérosène à partir de gaz provenant d’une aciérie Partenaire industriel: LanzaTech (USA) Stocker l’électricité excédentaire sous forme chimique Communiqué de presse de Liquid Wind, 25 mars 2020 https://www.liquidwind.se Parmi les partenaires du Consortium: Axpo Nordic (membre de Axpo Group, Baden, CH) https://solarfoods.fi Le CO2 peut servir de nutriment pour des micro-organismes, qui produisent des protéines microbiennes. Le dioxyde de carbone, un déchet sans valeur ? Recharge de CO2 Alco2Jet 60 Image: http://www.sodastream.ch/ • ~ 500 g de CO2 • Prix: ~ 20.- CHF Le dioxyde de carbone, un déchet sans valeur ? Recharge de CO2 Alco2Jet 60 Image: http://www.sodastream.ch/ • ~ 500 g de CO2 • Soit ~ 40’000 CHF/tonne (Rappel: Le coût de captage du CO2 produit par fermentation éthanolique est d’environ 10 CHF/tonne) 1) Système industriel en expansion; 2) Dynamiques technologiques accélérées; 3) Innover face aux nouveaux risques; 4) Les risques peuvent constituer des opportunités 5) Durabilité: besoin de rationalité et compétences «Take home message» Merci pour votre attention ! Prof. Suren Erkman suren.erkman@unil.ch Assemblée générale, Fondation Collective Trianon Lausanne, 17 septembre 2020 uploads/Industriel/ 04-erkman-fct-17-09-2020-vfinale-courte.pdf