Halte au changement climatique !

Bernard Tissot

• Éditeur: Odile Jacob
• Année: 2003
• ISBN:
  9782738182708
• Sujet: Sciences physiques
• Sous-sujet: Météorologie et climatologie

Comment notre consommation massive de pétrole et de charbon a-t-elle produit un effet de serre? Qu'en sera-t-il demain lorsque les Chinois et les Indiens consommeront autant d'énergie que les Occidentaux? N'est-il pas déjà trop tard pour inverser la tendance? Et si l'énergie solaire est bien la solution à long terme, que faire en attendant? Avec passion et rigueur scientifique, dénonçant au besoin les illusions, dont l'alliance contre nature entre le lobby international du charbon et les écologistes antinucléaires, Bernard Tissot livre ici les conditions auxquelles nous pouvons espérer garder notre planète verte. Bernard Tissot, membre de l'Académie des sciences, a enseigné à l'Institut de physique du globe. Il est président de la Commission nationale d'évaluation des recherches sur la gestion des déchets radioactifs.

CHAPITRE 1

Une brève histoire de l’énergie

L’échelle des temps des deux domaines qui suscitent aujourd’hui une même inquiétude est très différente. Le climat de la Terre n’a cessé d’évoluer depuis que notre planète existe, c’est-à-dire environ 4,5 milliards d’années. L’usage par l’homme d’une autre énergie que la sienne propre remonte à l’usage du feu que l’on peut situer vers 500 000 ou 400 000 ans avant notre ère, et, malgré une amélioration considérable de son mode de vie, les quantités consommées en sont restées parfaitement négligeables jusqu’à la révolution industrielle et l’expansion majeure qu’elle a engendrée à partir de 1850 environ.

Pendant trois millions d’années, l’homme n’a pas eu d’impact sur son environnement…

Pendant près de trois millions d’années, l’homme n’a pas utilisé d’autre source d’énergie que lui-même et n’a pas eu plus d’impact sur l’environnement que les animaux qui l’entouraient, peut-être moins que les grands dinosaures du Jurassique et du Crétacé qui, pour les herbivores, dévoraient des tonnes de fourrage chaque jour. Les feux de forêt, allumés par la foudre, faisaient de plus grands ravages, que la nature réparait elle-même. Leur trace est bien visible dans certains sédiments, en particulier les molécules polyaromatiques issues de la combustion. Ce sont d’ailleurs des molécules rangées dans la catégorie des produits cancérogènes, qui, à l’époque, ne devaient certainement rien à l’activité humaine.

Le feu recueilli et entretenu par l’homme à l’aide de bois mort fut la première source d’énergie externe utilisée par lui. Sur le seuil des grottes, où il s’installait préférentiellement, il entretenait le feu pour cuire des aliments, se chauffer et s’éclairer pendant les nuits d’hiver, ou encore éloigner les animaux dangereux. On peut situer ce changement capital dans son mode de vie vers 500 000 ou 400 000 ans, c’est-à-dire avec, ou peu après, l’apparition d’Homo sapiens en Europe et en Asie. Nous ne savons pas quand il inventa un procédé pour allumer lui-même un feu, en échauffant par frottement des brindilles de bois ; il s’agit de la seconde technologie humaine, la première étant la réalisation d’armes et d’outils sommaires comme des bifaces, des grattoirs, à partir de pierre dure, en particulier de silex, par le prédécesseur ou le cousin d’Homo sapiens : Homo erectus.

La fonction d’éclairage n’était probablement pas à l’origine de l’intérêt porté au feu ; mais elle a peut-être joué un rôle important dans l’évolution de la société humaine. La journée était longue et rude, consacrée à la chasse, la pêche ou la cueillette : la chasse était difficile avec des armes sommaires, les baies sauvages étaient loin d’atteindre la taille que nous trouvons maintenant à l’étalage du supermarché et il fallait de nombreuses heures de marche et de recherche pour alimenter ce travailleur. Par contre, les longues soirées autour du feu ont probablement permis les premiers échanges, par signes ou amorce de langage, et les premières formes de l’art, en ajoutant à l’outil d’os ou de bois de renne une ornementation qui va culminer au Paléolithique supérieur, dans les trente derniers millénaires.

L’usage de la graisse animale comme combustible apparaît quand l’homme (Homo sapiens sapiens, c’est-à-dire notre ancêtre Cro-Magnon) décida, pour des raisons que nous ne connaissons pas clairement, d’orner de peintures murales ou de gravures des parties très reculées des grottes, à des centaines de mètres de l’entrée. Ces ouvrages n’étaient possibles qu’avec un moyen d’éclairage pour l’artiste, et l’on a effectivement retrouvé sur place des lampes à graisse en pierre, en os ou en coquillage, sur des sites remontant jusqu’à 35 000 ans.

Beaucoup plus tard, il y a 10 000 ans, la période glaciaire se termine et le réchauffement atteint un optimum climatique autour de 6 000 ans avant l’époque actuelle. L’homme devient alors pasteur et berger. Combien de temps lui faudra-t-il pour réaliser que le bœuf (domestiqué depuis le VI^e millénaire), et bien plus tard le cheval, peuvent aussi renforcer et multiplier son effort ? Nous n’en savons pas le moment précis, mais il apparaît, pour le bœuf tirant l’araire, sorte de charrue primitive, dès le IV^e millénaire en Mésopotamie, puis en Égypte. Plus tard vient le cheval qui sert surtout aux guerriers pour chevaucher dès le début du III^e millénaire en Asie Mineure, ce qui permet à ces « civilisations cavalières » de mener des incursions chez leurs voisins.

Des caravanes d’ânes bâtés assurent le transport des marchandises entre la Nubie et l’Égypte de l’Ancien Empire (III^e millénaire), ce qui ne pouvait pas se faire par voie d’eau à cause des célèbres cataractes du Nil. Plus tard, le cheval, animal plus noble, va tirer les chars de combat ou de chasse, sous le Nouvel Empire égyptien (II^e millénaire). Cet animal est resté tellement enraciné dans notre patrimoine que, des milliers d’années après, nous évaluons toujours la puissance des moteurs en « chevaux », et même en « chevaux fiscaux » lorsqu’il s’agit d’automobiles, en France.

Parallèlement apparaît l’utilisation du vent pour les transports de nourriture ou de matériaux sur des radeaux à voile ou des felouques, comme celles qui naviguaient sur le Nil dès l’Ancien Empire égyptien à l’époque des premiers tombeaux, puis des pyramides il y a près de 5 000 ans. Rapidement, le cabotage autour du monde méditerranéen se développa, comme en témoigne le poète grec Homère dans l’Odyssée qui nous raconte le voyage mythique du héros Ulysse pour regagner son royaume d’Ithaque après la fin de la guerre de Troie sur les rives d’Asie Mineure. La navigation à voile s’étendait aussi en direction de la mer Rouge et de l’Arabie, facilitée pendant un temps par le canal du pharaon Sésostris (XII^e dynastie) qui faisait, il y a près de 4 000 ans, communiquer la mer Rouge avec le Nil, et, par là, avec la Méditerranée.

L’apport d’énergie animale pour le travail des champs, joint à une sélection des espèces végétales, amenèrent un accroissement du rendement agricole, qui permit à son tour l’apparition de classes sociales non productrices d’aliments, en particulier des commerçants, des artisans, des artistes qui ornèrent les temples et les tombes royales, et le développement d’une civilisation urbaine. Les plus connues sont celles de la Mésopotamie, de l’Égypte et de la vallée de l’Indus.

Dès qu’une organisation de la société commença à émerger, l’homme pensa à mobiliser, au-delà de ses forces propres et pour son usage, une tout autre forme d’énergie : d’autres hommes tenus en esclavage, dont les conditions de vie sommaires et peu coûteuses permettaient d’accroître à bon compte le travail fourni sur ses terres, ou dans ses ateliers, et d’augmenter ainsi son propre niveau de vie. On en trouve déjà la trace écrite à Sumer, il y a 4 000 ans. Dans toutes les civilisations antiques, une forme ou une autre d’esclavage s’est développée, tant à Rome qu’à Carthage et à Athènes, modèle de toute démocratie, mais qui s’accommodait fort bien de cette situation. Aristote tenait pour « naturel » l’usage de cet « instrument animé », qu’on allait chercher souvent au loin, sur d’autres rivages de la Méditerranée ou de la mer Noire. Il s’agissait souvent de prisonniers de guerre, mais aussi du produit du pillage des villages par des bandes armées, vendu à des marchands d’esclaves. On peut en rapprocher les galériens, prisonniers de droit commun ou enrôlés de force pour ramer sur les navires de la ville antique ou de l’État, usage qui se perpétua en France jusqu’au XVII^e siècle, pour les condamnés.

Dans l’Antiquité classique, les combustibles dérivés de la biomasse, et notamment du bois, étaient toujours appréciés pour cuire les aliments ou pour les bains chauds des thermes, mais assez peu utilisés pour le chauffage, du moins dans le monde que nous connaissons bien, celui de la Méditerranée et de la Mésopotamie. L’ère glaciaire avait depuis longtemps cédé la place à un climat tempéré, comparable à notre climat « méditerranéen » actuel. Par contre, l’artisanat et une amorce d’industrie y faisaient appel pour la cuisson des céramiques, le traitement des minerais, la réalisation de pièces par la forge ou la fonderie. Le charbon « de terre » (par opposition au charbon de bois) fut aussi utilisé, comme le montrent des grattages gallo-romains dans les terrains houillers des Alpes du Briançonnais. Plus tard, dans les villes du Moyen Âge, son usage fut parfois la source de pollutions notables puisqu’en Angleterre le roi Édouard II (1307-1327) dut prendre des mesures coercitives contre ceux qui polluaient l’air avec de la fumée de charbon.

L’invention du collier rigide sur les épaules du cheval permit de l’utiliser comme animal de trait et d’effectuer des transports de marchandises par chariots plus rapides que ceux traînés par des bœufs. En Chine, ce progrès considérable apparaît dès le V^e siècle de notre ère. En Europe, où il faudra attendre le X^e siècle, cet apport nouveau d’énergie pour le transport allait favoriser le développement des marchés et du commerce sur de grandes distances terrestres au cours des XI^e et XII^e siècles. Bien sûr, la « route de la soie » par caravanes entre la Chine et l’Empire byzantin existait depuis longtemps, et elle était bien plus longue, mais elle était réservée à des produits de luxe comme les étoffes précieuses ou les épices.

L’usage des moulins à vent ou à eau, principalement pour les denrées alimentaires, se répandit à partir du Moyen Âge et pendant les deux ou trois siècles qui suivirent. Les moulins à eau pouvaient, s’ils étaient bien situés, fournir une puissance relativement importante, mais ils étaient inutilisables pendant les saisons de grande sécheresse ou de gel des rivières. Or la difficulté de préserver la farine, une fois moulue, donnait un avantage aux moulins à vent, utilisables en toute saison. En effet, la préservation des réserves de grains posait moins de problèmes : elle est le fondement de l’alliance entre l’homme et le chat, animal qui nous débarrassait des rongeurs par plaisir de la chasse et ne mangeait pas le grain. Dans un genre moins courant, on trouve trace de l’utilisation de l’énergie des marées, 800 ans avant l’usine marémotrice de l’embouchure de la Rance : en 1139, la reine Aliénor d’Aquitaine a fait don aux Templiers de deux moulins à eau actionnés par le flux et le reflux de la marée, près du port de La Rochelle.

L’énergie humaine, restée l’élément de base d’une économie privée de moyens technologiques, suscita longtemps un grand intérêt, surtout après la fin des expéditions de pillage du haut Moyen Âge, qui n’étaient d’ailleurs pas réservées aux grands envahisseurs. L’influence de la morale chrétienne amena progressivement, aux VIII^e et IX^e siècles le remplacement des esclaves par des serfs « attachés à la glèbe », sorte de tenanciers exploitant la terre pour le compte du seigneur local, sans que leur sort se soit beaucoup amélioré. Ils pouvaient cependant cultiver un petit lopin de terre pour leur propre compte, si le seigneur voulait bien leur en laisser les produits. Il faudra attendre encore quelques siècles pour que l’essor du commerce et le développement des villes, où l’on n’allait plus rechercher les fuyards, amènent progressivement la fin du servage en même temps que celle du Moyen Âge au XV^e siècle.

Par contre, l’esclavage au sens strict va bientôt s’établir sur le continent américain, peu après sa découverte ; il y durera plus de trois siècles, sous une forme triangulaire Europe-Afrique-Amérique assez inattendue. En 1550 une réunion à huis clos de religieux connue sous le nom de « controverse de Valladolid » (et qui a fait l’objet d’un livre¹ et d’un film sous ce titre) décida que les Indiens d’Amérique étaient dotés d’une âme immortelle, ce qui compliquait beaucoup leur usage et leur vente comme esclaves. Pour répondre au besoin de main-d’œuvre des plantations et des mines, on s’avisa alors que les vents favorables permettaient, en partant d’Europe, de s’arrêter sur les côtes africaines où certains chefs étaient prêts à vendre comme esclaves des membres de leur tribu ou d’une tribu voisine faits prisonniers, pour terminer le voyage dans les îles ou sur les côtes du continent américain.

La situation énergétique a peu évolué jusqu’au XVIII^e siècle. On le voit bien si l’on observe les études de celui qui fut peut-être le plus grand artiste et le plus grand ingénieur de la Renaissance, Léonard de Vinci. À cette époque où les rois de France avaient des visées sur l’Italie du Nord, le jeune et brillant roi François I^er se lia d’amitié avec l’artiste et l’invita à vivre près de lui. En 1516, Léonard s’installa au Clos Lucé, à moins d’un kilomètre du château royal d’Amboise : un souterrain reliait même les deux demeures, pour éviter les rues boueuses à la mauvaise saison. Une exposition de maquettes (réalisée grâce à la compagnie IBM) présente les plus remarquables idées de Léonard : on y trouve le concept d’un grand nombre de machines qui ne furent réalisées qu’au XIX^e ou au XX^e siècle : pont tournant, char d’assaut, avion, hélicoptère, navire à double coque (comme nos pétroliers modernes), et même les « orgues de Staline » qui furent utilisés durant la Seconde Guerre mondiale. Si l’on examine la qualité et la modernité de ces divers concepts, on s’aperçoit que le principal élément qui a manqué pour les réaliser est la source d’énergie, le second étant les matériaux.

Cette stagnation énergétique perdura longtemps et ne choquait pas. Au siècle des encyclopédistes, qui ont pourtant accordé un grand poids à la technologie, un sujet du roi Louis XV pouvait penser que la situation était fixée pour l’éternité : il y aurait toujours assez de bœufs et de chevaux pour tirer charrues et chariots, assez de vent sur la colline et d’eau dans la rivière pour y installer d’autres moulins, même si l’énergie mécanique (hydraulique) était appréciée par l’industrie naissante.

… mais il s’est bien rattrapé depuis

L’énergie est présente dans tous les aspects de la révolution industrielle, en Angleterre dès le XVIII^e siècle, dans les autres pays au XIX^e siècle. Alors que l’énergie directement fournie par l’homme représente encore les deux tiers de l’énergie totale en 1800, la machine à vapeur de James Watt, dont le brevet est déposé en 1769, devient le moteur de la révolution industrielle et marque le virage de la fin du XVIII^e siècle : le charbon en est la source d’énergie. Sa première application est l’évacuation de l’eau des puits de mine (exhaure) qui en permet une exploitation accrue. On utilise largement ensuite la machine à vapeur au XIX^e siècle dans les industries traditionnelles (métier à filer, métier à tisser, mines, manufactures du métal – surtout sidérurgie – et du bois) où ce changement s’accompagne de graves crises sociales.

Bientôt s’ouvrent des domaines nouveaux, grâce aux machines à vapeur travaillant à des pressions supérieures à la pression atmosphérique, ce qui permet de réduire leur volume et leur masse : la locomotive est née. À côté du transport par eau, relayé par des chariots, apparaît le chemin de fer avec la locomotive à vapeur de George Stephenson (1825). Le coût du transport est divisé par six, par rapport à celui de la diligence et de la malle-poste. Ce mode de traction s’impose en moins d’un demi-siècle et l’on construira même des ouvrages d’art remarquables pour des lignes d’intérêt local où les trains ne circuleront guère plus de 50 ans. Le chemin de fer va permettre, en outre, de transporter le charbon aisément vers les grandes villes et les sites industriel...

Table des matières

• Couverture
• Page de titre
• Copyright
• Table
• Avant-propos
• CHAPITRE 1. Une brève histoire de l'énergie
• CHAPITRE 2. Les changements climatiques et leurs secrets
• CHAPITRE 3. L'effet de serre nécessaire à la vie, mais inquiétant pour l'avenir
• CHAPITRE 4. La demande d'énergie et les enjeux
• CHAPITRE 5. Les combustibles fossiles : pétrole, gaz naturel, charbon. Abondance ou pénurie ?
• CHAPITRE 6. Pouvons-nous lutter contre les gaz à effet de serre ?
• CHAPITRE 7. L'énergie nucléaire
• CHAPITRE 8. Les énergies renouvelables : une contribution indispensable à l'échelle du siècle, l'unique réponse à l'échelle des millénaires
• CHAPITRE 9. Le temps des grands choix n'est pas si lointain
• CHAPITRE 10. Deux questions et une réponse
• Conclusion
• Quelques lectures
• Quatrième de couverture