Ecologisme | Dr. Goulu

Combien reste-t-il de ressources minières ? Beaucoup.

Fri, 28 Apr 2017 00:00:00 +0000

Une équipe internationale de chercheurs met à mal l’idée selon laquelle l’humanité manquera bientôt de certains minerais. Selon la vaste étude de de l’Université de Genève et ses cinq collègues d’autres universités, les ressources* géologiques de la plupart des minéraux sont nettement plus élevées que les réserves* connues sur lesquelles se basent les estimations.

Le problème est que l’exploration, mais surtout le progrès des techniques d’extraction rendent économiquement exploitables des ressources qui n’ont pas été comptabilisées comme réserves car elles n’étaient pas rentables précédemment. Par exemple l’ a estimé les réserves de lithium à 13.8 millions de tonnes (MT) en 2009, et à 39.5 MT en 2016, le triple 7 ans plus tard !

Même le fameux est remis en question par les auteurs : les données de production (en rouge dans le graphique ci-dessous) montrent clairement que le maximum de production prévu pour 2000 par Hubbert en 1956 (en bleu) est complètement faux, et la réactualisation récente affirmant que le pic a été atteint en 2008 (en vert) semble infirmée par les dernières valeurs de production.

L’article se concentre sur le car c’est un métal pour lequel la demande (chinoise et indienne principalement) a augmenté plus vite que les capacités de production (dans les Andes notamment) et que le recyclage, entraînant une hausse des prix spectaculaire ces dernières années. Les auteurs, mais aussi d’autres avant eux , montrent que la formation des gisements de cuivre rend très vraisemblable qu’il en reste pour plusieurs millénaires de consommation actuelle rien que dans les Andes.

Mais l’article mentionne aussi d’autres minerais, allant du fer et l’aluminium aux terres rares en passant par l’uranium, et selon les auteurs les réserves de toutes ces substances sont suffisantes pour faire face à l’augmentation considérable de la demande attendue ce siècle. Pour eux, il faut surtout veiller à ce que l’exploitation de ces ressources ne se fasse pas trop au détriment de l’environnement, puisqu’il ne faut pas s’attendre à ce que l’industrie minière s’arrête toute seule…

En passant, la lecture des références m’a rappelé deux choses:

la possibilité technique d’extraire de l’Uranium de . Pour l’instant ça coûte 5x plus cher que de l’extraire d’une mine, mais il y en a pour des milliers d’années …
en écrivant , j’avais découvert que beaucoup de “terres rares”** se trouvent dans la , le minerai du ! On n’en sort pas …

Bon, pour une fois voilà à quoi ressemble un “scoop” sur drgoulu.com : basé sur un communiqué de presse lu hier (qui sera copié/collé sans autres par de nombreux media), j’ai trouvé et lu les 4 références, un peu réfléchi, écrit cet article vite fait, et programmé sa parution pour 1 minute après la fin de l’embargo !

Notes:

* la distinction entre “ressource” et “réserve” est importante. La “réserve” est le stock de minerai connu et économiquement exploitable à un moment donné. La “ressource” est le stock non encore découvert ou pas encore exploitable.

** On devrait plutôt les appeler car les “terres rares” ne sont pas rares, mais plutôt diluées, en faible concentration.

Références:

Arndt, N. T., , Hedenquist, J. W., Kesler, S. E., Thompson, J. F. H., & Wood, D. G. (2017). Future Global Mineral Resources. Geochemical Perspectives, 2017, 6(1) ( 28Mb, 184 pages)
Pierre-Alexandre Salier et “Epuisement des ressources minières: aux sources du mythe”, 21 juillet 2009, Le Temps ( )
Alain Cheilletz “ ” SPS n° 305, juillet 2013
" ", 27 avril 2017, Communiqué de presse Université de Genève

L'obsolescence est-elle programmée ?

Wed, 01 May 2013 00:00:00 +0000

La notion d’ est à la mode. Autrefois cantonnée aux milieux “progressistes”, la cause est entendue notamment depuis le documentaire “ ” : les industriels contraignent les ingénieurs à limiter la durée de vie des produits pour en vendre plus et maximiser leurs profits, ce qui provoque gaspillage, déchets et autres catastrophes. Certains vont jusqu’à qualifier cette pratique de crime contre l’humanité ! Aujourd’hui les média ne prennent plus aucune précaution oratoire lorsqu’elles abordent ce sujet, et même une association de consommateurs que je considérais comme sérieuse l’affirme sans sourciller :

L’obsolescence programmée contamine nombre de secteurs, de l’automobile en passant par l’électronique, les appareils électroménagers, les vêtements, les accessoires de mode, le mobilier, les jouets, etc., où les produits sont conçus pour une durée de vie toujours plus courte!

Pourtant, j’ai des doutes. Je sais que l’obsolescence programmée a été théorisée et même prônée . Mais ne sais pas si elle existe réellement. Je précise d’emblée que mon doute est motivé par ma curiosité scientifique et rien d’autre : je comprends que vous puissiez y croire, mais moi je veux savoir. Donc je formule cet article comme une question : “L’obsolescence est-elle programmée ?”

Références s’il vous plait.

Car après avoir vu “Prêt à jeter” deux fois, analysé et compris la fréquemment citée comme preuve, lu et contribué à plusieurs forums et discussions sur le sujet, et entendu face à à la radio

\[4\]

je n’ai toujours trouvé aucun cas documenté d’obsolescence volontairement planifiée pour accroître la consommation.

Et je ne suis pas le seul. Dans un article récent dans “Pour La Science”

\[5\]

, Alain Geldron de l’ confesse:

Ces exemples (NdG : ampoules, bas nylons…) sont toutefois anciens et l’obsolescence programmée ne semble pas être la règle aujourd’hui. De nombreux témoignages d’utilisateurs font peser de sérieux soupçons sur quelques produits, telles des imprimantes qui tombent systématiquement en panne après un certain nombre d’impressions, mais ces cas restent rares et aucune stratégie des industriels pour limiter la durée de vie des produits n’a pu être prouvée.

Même la Wikipédia manque de références sérieuses sur l’obsolescence programmée :

L’article francophone “ ” affiche cette bannière (qui va et vient au fil des éditions de l’article…):
L’article anglophone “ ” en a une aussi depuis plus de 2 ans malgré une :

2012-10-08_182536

Donc je me suis mis en quête de . Je confesse n’avoir pas lu tous les articles in-extenso, mais j’ai lu les abstracts des 100 plus référencés environ, et parcouru une vingtaine de ceux qui me paraissaient intéressants. Voici mes deux principaux constats après ces lectures:

1 : Manque de consensus sur la définition.

Premier constat à la lecture de ces articles : le manque de consensus sur la définition même d’obsolescence programmée, que l’on discerne déjà dans les définition des deux articles Wikipédia mentionnées ci-dessus.

Pour certains auteurs la notion est plus ou moins celle de la wikipédia francophone : “techniques visant à réduire la durée de vie ou d’utilisation d’un produit afin d’en augmenter le taux de remplacement”. Cette définition “stricte”, suppose des actions volontaires de la part des concepteurs du produit lui-même.
Pour d’autres, la notion recouvre un domaine plus large correspondant à la définition de la wikipédia anglophone : “policy of planning or designing a product with a limited useful life, so it will become obsolete, that is, unfashionable or no longer functional after a certain period of time.” Cette définition “large” inclut d’autres concernant des aspects partiellement liés au comportement des consommateurs (comme l’obsolescence esthétique, la mode), au business model du produit (vendre de l’encre plutôt que des imprimantes par exemple), ou carrément aux sauts technologiques.

Commet ça “obsolète” ? Avec ça on pourrait capter Radio Londres si on trouvait encore les pièces détachées…

Il est clair que l’obsolescence au sens large existe : rien que là sous mes yeux il y a deux laptops, une mini-chaîne, deux appareils photo numériques et trois téléphones portables non utilisés depuis des mois, en état de marche ou réparables “facilement”. Mon galetas regorge de livres comme “Programmer en Portal” ou “la Bible de Windows 3.1”. Et les armoires de mes filles contiennent encore quelques fringues de l’année passée, immettables cette année parait-il.

Mais cette obsolescence est-elle programmée, au sens strict ?

2 : Beaucoup de théorie, très peu de cas concrets

La très grande majorité de la centaine d’articles les plus référencés sont des études théoriques analysant si l’obsolescence programmée est économiquement payante dans tel ou tel modèle de marché. En gros:

Selon
\[6\]
, une entreprise en situation de a effectivement intérêt à raccourcir la vie de ses produits. Mais jusqu’à un certain optimum lié aux coûts de production
En situation d’ les entreprises ont intérêt à allonger la durée de vie de leurs produits jusqu’à un autre optimum, pour éviter que les clients n’essaient le produit concurrent, juste pour voir.
Toutefois,
\[6\]
montre aussi que la meilleures stratégie en monopole et en oligopole consiste souvent à louer un produit plutôt que le vendre, et l’illustre par les données de Xerox (mono- puis oligopole des photocopieuses) et d’IBM (mono- puis oligopole des ordinateurs)
Dans des marchés de concurrence plus ouverte, les théoriciens se heurtent au problème de la modélisation du comportement des utilisateurs : on ne sait pas bien comment vous choisissez un produit parmi une dizaine*, et comment vous décidez plus tard de le remplacer par un autre. (voir
\[7\]
par exemple)

Très peu d’articles analysent des cas concrets. Sur 100, je n’en ai trouvé que 3 ou 4:

Un article de 1971
\[8\]
sur le “style” des voitures américaines dans les années 1950. Selon les auteurs, si les fabricants avaient continué à produire les mêmes voitures pendant toute la décennie 1950 au lieu de lancer des nouveaux modèles, les consommateurs auraient payé $700 de moins pour leur voiture en 1960.
Un article sur un appareil photo japonais dont la durée de vie a été étendue. Auteurs : des employés de la marque…
Deux articles analysent la fréquence de réédition des manuels de cours (textbooks). C’est intéressant ça : un marché où des produits durables ne sont utiles qu’un an, avec une forte concurrence du marché de l’occasion. Et bien, données à l’appui, l’auteur conclut que “les révisions fréquentes par les éditeurs ne peuvent être attribuées uniquement à l’obsolescence programmée.”
\[9\]
plusieurs articles (concernant plus l’éthique comme
\[7\]
que l’économie) se réfèrent pour des exemples au livre
\[10\]
dont le documentaire “Prêt à jeter” , mais ce n’est pas une publication scientifique, basée sur des données expérimentales et .

Voilà, c’est tout ce que j’ai trouvé, et j’ai pourtant pas mal cherché. Mais si vous connaissez une autre étude de cas scientifique (avec données expérimentales ou mesures ) sur le sujet, je vous serais vraiment reconnaissant d’en mettre la référence en commentaire.

Ce que je retiens de cette recherche bibliographique, c’est que les exemples communément cités d’obsolescence programmée au sens strict remontent à plusieurs décennies et/ou correspondent à des situations de marché particulières. Et surprise, il y a 14 ans quelqu’un était parvenu aux mêmes conclusions

\[11\]

Alors, si c’était un mythe ?

Voici maintenant quelques arguments qui me font penser que l’obsolescence programmée est en grande partie un mythe:

En plus de 20 ans d’expérience d’ingénieur R&D dans plusieurs entreprises, on ne m’a jamais demandé de limiter la durée de vie d’un produit, et je n’ai jamais entendu un collègue mentionner une telle directive. Mais j’admets que parfois, autour de la machine à café, on s’est demandés si le fait que d’anciens produits étaient “trop bons” ne limitaient pas les ventes actuelles.
Certains sites prétendent que les produits sont conçus avec un composant qui en limite la durée de vie en flanchant systématiquement après un certain temps. A mon avis, si c’était volontaire, ce serait idiot car on aurait pu économiser sur le coût des autres composants. On se retrouve avec un produit cher, et la défaillance systématique du même composant risque de donner une mauvaise image du produit, voire de la marque.
D’autres prétendent que les produits sont fabriqués de manière à ce que ce soit chaque fois un autre composant qui défaille. Quiconque a vu une usine de production moderne ne peut que sourire : il est techniquement irréaliste de produire en série des pièces différentes les unes des autres de manière contrôlée. Le fait que ce soit des pièces différentes qui cèdent indique que le produit a été bien conçu, avec des composants ayant environ la même durée de vie.
Donc oui, je le reconnais, les produits sont conçus pour une certaine durée de fonctionnement. J’ai même reçu un cours là dessus, donné par un ancien ingénieur de Bolex, entreprise qui fai(sai)t de remarquables caméras dont je reparlerai plus bas.. Mais ce n’est pas de l’obsolescence programmée au sens strict parce que:
1. la durée de vie perçue par le consommateur est souvent très différente de la durée de fonctionnement réelle **.
2. le prix de revient du produit dépend fortement de la durée de fonctionnement prévue. Un moteur qui tourne 1000 heures ou 10'000 n’ont pas du tout le même prix.
Or un nouveau produit, c’est très souvent une cible marketing définie par un prix. Il s’ensuit que la durée de vie, la réparabilité, la garantie etc. sont des conséquences du prix. Exemple spectaculaire: . Or je note que l’argument du prix apparaît très rarement dans le “débat” sur l’obsolescence programmée. Et si l’obsolescence était une conséquence de l’apparition de produits bon marché plutôt qu’une cause ?

Voici quelques expériences personnelles pour illustrer ces différents arguments:

Ma chaîne hi-fi sans fusibles

On fait encore moins cher que la résistance 1 Ω : la piste de circuit imprimé qui fond. Une honte, mais ça protège peut-être un composant plus cher…

Au début des années 1990, j’ai eu l’occasion d’acheter une chaîne hi-fi censée être haut de gamme (à l’époque) avec un bon rabais universitaire. En branchant les hauts-parleurs, l’ampli claque (bon, ok j’aurais du l’éteindre avant…) Je cherche les fusibles des HP : je n’en vois pas. Le truc pesant quelques kg de radiateurs, j’appelle le service de dépannage où le technicien paniqué me dit “ah, ces amplis j’en ai jusqu’au plafond. On a mis des résistances de 1 Ω à la place des fusibles pour économiser quelques centimes… Si vous vous y connaissez je vous envoie des vrais fusibles à souder à la place, ça m’arrangerait…”. Je l’ai fait, mais ensuite les éléments de la chaîne sont morts l’un après l’autre au bout de 3-4 ans. Ce n’était pas de l’obsolescence programmée, c’était de la camelote. En vertu de l’argument No 2 je n’ai PLUS JAMAIS RIEN acheté de cette marque.

L’Electrolux de ma maman

Grâce à , zelectron m’a remémoré l’increvable aspirateur de ma maman, et de la sienne entre de nombreuses autres. Cet aspi Electrolux est tellement costaud qu’il a survécu jusqu’à YouTube:

Mais il y a une chose qu’on oublie, c’est que ces merveilleux aspirateurs immortels coûtaient très cher. Ma maman a retrouvé la facture de son Electrolux Z325 acheté en 1976 : CHF 648.- , soit environ 1125 Euros actuels en comptant une . Selon

\[12\]

, seuls 50% des ménages avaient un aspirateur à la fin 1968; si on extrapole la baisse de prix de 30% en 8 ans de l’électroménager (soit 4.5% par an), on trouve que les aspirateurs coûtent aujourd’hui environ 7.5 fois moins cher qu’en 1968. Comme un aspirateur Electrolux coûte maintenant dans les 200 Euros, celui de nos mamans coûtait l’équivalent de 1500 Euros actuels. Alors, quel aspirateur revient moins cher ? L’Electrolux à 1500 Euros sur 25 ans ou l’autre à 200 sur 4 ?

Si vous préférez le “durable”, alors payez 1000 Euros pour un aspirateur dit “professionnel”, dimensionné pour une utilisation quotidienne intensive, et ne l’employez qu’une fois par semaine : il durera des décennies Et oui, on trouve des sacs pour ces aspirateurs pendant tout ce temps, parce qu’on a payé pour.

Corollaire : vous voulez une loi pour allonger les garanties et forcer les fournisseurs à garder des pièces de rechange en stock ? Pas de problème, mais quelqu’un va devoir payer pour ça. Vous.

La Bolex de mon papa

Mon papa possède encore une caméra , une en parfait état de marche. Elle a filmé mon enfance et la vie de la famille à la fin des années 60, début des 70, puis les méchants japonais ont flanqué par terre notre belle industrie mécanique

\[13\]

avec leurs vidéos et autres gadgets électroniques bon marché.

Dans une caméra mécanique, il y a un mécanisme qui fait avancer le film par saccades de 24 images par seconde, et un obturateur qui s’ouvre et se ferme à la même cadence. Donc des pièces qui bougent avec des accélérations assez fortes pour se déformer un peu et causer de la fatigue des matériaux, des frottements qui les usent etc.

Au cours sus-mentionné, le prof nous avait demandé quelle durée de fonctionnement prévoir pour ce mécanisme. Par comparaison, un moteur de voiture tournant en moyenne 3000 tours par minute à 60 km/h de moyenne fait dans les 300 millions de cycles pour 100'000 km sans qu’on doive changer les soupapes. Rien de surprenant donc à ce que Bolex ait développé un mécanisme de caméra capable de prendre 1 million d’images sans panne. A 24 images par seconde, ça fait presque 700 heures de fonctionnement, soit un mois non-stop. Pas assez pour un ingénieur suisse des années 60, mais si le chef dit que ça suffit…

En fait ça suffit amplement : une bobine de film 8mm durait 3 minutes qui revenaient à environ 100 Euros avec le développement, donc on filmait avec parcimonie. Je dispose ainsi d'1h30 de film réalisé par mon papa entre 1968 et 1975. 13 minutes par an. Bon, disons qu’avec les chutes et les ratés il en a tourné le double : 30 minutes par an. Disons même qu’il n’était pas un cinéaste passionné, et que d’autres filmaient leurs gamins faisant les idiots dans la piscine une heure par an.

dans 40 ans la pub de GoPro sera aussi kitsch que celle-ci

Reste qu’avec 700h de fonctionnement de sa partie la plus délicate, l’espérance de vie d’une caméra Bolex normalement utilisée se compte en siècles! D’ailleurs le boitier est fraisé dans l’alu, recouvert de cuir, doté d’un objectif de qualité : tout est mis en oeuvre pour que les archéologues retrouvent l’engin en parfait état de marche.

“Il y a trois façons de se ruiner : le jeu, les femmes et les ingénieurs. Les deux premières sont les plus agréables, la troisième est la plus sûre” ( J.M. Folz)

Comme sa chère Bolex chère (sic.) était flambant neuve lorsque les modèles sonores sont apparus, mon père n’en a pas changé. Et même lorsque les premières caméra vidéo sont apparues, il n’en a pas acheté vu que sa Bolex marchait très bien. Et Bolex a coulé, tellement ses clients étaient contents de leur achat, ou sont passés à la vidéo. Certes, les premières caméra vidéo ne duraient pas 700h. Peut être 70 à tout casser, mais c’était assez pour les quelques saisons de vacances avant la HD. Et le coût de la minute de vidéo a chuté, chuté …

Pour le prix de deux films super-8 de mon papa, je peux acheter sans aucune pièce mobile, supportant les chocs, l’eau et la neige et fonctionnant certainement plus de 7000 heures.

La Deuch’ de ma soeur

Vous ne le savez pas, mais je vous épie. Je peux savoir sur quel lien vous avez cliqué pour arriver sur cette page, et aller voir ainsi qui parle de cet article. C’est ainsi que je suis remonté de à intitulée “Quand on construisait quelque chose pour que ça dure…” et vantant l’indestructible 2CV. J’y ai posté le commentaire suivant (légèrement édité ici):

L’exemple de l’automobile m’intéresse. Prenons… la Charleston Bordeaux 1980 de ma sœur, qu’elle sort encore une ou deux fois par an. Selon elle coûtait 24800 NF soit 3780 Euro soit 1853 heures de boulot au SMIC de l’époque ( )

L’équivalent de cette 2CV de l’époque serait donc une bagnole valant 1852 x 9.4 = 17418 Euros actuellement, donc dans . Ca m’inspire quelques remarques:

Il y a aujourd’hui sur le marché des voitures à 10000 Euro qui n’avaient pas d’équivalent à 4 roues en 1980 : la voiture est devenue accessible à plus de monde, peut-être en sacrifiant un peu de qualité
Encore que : même en oubliant la différence manifeste d’équipement, de sécurité et de consommation, je me demande qui gagnerait un match fiabilité ou durée de vie (en km) entre la 2CV de ma soeur et une Polo ou une Yaris actuelle (de même prix actualisés, je le rappelle…)
Est-il vraiment plus économique de faire durer une voiture au maximum ? Je me pose la question chaque fois que je fais le plein de ma Merc classe C, comme neuve à 260'000 km au compteur, mais qui consomme 9.2 l/100 km …

Conclusion.

L’obsolescence au sens large existe manifestement, mais je ne suis toujours pas convaincu qu’elle soit “programmée”, au sens strict. Bon nombre des exemples communément cités sont anciens et peu ou mal documentés. Les trop rares études de cas spécifiques publiées ne démontrent pas l’existence de l’obsolescence programmée.

Personnellement, je pense qu’on attribue communément à l’obsolescence programmée des réalités économiques parfois mal comprises, entre autres:

Qu’il arrive que des produits aient des défauts. Pour un nouveau produit, c’est même très fréquent. Dans tous les cas, ça coûte très cher au fabricant, soit en frais de garantie, soit en terme d’image. Renseignez-vous avant d’acheter, et sachez que vous prenez plus de risques en achetant un produit qui vient de sortir.
Qu’un produit indémontable et irréparable est beaucoup moins cher que le produit réparable, mais il peut aussi souvent être plus résistant, étanche etc. On ne peut pas ouvrir un iPhone, mais quand il tombe il ne s’ouvre pas en éjectant la batterie… Choisissez, mais ensuite ne réclamez pas le beurre et l’argent du beurre.
Que certains produits “vendus” sont en fait loués : lorsque vous achetez une imprimante à 100 Euros, si vous enlevez la TVA, la marge du distributeur, les frais de transports etc, vous comprendrez qu’on vous la donne. Ensuite vous payez l’encre, proportionnellement au nombre de pages que vous imprimez, donc on vous empêche de les remplir ou d’acheter des cartouches de contrefaçon. Mais c’est vrai, les fabricants n’expliquent pas le deal clairement.
Que les systèmes de production modernes se caractérisent par un écart type de plus en plus faible ( ), donc des durées de fonctionnement beaucoup plus constantes que par le passé. Un produit actuel conçu pour durer 1000 heures a peu de chances de fonctionner 1200 heures, mais pas moins de 800 heures non plus. C’est vrai que dans le passé, on pouvait “tomber sur un bon numéro” qui fonctionnait très, très longtemps. Mais il ne faut pas oublier les “mauvais numéros” qu’on revendait en vitesse à la brocante de la paroisse…
Que surtout, on ne réalise pas à quel point les prix des “biens durables” ont chuté en monnaie constante: les produits de nos parents coûtaient l’équivalent du haut de gamme actuel, donc il faut comparer ce qui est comparable. Et justement, il n’y avait rien de comparable à nos produits bon marché actuels.

Notes :

* ça me rappelle un cours de marketing ou le prof disait : “quand vous achetez une voiture vous comparez le prix, la puissance, la consommation, le volume du coffre. Et puis vous prenez celle qui vous plaît : l’acte d’achat est un acte irrationnel.”

** ce qui fait qu’il est très difficile de définir une garantie en années ou, du point de vue industriel, de déterminer une durée de fonctionnement correspondant à n années de possession par le client. Par exemple un aspirateur conçu pour 1000h durera 20 ans en étant utilisé 1h par semaine, mais seulement un an si un professionnel du nettoyage l’utilise 20h par semaine… En pratique on essaie de faire en sorte que seuls les quelques clients qui utiliseront le produit le plus intensivement bénéficieront d’une garantie en plus de ceux dont le produit est réellement défectueux. Donc la durée de fonctionnement prévue doit être largement supérieure à l’utilisation moyenne.

Reférences

Stéphanie Marthely-Allard “ ", 9 septembre 2012
" ”, FCR.ch, 2011
Bernard London” ", 1932
" ", Emission “du grain à moudre” sur France Culture, 3 octobre 2012
Alain Geldron, “ ”, 2013, Pour La Science No 425
Jeremy Bulow (1980). An Economic Theory of Planned Obsolescence Quarterly Journal of Economics, 101 (4), 729-750 DOI:
J. Guiltinan, “ ”, 2008, Journal of Business Ethics, vol. 89, no. S1, pp. 19–28, Aug. 2008.
R. Sherman and G. Hoffer, “Does Automobile Style Change Payoff?,” Applied Economics, vol. 3, no. 3, pp. 153–165, 1971.
T. Iizuka, “ ” Journal of Economics Management Strategy, vol. 16, no. 1, pp. 191–226, 2007.
Giles Slade (2006). Made to break: technology and obsolescence in America. Harvard University Press.
Steven E. Landsburg “ .”, 1999, Slate
" " Economie et statistique , Année 1969, Volume 3, Numéro 3, pp. 65-68
Urs Maurer “ ” swissinfo.ch 2004

Soldes 2012 : Ecolonergie

Sat, 29 Dec 2012 00:00:00 +0000

Il me reste un problème en cette fin d’année : que faire d’une bonne dizaine d’articles commencés en 2012 et restés à l’état de brouillons ? (Alors que mon job consiste entre autres à combattre la production d’invendus et les stocks que ça génère… il va me falloir une bonne résolution 2013…) Alors je vide le stock, en vrac et un peu plus bruts que d’habitude, en faisant pour commencer un multipack de 5 brouillons sur mes interrogations écono-écolo-énergétiques, avec un soupçon de démographie:

Combien vaut l’énergie

L’énergie est rare, précieuse, et il faut l’économiser parce qu’elle va coûter plus cher, vous dit-on. On vous ment. L’énergie est ce qu’il y a de plus abondant dans l’Univers, elle ne vaut rien du tout car c’est la plus élémentaire des matières premières.

Ca vous choque d’assimiler l’énergie à de la matière première ? Pourtant vous connaissez surement E=m.c² la célèbre formule qui relie les deux via ce facteur c², la vitesse de la lumière au carré. Elle dit qu’un kg de matière quelconque est équivalente à une énergie de 1

\[kg\]

x 300'000'000²

\[m²/s²\]

= 9.1016

\[kg.m²/s²\]

soit 90 , ou 25 milliards de , ou encore 2'149'613

\[tep\]

La de l’humanité étant d’environ 12 milliards de tep, l’équation d’Albert nous dit que nous convertissons environ 5.5 tonnes de matière en énergie chaque année. Seulement. Si nous avions des mines d’antimatière quelque part, nous saurions la convertir milligramme par milligramme en énergie avec un rendement de 100%, et même si cette antimatière se négociait à mille fois le prix actuel de l’or, disons 40 millions d’euro le kg, ça nous mettrait le kWh à 0.2 centimes environ. Rien du tout.

Abondance

Embryon d’article motivé par la collision entre:

cette (ancienne) figure revenue sur le devant du web :

cliquer pour agrandir
la lecture du : “Il est plus abondant dans la nature que l’or ou l’argent. (…) Ainsi, le sous-sol d’un jardin sur un carré de 20 m de côté peut-il en contenir, sur une profondeur de 10 m, environ 24 kg. (…). L’eau de mer contient environ 3 mg d’uranium par m3, soit 4,5 milliards de tonnes d’uranium dissous dans les océans. Les eaux douces en contiennent souvent aussi en diverses concentrations ; dont par exemple le Rhône qui en charrie environ 29 t/an, provenant essentiellement du ruissellement des roches uranifères des Alpes.”
l’article “ ” paru en août sur New Scientist et relayé où l’on apprend qu’il existe des filets sur lesquels l’uranium dissous dans l’eau de mer se dépose à raison de presque 4 grammes par kilogramme de filet. Encore un petit effort et cette technologie pourrait être compétitive avec l’extraction minière et donner accès à un stock d’environ 6500 ans de consommation actuelle…

Petit avis sans frais aux écologistes suisses : ne pas trop la ramener à propos de l’indépendance énergétique du pays, car un seul filet à uranium en travers du Rhône au Bouveret pourrait suffire…

Pourquoi je ne suis pas contre Belo Monte.

Je comprends. Je suis très triste pour les 25000 indiens d’Amazonie qui perdront leurs terres, et pour les centaines de km2 de forêt vierge qui seront inondés avec leur biodiverses plantes et bestioles. Mais je ne signerai pas du au Brésil, , même si j’y ai été invité par des proches. Voici pourquoi.

D’abord la cohérence. On nous rabâche qu’il faut des sources d’énergie propres et durables, or l’hydroélectricité représente produite dans le monde, et . Le barrage de Belo Monte produira 38600 par an, soit l’équivalent de à lui tout seul. Pour produire autant d’énergie autrement, il faudrait soit:

des centrales à charbon qui balanceraient environ 38 millions de tonnes de CO2 dans l’air chaque année (le charbon dégage environ produit)
ou environ 100 km2 de cellules photovoltaïques (j’ai compté et 20% de ), mais ça c’est la surface nette des cellules. Avec les espaces pour l’entretien des panneaux et des lignes électriques, plus les inévitables obstacles naturels sur une telle surface, on devrait approcher d’une surface comparable à celle du lac du Belo Monte, soit 440 km² (on trouve parfois mention d’une surface engloutie de 6140 km2, qui le correspond à la somme des )
ou 4 réacteurs nucléaires de 1 GW, mais ça les écolos n’en veulent pas même si c’est pour sauver la forêt tropicale,

A part ça, la augmente de 1% par an, et 1% de 190 millions, ça fait presque 2 millions d’emplois à créer par an pour maintenir le . Ce n’est pas moi, natif d’un pays qui a aussi sacrifié de beaux paysages (alpins) et au moins pour obtenir l’électricité (propre!) nécessaire à son développement qui vais dire aux brésiliens “non, ne faites surtout pas comme nous”.

C’est maintenant ! (ou pas)

Je n’ai pas aimé du tout Jean-Marc Jancovici (2009). C'est maintenant: 3 ans pour sauver le monde. Seuil. Ou plutôt j’ai été très déçu par ce pamphlet politique commis par Jean-Marc Jancovici, dont je pense toujours beaucoup de bien depuis que j’ai découvert .

Je ne dis pas qu’ils ont tort sur le diagnostic : comme eux, je suis persuadé que nous avons atteint le , et que ceci causera un profond bouleversement de nos sociétés. Comme eux, j’appelle de mes voeux une classe politique dotée de compétences scientifiques minimales. Ce qui me déçoit, c’est justement le manque de rigueur scientifique de leur bouquin : très peu de chiffres, pas de graphiques, pas de références et encore moins de formules. Pourtant il y en a une géniale, justement qui pourrait justement guider le politique et aussi servir de base à une excellent bouquin : :

Je n’arrive pas à comprendre comment des gens connaissant ceci peuvent limiter leurs propositions concernant la démographie à une phrase que je ne retrouve plus mais qui dit en substance “nous ne souhaitons pas tuer les 3/4 de la population” (POP) alors que les enfants et petits-enfants susceptibles de pâtir du désastre annoncé ne sont pas encore nés. Je ne comprends pas non plus pourquoi des gens pronucléaires réalistes se résignent à voir la production (ou consommation) d’énergie ( ) diminuer alors qu’ils connaissent les moyens de la maintenir.

Les solutions préconisées dans le bouquin ciblent essentiellement une décroissance du PIB, dont on voit pourtant qu’il est une “variable muette” de l’équation de Kaya. Je ne connais pas Alain Grandjean, mais j’ai de la peine à croire qu’un économiste puisse souhaiter une politique de décroissance sur la base d’une vision aussi caricaturale de l’économie moderne. En considérant par exemple que le PIB est essentiellement produit par la consommation de ressources “gratuites” dont les combustibles fossiles, Grandjean et Jancovici semblent ignorer que l TEP/PIB varie d’un facteur supérieur à 7 selon les pays. A les lire, le ne satisferait que des besoins superfétatoires fortement consommateurs d’énergie comme des banques génératrices de crises, donc autant d’activités à éliminer lors d’un version 2.012. Santé ? Formation ? Caisses de pension ? “ ” rétorquent Jancovici et Grandjean.

A part ça, le sous titre de “C’est maintenant !” est “3 ans pour sauver le monde” surtout parce qu’il y avait une élection présidentielle française qui devait être gagnée par un leader, un De Gaulle écolo capable de mettre en oeuvre le programme proposé. Ca semble raté.

Finalement, ce que je reproche le plus à Jancovici et Grandjean, c’est leur vision technocentriste de la politique, celle qui consiste à dire au monde et à la France : “nous avons étudié, nous avons calculé, alors faites comme on dit sinon vous êtes foutus”. Je pensais un peu comme eux avant de jouer à , et puis j’ai compris qu’il y avait plusieurs manières de gagner. Et aussi que quand je jouais, ça finissait souvent par une guerre nucléaire…

Démographie du 21ème siècle

Pour comprendre la situation actuelle de la démographie humaine, 13 minutes et 21 secondes suffisent grâce à la fantastique

Il y démontre plusieurs faits qui peuvent surprendre:

80% de la population mondiale vit désormais dans des pays à taux de fécondité proche de 2
la religion dominante n’a pas d’influence significative sur la natalité
l’augmentation du niveau de vie (PIB/habitant) est préalable à la diminution de la natalité
les plus fortes croissances démographiques s’enregistrent dans les pays aux plus fortes taux de mortalité.
le nombre de naissances n’augmente plus notablement dans le monde
la population mondiale va augmenter jusqu’à 10 milliards d’habitants par “remplissage de la pyramide des âges”. (voyez absolument la vidéo, au moins à partir de 10:20, par pitié!)

A ce propos je remarque que ni l’article “ ” ni “ ” de la Wikipédia ne fassent la moindre référence à la démographie… Suis-je donc je seul à me poser ? Il me semble que tous les modèles de société “durable” considèrent le problème dans un sens unique : puisque les ressources terrestres sont limitées, il faut limiter notre consommation totale, peu importe combien nous sommes. Pourquoi ne pas limiter plutôt notre nombre ? Car en fin de compte, c’est bien ce nombre qui risque d’être limité de force…

Comment stocker l'énergie

Sat, 06 Oct 2012 00:00:00 +0000

Claude me demande pourquoi on ne stockerait pas la surproduction éolienne avec des volants d’inertie. Lui répondre me permet de terminer un vieux brouillon sur le stockage d’énergie en utilisant un autre brouillon sur la voiture électrique comme introduction.

Jamais contente

la "Jamais Contente"

La première voiture à avoir atteint la stupéfiante vitesse de 100 km/h était une voiture électrique, la “ ”, et c’était en 1899. De nos jours, la “ ” de 400 chevaux. Mais pourquoi donc nos routes ne sont-elles toujours pas envahies de voitures électriques ?

La réponse est pour beaucoup liée à la faible des batteries. Les meilleures batteries actuelles (Lithium-Ion) sont capables de stocker environ un quart de kilowattheure par kilogramme de batteries. C’est 8 fois mieux que les bonnes vieilles batteries au plomb, mais c’est 67 fois moins que l’énergie contenue dans 1 kg d’essence.

Même si le moteur de votre voiture ne parvient à transformer qu’un tiers* de cette énergie en mouvement, un réservoir d’essence reste au moins 20x plus léger qu’une bonne batterie équivalente. Donc un réservoir de 40 litres d’essence (~ 30 kg) correspond à environ 600 kg de batteries. Et même si un moteur électrique est sensiblement plus petit qu’un moteur à combustion de la même puissance, les batteries restent un handicap de poids pour un véhicule.

Evidemment, on peut réduire la taille de la batterie en récupérant l’énergie cinétique d’un véhicule à la descente, ou au freinage. Mais là se pose un autre problème : la de charge ou décharge des batteries est également limitée.. Il faut par exemple 3.5 heures pour recharger complètement le de mes rêves, ce qui nécessite une alimentation électrique d’une puissance de 4.8 kW. Or comme je l’avais calculé , une voiture qui ralentit de 36km/h à 0 en 5 secondes produit une puissance de 26 kW. C’est pour cela que les voitures hybrides comme la n’utilisent pas des batteries Li-ion, mais plutôt des de densité énergétique inférieure, mais permettant des courants de charge/décharge plus élevés.

Alors on stocke l’énergie, ou la puissance ?

La “Jamais Contente” avait un nom prédestiné pour une voiture électrique : il n’existe pas de technologie de stockage ayant à la fois une forte et une forte “densité de puissance”, qu’on appelle plutôt . On voit ceci et bien d’autres choses intéressantes dans le graphique ci-dessous , qui classe différentes technologies de stockage d’énergie selon leur puissance nominale (horizontalement) et le temps pendant lequel cette puissance nominale est disponible en décharge (verticalement)**. Evidemment, on peut décharger un système plus lentement en en tirant une puissance inférieure, mais ça ne change rien à l’énergie stockable, donnée par le produit des deux axes.

Remarquez comme les diverses technologies forment des bandes horizontales : la puissance et l’énergie stockée par un système augmentent linéairement avec sa taille, donc le temps donné par le rapport énergie/puissance ne varie pas : il y a des technologies “rapides” capables d’absorber et de restituer des pics de puissance (en bas du dessin) et d’autres “lentes” capables de stocker plus d’énergie par unité de volume (en haut).

Les systèmes adaptés aux véhicules sont sur la gauche du graphique, entre 1 et 10 kW pour les scooters et entre 10 et 100 kW pour les voitures. Remarquez aussi que les bonnes vieilles sont situées entre les batteries Li-ion de la Tesla et les NiMH de la Prius. Elles sont lourdes, mais bon marché : si on calculait la densité d’énergie par dollar ou Euro investi (pas trouvé = à faire…), elles auraient probablement encore leur mot à dire…

Au dessus des batteries Li-ion, on trouve deux technologies en développement, pas encore commercialisées à ma connaissance:

Les “ultra-batteries” comme celles au . L’énergie électrique y est stockée directement dans la structure du matériau comme dans une supercap, mais avec une densité d’énergie bien supérieure.
Les “batteries métal-air”. Les (le étant un métal ) sont les plus prometteuses, avec une densité d’énergie environ 10x plus élevée que le Li-ion. Avec de telles batteries, une voiture électrique atteindrait une autonomie comparable à une voiture à essence. Mais sauf progrès inattendu, il faudra toujours des heures pour la recharger.

Au dessous de tous ces types de batteries, on trouve des technologies encore mieux adaptées au stockage de puissance : les supercaps et les volants d’inertie pour les véhicules.

Du Gyrobus au Tokamak

L’ d’un volant d’inertie vaut E=½.J.ω² où ω est la vitesse angulaire et J le du volant, qui augmente comme le carré du rayon. Pour stocker beaucoup d’énergie, il faut donc faire tourner le plus vite possible un volant du plus grand diamètre possible. Mais il y a deux hics:

Le premier est que la vitesse périphérique du volant atteint la vitesse du son plus vite qu’on ne pense : un volant d'1 m de diamètre ( π m de circonférence) devient supersonique à 100 tours/s, soit 6000 tours/minute déjà.
Le second c’est la résistance mécanique du volant sous l’effet de la force centrifuge. Comme on le voit dans , un volant en acier bien dense éclate avant d’atteindre la vitesse du son. On ne gagne rien à utiliser du titane, plus résistant mais plus léger. Pour atteindre des densités d’énergie comparables à de bonnes batteries, il faut réaliser des volants en fibre de carbone ou de kevlar, tournant sous vide d’air…

La raison pour laquelle le légendaire stockait son énergie dans un volant d’inertie de 1.5 tonnes plutôt que dans une masse équivalente de batteries au plomb tient à la petite phrase “La recharge du volant prenait de 30 secondes à 3 minutes” : les volants d’inertie stockent plutôt de la puissance que de l’énergie. Si on envisage de les utiliser dans les éoliennes c’est pour lisser l’effet de rafales de vent espacées de quelques minutes, pas pour stocker une tempête nocturne pour un lendemain calme.

Une fois , les volants d’inertie pourraient jouer un rôle important dans les centrales à fusion thermonucléaire en stockant une partie de l’énergie produite pendant les courtes réactions de fusion pour alimenter les aimants et réchauffer le plasma entre deux réactions. Avec un rotor de quelques dizaines de mètres de long et quelques dizaines de tonnes, on peut stocker puis restituer 100 MW pendant 10 secondes. Tout ça pour stocker environ 70 KWh d’électricité, l’équivalent de quelques jours de votre consommation personnelle.

Génératrice à inertie du Tokamak CRPP-EPFL. (Cliquer pour plus d’infos)

Panoramix, il nous faut de la potion magique…

Si vous rêvez d’être autonome en électricité avec votre petite éolienne personnelle ou vos quelques m² de panneaux solaires, il vous suffira de stocker quelques dizaines de kWh pour les nuits ou les jours sans vent. Vous aurez besoin d’une capacité de stockage assez similaire à celle d’une voiture électrique, et quelques centaines de kg de batteries feront l’affaire. Vous pourriez être tentés d’utiliser votre voiture électrique comme stockage, mais le hic c’est que votre maison doit stocker de l’énergie pour le soir alors que votre . Pas de bol : il vous faudra donc 2 batteries.

Si vous êtes une petite ville isolée comme Fairbanks en Alaska, il vous faut la plus grosse batterie du monde pour fournir 40 MW à vos 12'000 habitants en cas de défaillance de votre centrale thermique. Enfin, pendant 7 minutes seulement, le temps de démarrer les groupes de secours, parce qu’à Fairbanks, ils ne sont pas écolos. Et aussi parce que leurs 1300 tonnes de batteries NiCd ne stockent que 5 MWh.

Donc si votre village d’irréductibles possède une vraie éolienne d’ 1MW ou plus, et/ou des hectares de panneaux solaires, et que vous voulez tenir quelques jours sans vent, il vous faut la même batterie que Fairbanks. Ou quelque chose de mieux, parce que si vous faites le calcul, la densité d’énergie de leur batterie n’est que de 4 Wh/kg, que le et que le lithium, il n’y en aura pas assez pour tous les écolos du monde.

D’autres types de batteries sont actuellement en développement comme la (NaS) ou les type “Zebra”, mais la voie la plus prometteuse me semble être les “batteries à flux redox” (" " en anglais). Ces sont des sortes de réversibles qui fonctionnent avec diverses soupes d’électrolytes bizarres comme le de ou du zinc/ .

Schéma d’une batterie à flux redox au Vanadium, avec arrière plan révélateur

La densité d’énergie de ces systèmes n’est pas vraiment plus élevée que celles de batteries Li-ion, donc on parle toujours d’installations de centaines de tonnes. Leur avantage est que la puissance est stockée/fournie par un élément relativement petit, alors que l’énergie stockable peut être augmentée à volonté en augmentant simplement le volume des réservoirs d’électrolytes. Ceci permet de réduire le coût de ces solutions par rapport à un wagon train de batteries plus classiques.

Je ne vois pas d’autre solution économique et utilisable à cette échelle actuellement ou dans un futur proche, mais dans un futur plus lointain, on pourrait imaginer utiliser le (SMES en anglais). L’idée est de faire tourner du courant électrique en circuit fermé dans un anneau supraconducteur. Ceci crée un champ magnétique extrêmement fort, autour de 20 duquel on peut ensuite retirer l’énergie par induction. Lorsqu’on sait que le champ magnétique terrestre est environ un million de fois moins puissant, on comprend que les pièces métalliques ne sont pas bienvenues à proximité d’un SMES, qui pose une quantité de problèmes technologiques intéressants. Les installations de labo actuelles sont plutôt orientées “puissance”, mais on pourrait imaginer des SMES de quelques dizaines de kilomètres de diamètre pour le stockage d’énergie .

Mais sur le graphique on constate un gros trou qui sépare toutes ces “petites” solutions de celles déjà utilisées aujourd’hui dans la production d’énergie centralisée.

Big is beautiful

Il existe en effet déjà trois systèmes de stockage adaptés aux centaines de MWh, voire de GWh. Commençons par les deux les moins connus :

Le stockage thermique dans le sel fondu est particulièrement adapté aux . Par exemple en Espagne peut stocker 1GWh, soit l’équivalent de 7h30 de production de la centrale à pleine puissance en chauffant 28'500 tonnes de sels à 400 °C, soit une densité d’énergie de 35 Wh/kg (0.126 MJ/kg), comparable à celles de batteries au plomb.
Le stockage d’énergie à air comprimé ( ). Là encore, la densité d’énergie volumique de l’air comprimé à 300 bars est comparable à celle des batteries, mais deux difficultés apparaissent. D’abord, les compresseurs et moteurs à air doivent tenir compte de la thermodynamique. En comprimant un gaz il s’échauffe, et il refroidit lorsqu’il se détend. Il faut récupérer cette composante thermique de l’énergie pour obtenir des rendements acceptables. D’autre part, construire des réservoirs de grandes dimensions pour de l’air à haute pression n’est pas une petite affaire. Ces deux obstacles hypothèquent la , mais en grand, ça peut marcher. Des installations pilotes comme ADELE en Allemagne arrivent à stocker 350 MWh en comprimant de l’air dans des cavernes et atteignent des rendements de 70% en récupérant la chaleur produite lors de la compression.

Et enfin le “stockage hydraulique gravitaire” réalisé par de nombreuses installations que les français appellent . En Suisse, ça veut dire STation d’EPuration, alors on préfère les appeler “stations de ”.

L’ d’une masse m élevée d’une hauteur h est de E=m.g.h Joules, où g=9.81 que j’arrondis à 10. Pour stocker 1 kWh = 3.6 MJ, il faut donc élever 3'600 litres d’eau de 100m. Ou 360 litres de 1000m. Donc une montagne, c’est mieux qu’une colline. Et un grand lac aussi parce que pour stocker 1GWh il faut un million de fois plus d’eau. Et stocker une puissance de 1GW, ça veut dire pomper 1000 m³ d’eau par seconde à 10 bars, ou 100 m³ d’eau par seconde à 100 bars. Impressionnant, mais on sait faire depuis assez longtemps. Jusqu’ici, ça nécessitait des pompes spéciales, distinctes des turbines, mais l’arrivée des imprévisibles éoliennes motive la recherche de turbines réversibles, capables de passer du mode turbinage au mode pompage en quelques minutes, comme la turbine de l’EPFL ***.

le site "Nant de Drance" à la frontière franco-suisse près de Chamonix. Une STEP souterraine de 900 MW y est en construction pour exploiter les 250m de différence de niveau entre les deux barrages. Cliquer pour plus d’infos

D’après il existe actuellement au moins 50 “STEPs” d’une puissance de plus de 1 GW dans le monde, dont le en France, celui de en Suisse et même la en Belgique (rien au Québec ?) Avec de nombreuses autres installations de puissance inférieure, la capacité de stockage hydraulique représente au niveau mondial une puissance de 100 GW et une énergie que, fautes de données j’évalue à X TWh en multipliant les 100 GWh par X dizaines d’heures.

Ca parait beaucoup comme ça, mais même pour X=3 ça ne représente pas un millième de la renouvelable mondiale, qui elle-même ne représente que 18 % de la production d’électricité totale.

J’ai lu quelque part (je ne retrouve plus où) que toutes les batteries du monde (démarreurs de voitures + téléphone et ordinateurs portables, toutes) stockent 4 minutes de la production mondiale d’électricité. D’après les calculs ci-dessus, toutes les STEP du monde stockent environ 1.5 heures de production mondiale.

C’est assez tant que des centrales thermiques produisent l’énergie “ ”, mais si on remplace ces sources d’énergie fiables et régulières par des , qu’on tient à l’ “indépendance énergétique” et que de plus on ne veuille pas créer de nouvelles lignes de transport qui permettraient de lisser la production et la consommation à l’échelle du continent, il va falloir augmenter énormément la capacité de stockage. Tellement qu’on se sait pas le faire. Il faudra faire des compromis. Ou regarder une fois encore les 3 premières lignes du avant de …

Notes:

* Avant de pester contre le mauvais rendement des moteurs thermiques, rappelez-vous que la chaleur réchauffe “gratis” l’habitacle et dégivre les vitres en hiver…
** Le temps de charge est environ égal au temps de décharge, sauf pour les batteries, plus lentes à charger qu’à décharger.
*** Une chose m’a frappé en écrivant cet article : la “puissance des liquides”. Carburants, flux redox ou eau alpine, les liquides permettent des solutions “scalables” sur toute la gamme de puissances…Ils sont faciles à stocker, à pomper et à utiliser. D’ailleurs, après ce méga article, je prendrais bien une bière.

Références

" ", Report, American Physical Society (excellente référence, très complète)
Christopher Mims “ ", Technology Review., 2010
Gabriel-Octavian Cimuca, ”, Thèse de doctorat, ENSAM, 2005
Edmund Conway “ ”, The Telegraph, 23 August 2003
sur BigNextFuture ( )
brochure \[pdf\]
François Avellan “ ”, bulletin electrosuisse 2/2012

Autres sources

Jean-Marc Jancovici, “ ” sur Manicore.com
“ ” ADEME
Davide Castelvecchi, “ ”, Scientific American, Février 2012
Axel Strang, Louis Sanchez, Franck Delplace “L’industrie des énergies décarbonées en 2010 Chap 11: ", Direction Générale de l’Energie et du Climat

Divers d'été

Sun, 12 Aug 2012 00:00:00 +0000

Billet vite fait en forme de pot-pourri de découvertes estivales.

Les Seychelles

Ce pays est bien plus qu’une destination de vacances de rêve. L’archipel est un “micro-continent” granitique peuplé d’espèces endémiques surprenantes, préservées de toute présence humaine jusque vers 1750. Actuellement, ce micro-état de 90'000 habitants seulement traverse des crises importantes mais m’a semblé sur la bonne voie pour les résoudre : bon niveau de formation, ouverture, dialogue social et politique, conscience écologique.

"Dr. Goulu et la coco fesse" (sur flickr)

On trouve aux Seychelles des , “Aldabrachelys gigantea”, plus grosses que celles des Galapagos. Charles Darwin était d’ailleurs intervenu en faveur de leur protection, car elles étaient menacées à la fin du XIXème siècle. Les autorités avaient alors eu une excellente idée pour tenir les braconniers à l’écart de Curieuse, une île affectionnée par les tortues : y construire une léproserie!

Il y a le “Lodoicea maldivica” qui n’est ni de mer, ni des Maldives mais produit bien les plus grosses graines du monde, les magnifiques “coco fesses”. De la même que “ ”, il n’est de loin pas autant répandu puisqu’il n’en existe que quelques milliers d’arbres, pour la plupart à la sur l’ile de Praslin. prétendent d’ailleurs que la “coco de Praslin” a donné l’expression “ ”, mais c’est douteux. Pour ma part, je me demande toujours quel est l’ de produire si peu de graines si grosses qu’il leur faut 7 ans pour mûrir.

A part ça, les “fruit bats” des Seychelles sont de “[ ]( qui se nourrissent exclusivement de fruits. J’ai été étonné par leur vol en ligne droite, de jour, mais je ne les ai pas trouvées aussi goûteuses que vantées par les Seychellois…

Tau Zéro Poul Anderson; Editions Le Bélial' 2012WorldCat • Open Library • LibraryThing • Google Books • BookFinder

Ayant découvert ce livre grâce à , je l’ai dévoré en me demandant comment j’avais pu ignorer son existence pendant 42 ans. Il faut dire que “Tau Zéro” est bien mieux que ma nouvelle “ ” sur le même thème…

Ce roman de “hard science fiction” raconte un voyage interstellaire à vitesse relativiste d’une manière très précise et bien documentée, tout en maintenant un suspense par plusieurs rebondissements. Je l’ai trouvé excellent car j’y ai retrouvé l’optimisme de la conquête spatiale des années 1970 et la liberté des moeurs de cette époque bénie de ma jeunesse ;-) J’ai un peu moins aimé la fin, mais cette lecture reste un must pour les amateurs de s-f.

“C’est maintenant” et l’île de Pâques

Par contre je n’ai pas aimé du tout Jean-Marc Jancovici (2009). C'est maintenant: 3 ans pour sauver le monde. Seuil. Ou plutôt j’ai été très déçu par ce pamphlet politique commis par Alain Grandjean, économiste simpliste, et Jean-Marc Jancovici dont je pense pourtant toujours beaucoup de bien depuis que j’ai découvert son site .

Comme ma critique de ce bouquin prend de la place, je vais y consacrer un prochain article. Ici je ne m’attaquerai qu’à l’allégorie utilisée par les auteurs tout au long de leur argumentation : l’ de l’ . Selon l’hypothèse du développée entre autres par dans “ ”, cette île initialement paradisiaque aurait été déforestée par ses habitants sous l’influence des monarques obsédés par l’édification des fameux , au point de la rendre quasi inhabitable.

Or ceci apparaît de plus en plus comme une . En particulier, après avoir montré en 2006 que la colonisation de l’île de Pâques était bien plus tardive qu’on ne l’imaginait , Hunt et Lipo viennent de prouver que les moaïs pouvaient être déplacés sans nécessiter de bois, en marchant !

Le “Pour la Science” d’Août

Deux articles au moins justifient l’achat de ce numéro

D’abord un article très complet sur les neutrinos . Vous savez, ces particules qui ne vont pas plus vite que la lumière… Emis en grand nombre par les , ils sont également produits par les réactions nucléaires du Soleil et celles, naturelles ou artificielles sur Terre. De nouveaux détecteurs comme sont désormais assez sensibles pour mesurer ces derniers. On peut par exemple détecter lorsque le combustible nucléaire est rechargé dans un réacteur. Et si c’est fait souvent, c’est un signe de production militaire… Et on peut aussi mieux quantifier le fonctionnement du réacteur nucléaire sur lequel nous vivons : La radioactivité naturelle est due à 20% au , à 40% au et à 40% à l’ 238 dont la quantité estimée dans le manteau et la croûte terrestre est estimée à 8.1016 kg, soit 80'000 milliards de tonnes. ( Et on a peur d’en manquer ou de polluer en chaque année un milliardième de ce stock…)

Ensuite , Jean-Paul Delahaye nous explique comment combiner des pertes pour gagner . En effet, selon le très contre-intuitif il est possible d’élaborer une stratégie gagnante en combinant des jeux dans lesquels on est statistiquement perdants ! Mais attention, on ne peut hélas pas jouer à “qui perd gagne” avec une roulette et un black-jack : les deux jeux doivent être en interaction d’une manière bien précise. Donc ça intéresse plutôt nos amis traders. Un de plus pour la en vue ?

Sinon, mes collègues C@fetiers de expliquent pourquoi le ciel n’est pas bleu , et leurs articles dans Pour la Science sont vraiment bien. Vas-y Jean-Michel, donne-nous en plus en ligne !

Références :

Terry L. Hunt et Carl P. Lipo, “Late Colonization of Easter Island”, 2006, Science, Vol. 311 no. 5767 pp. 1603-1606 ,
William McDonough, John Learned et Stephen Dye, “ ", Pour la Science, N°418, août 2012, p 42-49
Jean-Paul Delahaye, “ ", Pour la Science, N°418, août 2012, p 82-87
Jean-Michel Courty et Eduard Kierlik “ ", Pour la Science, N°418, août 2012, p 90-91

2012, Mayas, Kaya et cure-dents

Sun, 01 Jan 2012 00:00:00 +0000

Les Mayas se sont plantés : leur fin du monde n’arrivera pas en 2012 puisqu’elle a , et d’une façon peu hollywoodienne : abandon des villes étalé sur des décennies, dénatalité, le tout causé par une crise peu claire combinant peut-être surpopulation, surexploitation des sols et variations climatiques… Des dangers ô combien plus rationnels que “ ”.

De ce point de vue, l’ONU semble viser juste en décrétant “ ”, qui comprend trois “objectifs majeurs” à réaliser d’ici 2030:

“Doubler la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique mondial”, ce qui signifie en clair diviser par 2 le premier facteur de la géniale :
“Doubler le taux d’amélioration de l’efficacité énergétique”. C’est moins clair, mais si j’ai bien compris, on veut diviser par 2 aussi le 2ème facteur.
“Assurer l’accès universel aux services énergétiques modernes”. Ce louable objectif est en fait un moyen d’assurer un niveau de vie équitable aux humains, et comme les Indiens, les Chinois et les Africains ont plus envie d’imiter notre mode de vie que nous le leur (et en plus ils sont démocratiquement majoritaires…), ça revient grosso-modo à quadrupler le 3ème facteur.

La solution onusienne à l’équation de Kaya consiste donc, d’ici 2030, et en supposant une POPulation constante:

à quadrupler le PIB mondial pour satisfaire l’objectif 3. Ca revient à une croissance économique moyenne de 8 % par an pour les prochaines 18 années. “Optimiste” diront certains.
à doubler la production d’énergie TEP pour satisfaire l’objectif 2. Ca correspond pas mal aux .
à doubler cette production en ne recourant pratiquement qu’aux énergies renouvelables pour satisfaire l’objectif 1. Là on nage en plein océan …

Rappelez-vous qu’ériger une éolienne ou poser un panneau solaire ne fait que produire un peu d’énergie de plus, mais ne réduit pas du tout les émissions de CO2. Pour diminuer les émissions de CO2 il faut supprimer des centrales à charbon, des voitures à essence ou des chauffages à gaz, et on n’en prend pas le chemin.

En plus il y a un hic : on vient d’être 7 milliards, mais on . Cent milllions d’êtres humains de plus arrivent chaque année pour rendre le problème plus difficile intéressant. Mais aucun “objectif majeur de limitation de la population” n’est énoncé, aucune “Année internationale du contrôle des naissances” n’est prévue par l’ONU : le 4ème facteur de l’équation de Kaya est ignoré, occulté des débats, pourtant il est aussi important que les autres, et contrôlable à l’aide de petits bouts de caoutchouc…

Le futur s’avère donc passionnant, et comme disait Woody Allen : “l’avenir m’intéresse beaucoup car c’est là que j’ai l’intention de passer le reste de mes jours.”

Ce qui est déjà sur, c’est qu’en 2012 il y aura , ce qui n’est plus arrivé depuis 1984, ce qui est plus fréquent et nous fait une belle jambe, mais surtout le à ne pas rater,

Transit de Vénus de 2004 filmé dans l’UV par la NASA (cliquer pour la vidéo)

A part ça, le , ce qui le classe dans le . Parmi ces propriétés j’ai été intrigué par celle de la “ ”. Elle est définie par le nombre de pièces en “E” disposés à chaque étape du processus itératif représenté sur la figure ci-dessous :

illustration des premiers termes de la séquence A161328 : 1, 4, 9, 16, 29, … 2012 est le 42ème terme

On parle de cure-dents car il s’agit d’une des variations de plusieurs problèmes de disposition de cure-dents sur une nappe étudiés par des matheux qui ne savaient pas quoi faire d’autre

\[ David Applegate, Omar E. Pol and N. J. A. Sloane, "[The Toothpick Sequence and Other Sequences from Cellular Automata](http://www.research.att.com/~njas/doc/tooth.pdf)", avril 2010, [arXiv:1004.3036v2](http://arxiv.org/abs/1004.3036v2) math.CO\]

, mais nous autres informaticiens allons surement réussir à en faire quelque chose de joli, non ? Oui, c’est un challenge : celui qui fera la première représentation de 2012 en cure-dents E référencée dans les commentaires aura droit à des félicitations publiques.

A vous chers lecteurs et amis, je vous souhaite de découvrir plein de choses intéressantes et surprenantes en 2012, mais surtout la bonne santé et la quiétude nécessaires pour en profiter.

Meilleurs voeux à tous !

Charbon ou Uranium ? Les deux, mon kangourou !

Sat, 19 Nov 2011 00:00:00 +0000

Ainsi donc, le . Le pays est le 16ème émetteur de CO2 de la planète, et , en bonne partie car 85% de l’électricité y est produite par des centrales thermiques au charbon. Elles n’utilisent pourtant qu’une petite partie des énormes quantités de charbon extraites par l’Australie, dont 75% sont exportés en Asie, principalement au Japon, en Corée, à Taïwan, et même en Chine

\[1,2\]

De fait, l’Australie est le plus grand exportateur de charbon du monde, un secteur employant environ 150'000 personnes,

\[3\]

nombre suffisant pour que les politiques se donnent la peine de rassurer, minimisant l’impact de la taxe carbone sur les emplois. Un petit calcul : puisqu’une centrale au charbon dégage environ 1 tonne de CO2 par MWh produit

\[4\]

, la taxe renchérira l’électricité australienne, une des , de 1,7 centimes d’euro seulement. Mais surtout, cette taxe est inférieure de moitié aux coûts des solutions de

\[5\]

qui étaient jusqu’ici favorisées par le programme “Clean Coal” de l’Australie

\[6\]

\[7\]

sur (en faveur d’une taxe de l’ordre de 1500 Euros / tonne, 100 fois plus élevée que les taxes carbone introduites jusqu’ici…), une faible taxe n’a aucun effet. Je le rejoins là dessus : des taxes si faibles ne sont que des impôts qui dédouanent les émetteurs de CO2 : “Je paie pour mes émissions, pourquoi devrais-je investir plus pour les éviter ?”. Même avec une taxe carbone à l’australienne, le charbon reste d’assez loin la source d’énergie la meilleur marché.

D’après cette magnifique annonce vue il y a quelques temps déjà dans les journaux australiens

\[8\]

, les mineurs de charbon ont une autre crainte : “l’énergie nucléaire tuera l’industrie du charbon”.

(cliquer pour rigoler un peu)

Même si l’Australie n’a jamais construit de centrale nucléaire, elle m’y a pas non plus définitivement renoncé

\[9\]

. Il faut dire qu’elle est aussi le deuxième exportateur mondial d’Uranium, derrière le Canada, et que son territoire est l’un des plus stables de la planète géologiquement… Ses immenses régions désertiques ont même vu quelques champignons atomiques dans les années 1950

\[10\]

. Et le nucléaire, ça ne dégage quasi pas de CO2 et ça coûte à peine plus cher que le charbon. (Si vous voulez compter les risques et les déchets, alors comptez-les aussi les 1500 Euros/tonne de CO2 pour le charbon svp…)

Mais finalement, que l’Australie passe au nucléaire ou pas ne change rien. Comme nous l’a rappelé François Gaille de lors du il y a quelques jours, les programmes nucléaires dans les BRICKS vont bon train, à peine ralentis par Fukushima/Tsunami (score : toujours zéro morts à 30'000 …). La Chine va terminer ses 27 réacteurs en construction et compte multiplier sa production d’électricité nucléaire par 8 d’ici 2020

\[11\]

. L’Inde, qui a 20 réacteurs en activité, va multiplier sa production par 12

\[12\]

L’avenir s’annonce donc radieux pour les mineurs australiens, qu’ils piochent dans du charbon ou dans de la . .. Sinon, les australiens n’ont pas abandonné leur projet de tour solaire d’un km de haut

\[13\]

, mais il y a un petit problème :

Le kilowatt-heure fourni resterait néanmoins toujours cinq fois plus cher que l’électricité de charbon, qui représente 95% de la production en Australie. Le projet reste donc non rentable au prix actuel des ressources fossiles, poussant les promoteurs du projet à prévoir d’autres sources de revenu annexes : visite touristique, culture sous la serre…
\[14\]

Et c’est vrai que pour voir ça, j’irais volontiers une fois de plus jusqu’en Australie. Mais pour l’énergie, c’est de plus en plus certain : on , . Uranium compris. Peut-être pas en Europe, mais d’autres le feront, et nous vendront les produits faits avec de l’énergie moins chère que chez nous.

Sources:

sur Wikipedia
sur NewGenCoal
“ ” sur greenit
“ ” sur l’Expansion / L’Express
“[Clean Coal](Clean Coal)” sur Rising Tide Australia
Jean-Marc Jancovici “ ” sur Manicore
sur Wikipedia
“ ” sur Libération
sur NextBigFuture
sur 2.6 billions
chez EnviroMission
“ ” sur Wikipedia

Climat : le graphique qui vaut 10000 mots

Sun, 13 Nov 2011 00:00:00 +0000

En pondant sur le blog que j’ai honte de ne découvrir qu’aujourd’hui, une petite recherche sur l’effet de serre m’a conduit à cet excellent graphique, qui remplace au moins 10000 mots :

, oeuvre de de montre des tas de choses fondamentales, et quelques unes de mes interrogations:

le rayonnement “entrant” dans l’atmosphère est la somme de deux “rayonnements du corps noir” : celui du soleil à 5525 K par le haut, et celui de la Terre à 288 K environ actuellement, par le bas.
L’ozone nous protège des ultraviolets solaires, mais aussi la , qui nous donne ce joli ciel bleu. O3 mérite-t-il d’être considéré comme un méchant à cause de quelques petits pics dans l’infrarouge ?
Le fameux CO2 a deux petites bandes d’absorption des infrarouges solaires, mais il absorbe surtout du rayonnement thermique émis par le sol ! Sa plus large bande d’absorption se trouvant légèrement “à droite” du sommet du spectre terrestre, l’effet du CO2 diminue(ra) lorsque la surface de la Terre se réchauffe(ra), donc si le spectre “bleu” se décale vers la gauche. Serait-ce là un des phénomènes de stabilisation de la température de la planète ?
C’est bel et bien l’eau sous forme de vapeur qui est le principal gaz à effet de serre, non seulement parce qu’il y en a beaucoup dans l’atmosphère (en fait on ne sait même pas combien, tellement ça dépend de la température, de l’altitude et des vents…), mais aussi car ses bandes d’absorption sont nombreuses et larges, entamant le spectre solaire, mais surtout la moitié “froide” du spectre terrestre. Lorsque la Terre connait(ra) une glaciation, l’effet de serre de la vapeur d’eau renforce(ra) celui du CO2 lorsque le spectre bleu se décale(ra) vers la droite.
Le méthane et les oxydes d’azote ont quelques pics d’absorption des infrarouges solaires et terrestres, mais certaines dans des bandes absorbées également par la vapeur d’eau. Le GIEC a-t-il bien pris en compte l’effet de non linéarité qui apparaît lorsque l’augmentation de la concentration de ces gaz n’augmente plus notablement un taux d’absorption et de dispersion proche de 100% à ces longueurs d’onde ?

Allez-y, défoulez-vous dans les commentaires. Avec un peu de chance on y trouvera enfin des références claires aux mécanismes de régulation la température qui refroidiront inévitablement (trop?) cette planète un de ces siècles…

La véritable histoire de l'ampoule de Livermore

Sun, 16 Oct 2011 00:00:00 +0000

Dans la caserne des pompiers de Livermore, une ampoule à incandescence brille sans (longue) interruption depuis 110 ans. Bon nombre de dénonciateurs de l’ y voient la preuve d’une conspiration organisée par le pour limiter la durée de vie des ampoules à 1000h et forcer ainsi les consommateurs à acheter plus d’ampoules que nécessaire. C’est notamment la thèse développée dans le documentaire “Prêt à jeter” diffusé en mars sur Arte, et à nouveau . D’ailleurs le titre de la version anglaise du documentaire est “The Light Bulb Conspiracy”.

La cause est entendue, relayée par des centaines de sites. Pourtant, cité dans l’excellent article de l’Econoclaste" démontant “ ” sème le doute. Il apparaît que le “Cartel de Phoebus” a été soumis à une enquête dans les années 1950 par la commission de la concurrence anglaise, qui l’a condamné pour entente (illégale) sur le prix de vente des ampoules, mais pas sur la durée de vie. Comme indiqué au pt.283 du , p.98 de leur rapport (traduit par mes soins):

En ce qui concerne les standards de durée de vie, avant l’Accord Phœbus et jusqu’à ce jour, les ampoules à filament habituelles sont conçues pour avoir, en moyenne, une durée de vie minimum de 1000 heures. Il a souvent été prétendu - cependant sans preuve pour nous - que l’organisation Phoebus avait artificiellement fixé une courte vie aux ampoules dans le but d’augmenter le nombre d’ampoules vendues. Comme nous l’avons indiqué au Chapitre 9, il ne peut pas y avoir de durée de vie parfaitement adaptée aux nombreuses conditions variables que l’on trouve parmi les consommateurs d’un pays donné, de sorte que tout standard de durée de vie doit représenter un compromis entre facteurs contradictoires. Le , a toujours adopté un seul standard de durée de vie pour les ampoules a filament, et les représentants du B.S.I, et du , comme la plupart des fabricants de lampes nous ont dit sous serment qu’ils considèrent 1000 heures comme le meilleur compromis possible actuellement, et aucun élément ne nous a été soumis pour contredire ceci. De ce fait, nous devons rejeter l’allégation fallacieuse mentionnée plus haut.

Quel est donc ce “meilleur compromis possible” qui fixerait la durée de vie d’une ampoule à 1000h ? Il provient de la physique. Une produit de la lumière en chauffant son filament par . La chaleur est évacuée du filament principalement par le du “ ”, dont une partie peut être de la si le filament est assez chaud

Pour obtenir une lumière proche du , il faudrait que le filament atteigne 5500 environ, la température de la surface de notre étoile. Mais le de tous les éléments connus est largement inférieur à cette température : le fond à 3149 K à peine moins que le record du carbone (3327 K), trop fragile pour produire des filaments industriels, et juste un peu plus que l’ et le , qui furent utilisés avant qu’on arrive à maîtriser la production de en tungstène.

En pratique, un filament d’ampoule atteint une température de l’ordre de 3000 K, ce qui le condamne à émettre plus de chaleur sous forme d’infrarouges que de lumière visible. Pour un bon rendement de la lampe, on a tout intérêt à ce que le filament soit le plus chaud possible.

Un ensemble de relations expérimentales connues sous le nom de “ ” permettent de lier entre elles la tension électrique à la “ du filament et à la durée de vie de l’ampoule. Car lorsque la température se rapproche de la température de fusion, le filament s’évapore par très vite et claque au bout d’un temps proportionnel à la puissance -12 (environ) de la température. En clair, si on diminuait la température du filament de 6%, la durée de vie de l’ampoule serait multipliée par 2. Mais cette baisse de température baisserait la production de lumière de 20%, pour la même consommation d’électricité.

Considérons une ampoule de 100W qui coûte environ 1 Euro et qui consomme environ 100 KWh d’électricité à 10 cts le KWh soit 10 Euro pendant sa vie de 1000 heures. En tenant compte de ce qui précède, le prix (en Euro sur l’axe vertical) par heure d’une intensité constante de lumière évolue comme ceci en fonction de la durée de vie de l’ampoule (en heures, horizontalement):

Si l’ampoule ne dure pas assez longtemps, le prix augmente lorsqu’on parcourt la courbe vers la gauche parce qu’il faut acheter plus d’ampoules. Par contre si l’ampoule dure longtemps, le prix augmente aussi vers la droite parce qu’il faut consommer plus d’électricité pour la même lumière, le filament étant moins chaud.

(graphique et paragraphe mis à jour après une bulle de formule, voir commentaires) Il y a donc une certaine durée de vie de l’ampoule qui correspond à un prix minimum de la lumière produite, et cette durée est aux alentours de 500 heures seulement, mais on peut la faire durer le double pour un surcoût de 5% seulement. Ou autrement dit, si votre ampoule dure moins que 1000h, vous y gagnez encore un peu !

Des progrès technologiques ont évidemment été réalisés dans la fabrication des filaments pour réduire la vitesse de leur évaporation. Ils sont aujourd’hui doublement spiralés pour augmenter la probabilité qu’un atome évaporé se redépose sur le filament. Et l’ampoule est remplie d’un gaz inerte dont la pression “ramène” le tungstène évaporé vers le filament. Mais il était plus rentable pour le consommateur d’exploiter ces progrès en échauffant le filament un peu plus pour augmenter le rendement de l’ampoule et réduire ainsi sa facture d’électricité que de prolonger la durée de vie de l’ampoule. La compétition entre producteurs d’ampoules a abouti à un optimum pour les consommateurs, pas pour eux !

un filament de tungstème : mais comment diable produisent-ils cette merveille ?

(paragraphe édité le 8.5.2016 après le commentaire d’Elladan) Alors comment se fait-il que l’ de Livermore fonctionne toujours ? C’est très simple : cette ampoule utilise un filament en carbone dont la résistance a augmenté avec le temps. Conçue pour une puissance de 60W, elle ne consomme plus que 4W aujourd’hui . Sur toutes les photos de l’ampoule on voit distinctement que son filament est rouge, “froid”. D’après les équations du “lamp rerating”, tout se passe comme si l’ampoule était désormais alimentée avec une tension de 20.24 Volts au lieu des 110 Volts pour lesquels elle a été conçue ( car (20.24/110)^1.6 = 4/60 ) . La luminosité de l’ampoule est donc désormais (20.24/110)^3.4 = 0.3% de sa luminosité originelle pour 4/60 = 7% de sa puissance électrique originelle. Son rendement a donc chuté d’un facteur 24 : la caserne de pompiers de Livermore paie donc sa lumière 24 fois plus cher que la normale. Et ça risque de durer, parce que cette baisse de rendement correspond à une multiplication de la durée de vie par (20.24/110)^-12 = 700 millions ! Si on admet que l’ampoule de Livermore était conçue pour durer 1000h, elle produira des infrarouges encore 80 millions d’années !

Références

" ”, 1953, The Monopolies and Restrictives Practice Commission, Report 287
edition 1, 1907: authors many, editor not listed, John M. Carroll, edition 3, 1910: authors many, editor- Frank F. Fowle, edition 4, 1915: authors many, editor- Frank F. Fowle, edition 5, 1922: authors many, editor- Frank F. Fowle (1978). Standard Handbook for Electrical Engineers. McGraw-Hill Education.
Donald L. Klipstein (Jr), “ ”
sur le site officiel de l’ampoule de Livermore

Solar machins

Thu, 30 Sep 2010 00:00:00 +0000

Après le tour du monde de et les premiers vols de qui prépare le sien, voilà que lève l’ancre pour boucler la première circumnavigation à l’énergie solaire. 20 ans après , les Suisses semblent toujours aussi passionnés de véhicules solaires jusqu’à imaginer un , tandis que d’autres se lancent dans le ! Désormais, si vous voulez vous aussi promouvoir l’énergie solaire en vous promenant dans un véhicule original, il ne reste que SolarTrottinette…

Je me demande si ces projets permettent réellement de faire avancer le . Est-ce que ces engins préfigurent vraiment les véhicules de nos petits enfants ? J’ai des doutes…

La "Jamais Contente", première voiture ayant atteint 100 km/h, en 1899. Elle était électrique, déjà …

D’abord, une évidence parfois oubliée : un véhicule “solaire” est en fait un véhicule à propulsion électrique dont la batterie est rechargée par des panneaux solaires. La propulsion électrique, on sait faire depuis assez longtemps, et ces dernières années ont permis de disposer des et des batteries à hautes performances nécessaires.

Au niveau des véhicules il n’y a pas de conception fondamentalement nouvelle : l’avion a deux ailes et des hélices, la voiture à des roues et le bateau a des coques. C’est la faible puissance des cellules photovoltaïques qui conditionne la construction de ces engins : il faut de grandes surfaces et une extrême légèreté car le but essentiel est d’avancer en utilisant un minimum de puissance.

Ainsi, Solar Taxi ne consomme que 8 kWh/100 km en moyenne, soit l’équivalent de 0.8 l/100km. C’est donc une “voiture” plus proche de la classe “Urban Concept” de l’ que de la .

Solar Impulse en vol

Sur le site de Solar Impulse, on trouve remarquablement honnête :

Avec 200 m2 de cellules photovoltaïques et 12 % de rendement total de la chaîne de propulsion, la puissance moyenne fournie par les moteurs de l’avion n’atteint plus que 8 CV ou 6 KW.. C’est à peu de chose près ce dont disposaient les frères Wright en 1903 lorsqu’ils ont réalisé le premier vol motorisé.

Si Solar Impulse peut envisager un tour du monde alors que les frères Wright ne volèrent que quelques centaines de mètres, c’est grâce au progrès de l’aéronautique qui permettent de réaliser aujourd’hui un moto planeur aux performances étonnantes plus que grâce au solaire. En effet, si au lieu d’embarquer 400 kg de batteries, un “Petrol Impulse” équivalent chargeait 400 kg de kérosène, il pourrait voler environ 1000 heures avec des moteurs de même puissance (et chauffer l’équipage et ses repas en prime…), donc également boucler un tour du monde sans escale.

"Planet Solar" au large de Monaco

Le projet que je trouve le plus incompréhensible est celui de Planet Solar. Quelle drôle d’idée de construire un bateau solaire, alors qu’on fait déjà des à l’énergie renouvelable depuis presque 500 ans ! Des voiliers en bois ont transporté des centaines d’hommes et des tonnes de marchandises dans les eaux dangereuses des mers du sud pratiquement sans prévisions météo. Comment peut-on considérer comme un progrès de faire un tour du monde par les canaux de Panama et de Suez sur un bateau léger dont toute la surface est occupée par des panneaux ? Où est donc l’innovation dans ce projet ?

Pourtant il existe des idées innovantes pour la navigation, comme , ou soulever un bateau hors de l’eau .

L’Hydroptère : près de 100 km/h à la voile… Ca c’est de l’innovation!

Même si je reconnais volontiers la performance technique de réaliser des véhicules consommant très peu d’énergie et que je souhaite plein succès aux équipes dans leurs projets, j’ai de la peine à partager des “rêves” basés sur de vieilles idées additionnées de rationnement de l’énergie. Un vrai rêve pour moi, ce serait plutôt d aller et , …

Ikaros, la voile solaire japonaise lancée en juin

Combien d'Helium ?

Sun, 04 Jul 2010 00:00:00 +0000

décharge dans un tube d’hélium. crédit Pslawinski, Wikipedia

L’hélium est le 2ème élément le plus abondant dans l’Univers. 7% de tous les atomes sont de l’He4 essentiellement produit pendant la . Ils représentent 25% de la masse totale de la matière puisqu’ils sont plus 4x plus lourds que l’Hydrogène, qui constitue 92% des atomes. La même proportion se retrouve dans le Soleil, qui n’a produit qu’environ 1% d’Helium de plus en 4.6 milliards d’années de . C’est d’ailleurs dans le spectre du Soleil que l’hélium a été détecté en 1868 seulement , d’où son nom.

Car sur Terre le gaz qui gonfle les ballons de baudruche de vos enfants et les fait rigoler lorsque vous en inhalez pour est beaucoup plus rare. Il ne compose que 5.2 de l’atmosphère, et surtout à très haute altitude puisqu’il est plus léger que l’air. Dans la croute terrestre, ce n’est que le 72ème élément par ordre d’abondance : elle n’en contient que 0.008 ppm, trois fois moins que d’or par exemple.

Je pensais naïvement qu’on obtenait l’hélium par , et ça a effectivement été fait en 1898, mais Harry m’a raconté la vraie et intéressante histoire de la production industrielle de l’hélium.

Denver, USA, 1903. Des prospecteurs étatsuniens cherchent du gaz naturel et en trouvent, mais avec un léger défaut : il ne brule pas. Après analyse, on découvre que ce gisement contient beaucoup d’azote qui empêchait les 15% de méthane de s’enflammer, et 1.84% d’hélium que l’on peut extraire par liquéfaction du gaz. En quelques années, les USA produisent ainsi 5'700 m³ d’hélium, alors qu’il n’y en avait que 100 l en stock dans les labos du reste de la planète. A l’époque des dirigeables, l’hélium est un produit stratégique et les USA créent en 1925 la chargée de le stocker pour les besoins civils et militaires du pays.

Dès 1930 l’entreprise conçoit ses fameux dirigeables pour être gonflés à l’hélium, mais n’en obtient pas des USA et doit se résoudre à utiliser de l’hydrogène. Sans le nazisme, le aurait été ininflammable et les dirigeables n’auraient peut-être jamais disparu du ciel au profit des avions…

Encore qu’il ne soit pas sur que nous eussions* suffisamment d’hélium pour autant de dirigeables, et encore moins pour les nombreuses expériences de physique nécessitant de l’hélium liquide à l’avenir. Les gisements de gaz riches en hélium s’épuisent les uns après les autres, en commençant par ceux des USA. On extrait aujourd’hui l’hélium de gisements de gaz en contenant moins de 1%, ce qui le renchérit nettement. Mais surtout, on en extrait beaucoup plus que la Terre n’en produit.

Car l’hélium terrestre est produit en continu par la désintégration naturelle de l’uranium sous nos pieds ( il y en a 0.91 ppm dans la croûte terrestre, 300x plus que d’or …). Le réacteur nucléaire sur lequel nous vivons produit ainsi environ 3000 tonnes d’hélium, soit 17 millions de m³ de gaz environ par an, dont une très large part ne se retrouve pas piégée dans le gaz naturel mais s’échappe discrètement de toute la surface du globe vers la haute atmosphère, où elle se perd dans l’espace. Or l’industrie gazière fournit plus de 200 millions de m³ d’hélium chaque année.

L’hélium est donc une ressource renouvelable, mais nettement surexploitée. L’économie de l’hélium est tout un sous-produit de l’industrie gazière. Quand il n’y aura plus de gaz naturel (dans 60 ans à un siècle), les deux gaz les plus abondants de l’univers deviendront beaucoup plus rares et chers sur Terre.

Note *: et de imparfaits du subjonctif ;-)

Sources:

sur la Wikipédia
sur imaginascience
, communiqué Air Liquide du 6 mai 2010

CO2 = POP x CO2/POP

Sat, 12 Dec 2009 00:00:00 +0000

, prétend qu’à propos d’impact sur l’environnement “il ne faut pas en conclure que nous sommes trop (…) le critère important c’est le mode de vie” .

Soit il ignore la merveilleuse dont une version simplifiée sert de titre à cet article, soit il indique clairement le choix de société qu’il propose : entasser beaucoup d’humains en les rationnant. Or l’équation de Kaya montre clairement que la population est un facteur aussi important que le “mode de vie” : on peut réduire notre impact sur l’environnement tout aussi efficacement en étant moins nombreux.

D’ailleurs, la proposition d’Antonio Hodgers de revenir au standard des années 1960 inclut cet aspect puisque en 2006 sont les mêmes qu’en 1967. C’est bien la population du pays qui a augmenté de 25% dans le même temps et généré tout autant de gaz à effet de serre, d’utilisation du territoire, et nécessité une centrale nucléaire de plus.

CO2 / habitant et POPulation de la Suisse de 1858 à 2006 (cliquer dessus pour la version interactive sur le merveilleux Gapminder)

A noter par ailleurs que la seule diminution de la population suisse enregistrée en 150 ans a suivi le choc pétrolier de 1973 et a duré pratiquement 10 ans, un fait que les apôtres de la décroissance ne devraient pas oublier… Depuis, les émissions de CO2 par habitant diminuent régulièrement, en Suisse comme dans beaucoup de pays industrialisés.

L’oubli systématique du facteur POPulation dans le débat écologiste ne peut que semer la confusion. La Chine n’est le 2ème pollueur de la planète qu’en raison de sa population : le chinois n’est qu’au 80ème rang en terme d’ , derrière Cuba, les Seychelles et la Thaïlande, et la Suisse au 50ème rang, entre la France (46ème) et la Suède (51ème).

Les pays comme la Chine et l’Inde ont fait un immense effort en limitant leur POPulation de façon drastique, ce qui leur a permis de sortir de la misère et d’amorcer un développement fantastique. C’est “grâce” à des avortements en masse, M. Hodgers, que les prévisions de la population mondiale se sont révélées fausses. Demander aujourd’hui à ces même pays un effort au niveau du deuxième facteur de l’équation est indécent.

Dans nos pays, nous arriverons à poursuivre notre effort sur CO2/POP par des économies et une production d’énergie plus propre, mais pour préserver notre niveau de vie il faudra bien se résoudre aussi à réduire notre population. Car si le se vérifie, c’est 25% de réduction des émissions par tête qui n’auront servi à rien.

Copenhague : Shut up and calculate*

Sun, 08 Nov 2009 00:00:00 +0000

Little Professor par draggin sur flickr

Soyons fous : à , adoptons la “ ”. Divisons la consommation d’énergie de l’Europe par 3, persuadons Obama de réduire celle des USA d’un facteur 6 et la Chine de stopper la croissance de la sienne pour que le monde entier se retrouve à la moyenne actuelle de sa consommation d’énergie, mais propre.

Un petit calcul sur la Suisse pour commencer :

7.5 millions d’habitants à 2000 W, ça donne une puissance de 15 Gigawatt à produire en continu.
donnent 141.5 (TWh) d’énergie à produire annuellement.
Nos barrages produisent 42.3 TWh
Les plans les plus optimistes pour le solaire+éolien prévoient 10 TWh en 2050. Dans le meilleur des cas, les énergies renouvelables couvriront donc 30% de nos besoins réduits d’un facteur 3 …
Heureusement, la société à 2000W nous permet tout de même 25% d’énergies fossiles, soit 36 TWh au maximum.
Les centrales nucléaires existantes fourniront 25.3 TWh jusqu’à ce qu’elles rouillent.
Restent 28 TWh à produire. Comment ???

Passons au calcul mondial :

7 milliards d’habitants (en 2012) x 2000 watts x 8766 heures = 116'580 Terawattheures
25% de pétrole, gaz, charbon : 29'145 TWh soit 2.5 milliards de , le quart de la consommation actuelle de charbon+pétrole+gaz , soit celle des années 1950:

Evolution de la consommation mondiale d’énergie. Source : J.-M. Jancovici (Manicore)
14'000 TWh de
la production actuelle , dont :
- 509 TWh de géothermie
- 5 TWh photovoltaïque… Allez, ajoutons les 45.3 TWh de solaire thermique pour les encourager …
- marémotrice et hydroliennes : autant que le photovoltaïque : 5 TWh
- et
- le reste, soit 12'607 TWh est actuellement produit par des centrales thermiques au charbon, gaz et pétrole. Normalement on devrait inclure ceci dans les 25% de pétrole, mais admettons qu’on équipe toutes ces centrales de systèmes de capture et de stockage du CO2, ok ?Admettons qu’on arrive encore à doubler la production hydroélectrique et multiplier par 10 la production des autres renouvelables pour atteindre 14'513 TWh. Vous pouvez multiplier par 100 le photovoltaïque si vous voulez, ça ne change rien. Arrondissons la production future d’électricité totale à 30'000 TWh
Total de la production : 73'145 TWh, soit seulement 60% de la consommation d’une humanité à 2000 watts. Comment produira-t-on les 43'600 TWh manquants ???

Je rappelle que ce scénario est basé sur des propositions environnementalistes actuelles qui impliquent une réduction d’un facteur 3 de la consommation d’énergie de l’Européen moyen…. Une utopie, passe encore, mais si le total ne joue pas, je m’inquiète…

*Note : Le titre de l’article “ ” est la devise attribuée à “ ”, active en mécanique quantique. Elle consiste à dire qu’à un certain niveau, il faut arrêter de s’interroger sur le sens philosophique ou métaphysique des choses, et se fier uniquement aux résultats des calculs…

Combien de Rendement

Wed, 04 Nov 2009 00:00:00 +0000

Votre banquier et les écolos environnementalistes vous le répètent à l’envi : il faut maximiser le rendement. Le moteur pétaradant de votre voiture du millénaire passé a un rendement inférieur à 30% à cause de , alors que le moteur électrique de votre véhicule du futur est 3x meilleur : 90% de l’énergie électrique qu’on lui donne sert à faire avancer la voiture. Y’a pas photo.

Sauf que.

Nuage de monoxyde de dihydrogène… Photo : Koert Michiels sur flickr

D’abord, pour calculer un rendement, il faut tenir compte de toutes les “sorties utiles” du système, pas seulement de la plus évidente. Les 70% de “perte” d’un moteur à essence sont de la chaleur gratuite qui réchauffe votre habitacle l’hiver et surtout qui tient vos vitres dégivrées. Avec son super rendement de 90%, la (100'000 Euros…) ne permet pas de rouler en hiver! La version 2 promise l’année prochaine sacrifiera environ 3 kW de précieuse puissance électrique pour remplacer doudoune et grattoir… Le même argument s’applique aux ampoules à basse consommation : , et certainement pas du CO2.

Ensuite, il ne faut pas oublier des éléments de la chaine : un moteur électrique a un rendement mécanique de 90%, mais la bonne batterie qui l’accompagne dans une voiture ne restitue que 90% de l’énergie de la charge. Rendement des deux : 81%. Et si on produit l’électricité avec une centrale nucléaire d’un rendement de 30%, le rendement global tombe à 24%. Finalement, les pistons ne sont pas si ridicules que ça…

Mais vous pensiez peut-être produire de l’électricité absolument propre avec ces toutes nouvelles ? Pour les voitures, c’est une . Mais surtout la Terre tourne et l’éclairement maximal n’a lieu qu’au solstice d’été à midi. Sur un an, la lumière moyenne à nos latitudes n’est que 20% de ce maximum. Rendement total du photovoltaïque : 20% de 35.8% = 7%… Idem pour l’éolien : la plafonne le rendement de l’hélice à 60%, mais à un , la puissance moyenne du vent n’est que le quart de la puissance max exploitable. Rendement total de l’éolien : 15%.

Les centrales nucléaires ont effectivement un rendement maximal limité à 30% par le (plus 70% de chaleur qui pourrait être utilisée en hiver), mais elles fonctionnent 90% du temps.

On pourrait rétorquer que, comme seuls environ 5% des atomes du combustible fissionnent, le rendement électricité produite / énergie potentielle du combustible est un lamentable 1.5% à tout casser. Mais même comme ça, l’électricité nucléaire est 2 à 10 fois meilleure marché que les énergies renouvelables.

Mais surtout, l’énergie nucléaire possède une marge de progression du rendement énorme, que n’ont pas les autres sources d’énergie. En principe, on pourrait tirer jusqu’à 20 fois plus d’énergie de chaque kg d’Uranium qu’actuellement. Ou en produire 20 fois plus longtemps, en produisant 20 fois moins de ces “déchets” radioactifs gorgés d’énergie potentielle. Voilà pourquoi le nucléaire est loin d’avoir dit son dernier mot.

"Le Groupe E promet 2000 francs par kw/h de puissance installés"

Wed, 26 Aug 2009 00:00:00 +0000

Le monde se divise en deux :

ceux que le titre de cet article font hurler (de rire, de honte ou de terreur).
les autres, qui ne voient pas le problème, et auxquels cet article s’adresse prioritairement.

J’ai entendu cette horreur 2 fois , dont une sans la précision “de puissance installés”, et l’horreur est répétée noir sur blanc .

Commençons par la version “Le Groupe E promet 2000 francs par kilowattheure” entendue en premier. Comment un journaliste qui paie 20 centimes chaque kWh de sa propre consommation peut-il annoncer qu’on finance la production d’électricité solaire 10'000 fois plus cher, sans se rendre compte qu’il dit une grosse connerie ?

La seconde version entendue ce matin était “Le Groupe E promet 2000 francs par kilowattheure de puissance installée”. Ici nous avons affaire à la sempiternelle confusion entre répétée à l’envi par les journalistes qui dormaient pendant leurs cours de physique. Allez, on répète encore une fois : un moteur, un aspirateur, une turbine, une éolienne ou un panneau solaire éclairé, ça consomme ou fournit une électrique mesurée en (avec un W majuscule en l’honneur de James Watt), et cette puissance “accumulée” au cours du temps représente une énergie. L’énergie se mesure en Joules ou en (noté kWh : kilo=1000, fois 1 Watt, fois 1 heure)

La version écrite est la pire, puisqu’elle abrévie le “kw/h”. Argh! Horreur suprême démontrant la totale du journaliste : la barre oblique indique une division, or une puissance en kW divisée par une heure, ça donne une unité physique étrange, mais certainement pas une énergie! L’énergie, c’est une puissance multipliée par un temps.

Reste la faute d’accord de “installés”, puisque c’est bien la puissance installée, représentant la capacité de production instantanée de l’installation en plein soleil qui est ainsi encouragée.

Mais que représente cet encouragement? Il faut grosso-modo 10 m² de panneaux pour obtenir une puissance d’ 1kW à midi un jour d’été ensoleillé, et selon la , ces 10 m² produiront environ 1250 kWh d’électricité par an en Suisse. L’encouragement du groupe E correspond donc à environ 10 centimes par kWh produit pendant la durée de vie de cette installation, sachant que cette énergie est déjà à raison de plusieurs dizaines de centimes par kWh.

(suite ajoutée le 27.6.2009:)

Une autre unité dérivée des et très utile figure dans le paragraphe précédent : le kWh/an. C’est une énergie (kWh) divisée par un temps (1 an, ou 8760 heures). Or l’énergie est une puissance (kW) multipliée par un temps. Le kWh/an est donc une puissance multipliée par un temps et divisé par un temps : c’est en fait une puissance. Si notre installation produit 1250 kWh/an, ça signifie que notre installation solaire fournit une puissance moyenne de 1250/8760 = 143 Watts seulement, soit 14.3% de sa puissance installée de 1kW. Ce pourcentage s’appelle “ ”.

La faute aux nuages, à la nuit et à l’hiver : une installation solaire ne produira en moyenne que 15% de sa puissance installée sous nos latitudes. Par comparaison, . Désolé…. mais c’est comme ça.

Développement Durable et Equation de Kaya

Sat, 06 Jun 2009 00:00:00 +0000

Le responsable “santé+sécurité+environnement” de mon employeur nous a présenté les 3 piliers du “ ” (Ecologique, Economique et Social) avec ce joli graphique :

J’ai trouvé très judicieux d’intégrer ainsi le développement durable aux logiques économique et sociale plutôt que de le promouvoir dans un cadre purement écologiste.

En y réfléchissant, je me demande s’il n’existe pas un parallèle avec la fameuse dont j’ai et que je rappelle ci-dessous :

En effet, minimiser le facteur CO2/TEP représente le souci écologique de limiter la pollution. Réduire TEP/PIB est un objectif économique : rendre la production moins coûteuse en énergie. PIB/POP est lié à l’objectif social de répartir les richesses, si possible plutôt en enrichissant les pauvres que le contraire …

Reste le 4ème facteur de Kaya : la POPulation. Ne manquerait-il pas dans le joli diagramme coloré du développement durable ? A quoi ressemblerait ce diagramme si nous étions beaucoup plus ou beaucoup moins ?

Plus j’y pense plus je suis persuadé que la distance entre les 3 piliers dépend de la population : avec quelques millions d’humains, le monde serait plus facilement viable et vivable, et peut-être même plus équitable. Mais avec des milliards, existe-t-il encore une intersection entre les 3 piliers qui permette un “développement durable” ? Et les intersections “viable, vivable et équitable”, à quels niveaux de population disparaissent-elles ?

En plus de nos louables efforts sur les 3 piliers, ne devrions-nous pas favoriser une importante baisse de la population mondiale (progressive, non violente et contrôlée, je le précise…) ?

Pourquoi seulement 2000 Watts ?

Sat, 02 May 2009 00:00:00 +0000

La “ ” est un concept élaboré à l’EPFZ consistant uniformiser la consommation totale d’énergie de chaque habitant de la planète à 2000 Watts de puissance continue, soit une énergie de 17'500 KWh ou 2'700 litres de pétrole par an. L’étude estime qu’en couvrant la production d’énergie correspondante avec 75% d’énergie renouvelable, les 25% issus d’énergies fossiles seront écologiquement supportables. La “société à 2000 Watts” est ainsi devenue le principe directeur du programme énergétique suisse, sous l’impulsion de Moritz Leuenberger . En Europe, la consommation d’énergie correspond à environ 6000W par personne. Il s’agirait donc de réduire notre consomation d’énergie de 2/3, alors que les états-uniens devraient diminuer la leur d’un facteur 6, tout en laissant le reste du monde se développer un peu:

Les presque 7 milliards d’humains consomment actuellement une puissance de l’ordre de 15 TeraWatt, soit à peine plus que 2000 W par personne en moyenne . Nous avons donc déjà une “société à 2000 Watts” à l’échelle planétaire.

Le “challenge” posé par le modèle est donc essentiellement de limiter l’utilisation de l’énergie fossile à 25%, soit 500W / personne. Mais si on y arrive, pourquoi se limiter à 2000W par personne ?

Les promoteurs des énergies renouvelable nous le répètent à l’envi :

avec 200 m² de panneaux solaires par personne, on peut facilement produire les 17'500 KWh/an correspondant à la puissance continue de 2000W requise.
il suffirait d’équiper quelques pourcents de la surface de nos pays (3% de la Suisse) pour produire la totalité de l’énergie requise au niveau national, ou de déporter cette production dans des zones désertiques comme le Sahara

Le même raisonnement existe avec les éoliennes, qui pourraient fournir 5x la consommation mondiale d’énergie à elles seules . Alors pourquoi ne pas tripler la surface de panneaux ou le nombre d’éoliennes et utiliser 6000W comme aujourd’hui , si on pouvait les produire proprement au même prix que l’énergie que nous consommons actuellement ? Il n’y a qu’une seule justification à la société à 2000W : c’est l’aveu qu’on n’arrivera pas à réduire le coût des énergies renouvelables au niveau des énergies fossiles et nucléaires. On nous prépare donc à une hausse du prix de l’énergie (à vue de nez un un triplement) en tentant de nous convaincre que notre peut être améliorée d’un facteur 3 sans que notre niveau de vie n’en soit affecté.

Le paradoxe de Khazzoom-Brookes

Le problème, c’est que de nombreuses données montrent qu’une amélioration de l’efficacité énergétique crée une augmentation de la consommation d’énergie, et non sa diminution ! Ce paradoxe est connu sous le nom de “postulat de Khazzoom-Brookes”

L’idée est la suivante : en augmentant l’efficacité énergétique d’un produit ou d’un service, il devient moins cher, donc plus de personnes peuvent se l’offrir, donc on consomme plus que ce qu’on économise … Parmi les nombreux exemples, on peut citer le qui permit de réduire d’un facteur 3 la quantité de charbon cramée par tonne d’acier, ce qui sonna le début de la production en masse d’acier au début de l’ère industrielle.

Plus près de nous, pensez aux voyages en avion : une traversée de l’Atlantique dans un petit coucou était réservée au gratin dans les années 1950, et aux personnes aisées dans les années 1970. Après le choc pétrolier, les avions deviennent plus gros, initialement dans l’idée de réduire le nombre de vols. De ce fait, ils consomment moins par passager (dommage pour le Concorde) et aujourd’hui presque tout le monde peut se payer un voyage transatlantique. L’amélioration énergiétique de nos maisons, voitures, ampoules et ordinateurs n’est donc pas un objectif écologique, mais d’une logique purement économique qui vise à diminuer le cout des produits pour en élargir le marché. Si nous sommes capables de réduire notre consommation d’énergie, que ferons-nous avec l’argent économisé si ce n’est d’acheter d’autres produits et services, nécessitant de l’énergie ?

En route pour la société à 2 MegaWatts !

En 1964, l’astronome russe de mesure du niveau technologique des civilisations terrestres et extra-terrestres par l’énergie dont elles disposent:

Niveau I : toute l’énergie solaire disponible sur leur planète (~1016 W)
Niveau II : toute l’énergie de leur étoile, captée par une par exemple (~1026 W)
Niveau III : toute l’énergie de leur galaxie (~1036 W)

proposa la fonction suivante pour obtenir une échelle continue, W étant la consommation d’énergie en Watts :

$K = \frac{\log_{10}{W}-6}{10}$

Sur cette échelle, l’humanité se situe actuellement autour de K=0.7, avec un taux de croissance de 0.1 / siècle environ. D’ici 300 ans, nous devrions nous approcher du niveau I en consommant 1000x plus d’énergie qu’aujourd’hui. Pour produire autant d’énergie à une fraction du coût actuel, nous ne couvrirons pas la planète d’éoliennes ou de panneaux solaires. Nous pourrions mettre en orbite, mais la sera plus probablement la source primaire. Comment peut-on imaginer utiliser tant d’énergie ? Peut-être en désalinisant la mer pour arroser des déserts. En construisant des tunnels intercontinentaux ou des trains circuleraient sous vide (efficacité énergétique oblige) à plus de 1000 km/h. En transformant le Lune en station touristique (mon rève depuis le 20 juillet 1969). En .

La société à 2 Kilowatts n’est pas un objectif, c’est l’aveu anticipé d’une défaite. Pour un objectif réaliste, ambitieux et qui fait rêver, visez la société à 2 MegaWatts !

Références

Moritz Leuenberger allocution à la Conférence du G8-UE sur l’efficacité énergétique , 20.04.2007
Archer, C. L., and M. Z. Jacobson “ , 2005, J. Geophys. Res., 110
" ", 2007, Canadian Energie Research Institute
, Jean-Marc Jancovici, le site de référence en matière d’énergie
Harry D. Saunders, “ ” , 1992, The Energy Journal, 13(4), p.130-147
Jeff Rubin, “ ”, Novembre 2007, StrategEcon
sur Wikipedia (traduit de l’anglais par Dr. Goulu)

L’énergie dans le monde :

le passé et les avenirs possibles

la voiture électrique ne sera pas solaire

Wed, 04 Mar 2009 00:00:00 +0000

S’il devient techniquement possible de réaliser des , encore faudra-t-il produire proprement l’électricité pour les alimenter (ou l’hydrogène, ça revient pratiquement au même) .

Certains imaginent que l’énergie solaire pourrait être une solution, mais ils oublient de tenir compte de quelques éléments essentiels:

le prix de l’électricité sur le varie d’un facteur 3 à 10 (!) chaque jour : entre 3h et 6h du matin, la surproduction des centrales thermiques (et nucléaires) est disponible à très bas prix, alors que la puissance est très recherchée lors des pointes de midi et du début de soirée.

]

Une installation photovoltaïque produit de l’électricité justement pendant la journée, ce qui fait que le kWh peut être vendu , soit à un prix permettant de couvrir les couts “seulement” 4 à 10 fois plus cher que le prix du marché …

En principe, on roule la journée avec nos voitures, et la nuit elles sont parquées. Ca tombe très bien : on rechargera les voitures électriques avec de l’électricité bon marché pendant le creux de consommation.

Une magnifique aberration. Mademoiselle, tournez au moins le panneau vers le Soleil, par pitié !

Pour minimiser le nombre de nouvelles centrales thermiques qui devront être construites, il faut combler la baisse de demande nocturne en exploitant toutes les formes de stockage d’énergie : recharger les voitures, produire de l’hydrogène, ou comprimer de l’air et pomper de l’eau dans les lacs alpins pour produire les pics du lendemain.

Mais n’en déplaise à mes compatriotes de et de (lancé par M.Hayek ), stocker de l’électricité solaire dans une bagnole est une aberration.

Sources:

: il suffit de s’inscrire (gratuit) pour obtenir les prix de l’électricité heure par heure depuis 2001
Blog “ ”

Manicore

Sun, 15 Feb 2009 00:00:00 +0000

Jean-marc Jancovici

Je m’étais lancé dans un article fleuve sur le CO2, les énergies du futur et leur liens avec l’économie mondiale… Et puis j’ai réalisé que tout ce que j’avais à en dire figure déjà sur un site absolument génial : .

C’est le site de , ingénieur conseil indépendant spécialiste de ces domaines, mais surtout capable de les vulgariser très efficacement grâce à un style décontracté, souvent amusant, ou l’auto-dérision côtoie les informations les plus sérieuses et fiables . Il est un des auteurs de la méthode “ de l’ADEME, un de ses , et vient de publier deux livres de plus

\[4\]\[5\]

Manicore.com détaille plusieurs sujets déjà esquissés sur Dr. Goulu comme une (c’était ), l’ ( ), le ( ), le (j’en ai causé ), les ( ), le (c’était ), les (encore ) plus évidemment une foule d’autres avec abondance de données chiffrées, de graphiques parlants et de sources citées.

A part cela Jean-Marc Jancovici bouleverse aussi beaucoup les idées reçues, par exemple sur ou le , et les solutions qu’il préconise sont aussi peu populaires que douloureusement inévitables selon lui : induite par une sur les combustibles fossiles, avec maintien voire dans l’intervalle.

Personnellement je ne suis pas encore convaincu que l’ (ci dessous) n’admette pas d’autre solutions que les siennes.

Emissions de gaz carbonique = Contenu en gaz carbonique de l’énergie * Efficacité énergétique de l’économie * Production par personne * Population

En particulier, il me semble que l’efficacité énergétique (produit des deux premiers facteurs, donc le CO2/$ PIB) a encore une large marge de progression. La , soit un score situé entre le Salvador ou la Papouasie Nouvelle-Guinée, alors que la France est à 0.78, les USA à 1.77 et la Chine à 2.03, ce qui laisse une bonne marge de progression.

De plus, le dernier terme ne doit pas être négligé : pourquoi taxer le CO2 et continuer à favoriser la natalité ? Loin d’envisager des mesures drastiques à la chinoise ou de souhaiter guerres ou épidémies, je m’interroge : pourquoi mes voisins français sont-ils si fiers de détenir le ? C’est anti-écologique ! Si on ne réduit pas la population, il y aura tout simplement plus d’humains à se partager les mêmes ressources limitées…

Bref, le site Manicore.com est une mine indispensable d’information et de réflexion sur les problèmes économico-écologiques du monde, à visiter et à bookmarker d’urgence.

On y trouve même une de circonstance en cette année Darwin.

Le seul défaut de Manicore.com est de ne pas être un blog, donc de ne pas offrir de flux RSS pour être informé des nouvelles publications (il y a bien un vieux système de newsletter…) Aussi ai-je utilisé le service gratuit de * pour créer un flux RSS à partir de la page web listant les nouveautés, et ça marche ! Le .

(*avant j’utilisais PonyFish.com mais ce service a été supprimé, puis FeedEyes qui ne marchait plus bien…)

Les livres:

Hervé le Treut, Jean-Marc Jancovici, “ ”, 2001 (réédité en 2004 ), Flammarion
Jean-Marc Jancovici (2002). L'avenir climatique. Seuil.
Jean-Marc Jancovici, Alain Grandjean, “ ”, 2006, Seuil (réédité en poche en 2008 )
Jean-Marc Jancovici, “ ”, 2009

FAQ Réchauffement Global

Wed, 23 May 2007 00:00:00 +0000

Le site aborde la “climatologie par les scientifiques du climat” et est l’un des plus sérieux sur le sujet. Leur page dirige vers des sources d’information pour public plus ou moins averti, mais en anglais évidemment.

Mais il est vrai que la FAQ (Frequently Asked Questions) de l’IPCC AR4 ( , et bientôt en html) est excellente et couvre les questions fondamentales que j’ai traduites pour vous, avec un hyper résumé des réponses de la FAQ, mais surtout leurs très beaux graphiques:

Quels facteurs déterminent le climat de la Terre? tout revient à un bilan énergiétique représenté dans cette figure:
Quelle est la relation entre changement climatique et météo?
Qu’est-ce que l’effet de serre?
Comment les activités humaines contribuent-elle au changement climatique par rapport aux phénomènes naturels?
- l’activité humaine a modifié le bilan énergétique (voir ci-dessus) en accroissant l’apport d’énergie de 0.6 à 2.4 W/m2 entre 1750 et 2005
- les phénomènes naturels ont aussi accru l’énergie, entre 0.1 et 0.3 W/m2, soit grosso-modo 10x moins
Comment les températures changent-elles? de plus en plus vite :
Comment les précipitations changent-elles ?
Y’a-t-il eu un changement sur les évènements extrêmes comme les canicules, les sécheresses, inondations et ouragans ?
La quantité de neige et de glace sur Terre diminue-t-elle? Oui.
Le niveau des mers monte-t-il? Oui et de plus en plus vite. De 1870 à 2005, les mers sont montées de 20cm environ. La moyenne pour de XXIème siècle est de 1.7 mm/an, mais les mesures par satellite effectuées depuis 1983 donnent 3mm/an. A noter que cette hausse n’est que très peu due à la fonte des glaces : c’est surtout la dilatation de l’eau qui se chauffe un peu qui cause l’élévation du niveau des océans.
Qu’est-ce qui causa les glaciations et les autres changements climatiques importants avant l’ère industrielle?
Le changement climatique est il inhabituel comparé aux autres changements historiques? par certains aspects oui, par d’autres non:
- la températures moyenne n’a jamais été aussi haute depuis au moins 500 ans, probablement 1000.
- mais la vitesse du changement est telle que s’il persiste encore un siècle, le réchauffement sera un évènement exceptionnel dans l’histoire de la Terre.
- la concentration de CO2 dans l’atmosphère n’a jamais été aussi haute depuis 500'000 ans
- pour trouver une preuve de climat plus chaud avec un niveau des mers plus élevés, il faut remonter à 3'000'000 d’années…
L’augmentation du CO2 et des autres gaz a effet de serre pendant l’ère industrielle est-il du aux activités humaines? Oui, il n’y a aucun doute là dessus. L’activité volcanique a été évaluée grâce à l’étude des isotopes du carbone dans le CO2 atmosphérique : elle est négligeable comparée à l’activité humaine. Pour le méthane, l’écart est moins clair, mais il semble quand même que l’activité humaine est dominante.
Quelle est la fiabilité des modèles utilisés pour faire des projections du changement climatique futur ? c’est ce que j’ai trouvé le plus intéressant : elle est très bonne comme le montre le graphique suivant: Les 58 courbes jaunes correspondent à différentes méthodes de simulation testées sur le XXème siècle : on leur demande de calculer le climat du XXème siècle en n’utilisant que des données d’avant 1900 (sinon ce serait de la triche…). La courbe rouge est la moyenne des 58 simulations et la noire correspond aux mesures réelles. Comme ça correspond bien, on se dit que le modèle est bon et peut être utilisé valablement pour prédire l’avenir
Des évènements extrêmes spécifiques peuvent-ils être expliqués par le réchauffement global ?
Le réchauffement du XXème siècle peut-il être expliqué par des variations naturelles? C’est extrêmement improbable. Les simulations (voir ci-dessus) montrent que les résultats mesurés ne “collent pas” si l’on ne simule que les phénomènes naturels (bleu), mais collent très bien en considérant l’activité humaine (rouge), et ceci dans toutes les régions du monde, sur terre et sur mer :
Les évènements extrêmes comme les canicules, les sécheresses, inondations et ouragans vont-ils changer si le climat change?
Quelle est la probabilité de changements majeurs ou abrupts tel que la fonte des calottes polaires ou un changement de la circulation océanique? ces évènements ne se produiront probablement pas pendant le XXIème siècle, mais pourraient se produire si le réchauffement se poursuit.
Si les émissions de gaz à effet de serre sont réduites, à quelle vitesse leur concentration dans l’atmosphère va-t-elle décroitre ?
Les changements climatiques prévus vont-ils varier de région en région?

voir aussi la page

La toxicité de la dioxine

Thu, 23 Jun 2005 00:00:00 +0000

L’émission de la Radio Suisse Romande est revenue sur la saga des futs de dioxine de Seveso.

30 ans après, on eut se poser la question qui était tabou à l’époque : ces futs étaient-ils réellement dangereux ?

Sans aller jusqu’au point des pour lesquels tous les composés chlorés sont tellement géniaux qu’il faudrait en manger tous les matins à la petite cuillère, on peut quand même se poser des questions : après avoir craint des centaines de morts, voire des milliers par augmentation des cancers, il faut se rendre à l’évidence : Seveso n’a causé aucun mort.

Il semblerait qu’il faille considérer plusieurs éléments dont dont on a peu ou pas parlé lors de l’affaire Seveso :

il n’y a pas “la” dioxine, mais “les dioxines”, une famille de produits dont
il semble que les dioxines sont surtout cancérigènes en combinaison avec d’autres produits.

Bref, l’équation “dioxine = poison mortel” si connue en Europe n’est pas vérifiée. Notamment, diluée dans des déchets comme dans les fameux fûts, elle ne présentait absolument aucun danger.

Si on veut vraiment trouver un grand méchant produit chimique symbole de danger industriel mortel, on devrait plutôt mentionner celui qui a causé 3000 morts à Bhopal et empoisonné 100’000 personnes.

Mais comment s’appelle-t-il déjà ? Ah vous avez oublié … Intéressant… Si j’étais cynique, je dirai que vous êtes plus touché par des cloques sur des joues italiennes que par 3000 cadavres d’Indiens…

Comme je suis plus scientifique que cynique, je vous le dis : isocyanate de méthyle.

Après 30 ans, il serait intéressant de relater dans un reportage “comment et pourquoi l’affaire des fûts de Seveso a été érigée en sujet médiatique alors qu’elle n’avait aucun intérêt.”

Les énergies renouvelables en Suisse

Tue, 25 Jan 2005 00:00:00 +0000

Des articles et reportages récents prétendent que la Suisse a “perdu son avance” dans le domaine des énergies renouvelables. Or la Suisse est depuis longtemps un champion de hydro-électricité qui produit 60% de l’électricité du pays !

Qu’est-ce que l’énergie “renouvelable” ?

Les medias suisses ne mentionnent souvent que le solaire, l’éolien, la biomasse et éventuellement la géothermie dans cette catégorie.

Partout ailleurs dans le monde, l’énergie hydroélectrique est considérée a juste titre comme renouvelable, puisqu’elle n’épuise aucune ressource naturelle. En fait, tout comme le solaire ou l’éolien, elle capte une part de l’énergie solaire, par l’intermédiaire des phénomènes météorologiques créant les précipitations sur nos Alpes.

En fait, l’énergie hydroélectrique représente 90% des énergies renouvelables de la planète ! Comme 20% de l’énergie mondiale provient de sources renouvelables actuellement, l’hydro-électricité représente environ 18% de la production mondiale d’énergie, et le solaire+éolien+autres, 2% au total.

la Suisse “en avance” ou pas ?

Avec moins de 1% de solaire+éolien, la Suisse est effectivement à la moitié de la moyenne mondiale, loin derrière les pays à soleil et à vent. Mais avec son eau, qui produit 60% de son électricité, elle est au triple de la moyenne mondiale de l’énergie renouvelable, devant tous les pays européens !

La Suisse a été est est encore leader dans le domaine de l’hydro-électricité. Les ingénieurs en barrages, mais aussi les turbines et conduites forcées made in Switzerland sont exportées dans le monde entier.

Lors que je vois à la télévision un ingénieur spécialiste du solaire prétendre que l’hydro-électricité est une technologie des années soixante, j’aimerais lui demander quelle autre source d’énergie offre un rendement supérieur à 85% ? Un très bon panneau solaire restitue sous forme d’électricité 15% de la lumière reçue, une éolienne 20% de l’énergie de l’air qui la traverse. Les centrales thermiques (nucléaires, à gaz, charbon ou pétrole) ne restituent en électricité que 40% de la chaleur dégagée.

Le rendement est un point clé, souvent omis des raisonnements énergétiques : un bon rendement c’est une installation nécessitant peu d’espace au sol et rejetant peu d’énergie sous forme parasite (chaleur, bruit) dans l’environnement, et surtout un prix de l’énergie bas. Si le KWh éolien ou solaire sont si chers, c’est parce qu’ils sont péniblement extraits de l’énergie solaire. L’énergie hydro-électrique est 5x moins chère que le solaire, et elle a justement un rendement 5x meilleur.

La souplesse de son utilisation et d’autres avantages font de l’hydro-électricité une source d’énergie idéale que la Suisse aurait grand tort de négliger.

Références

, 6/5/2005 p. 7
journal RSR le 25/1/2005 à 9h