Cinquième exposé
Le taux d'extraction de ressources naturelles obéit à la loi des rendements décroissants.
Nous avons vu dans le deuxième exposé que c'est le flux d’énergie qui est primordial pour faire fonctionner un système complexe et pas le contenu du réservoir d’énergie, pour autant bien sûr que les réservoirs ne soient pas vides. Il en va d’ailleurs de même pour les matières premières.
Les flux sont souvent exprimés en taux annuel d'extraction pour les matières premières ou en taux annuel d'énergie primaire ou utile consommée.
Le taux mondial d'extraction d'une ressource donnée dépend de différents facteurs. Par exemple:
=>Les richesses minérales primaires (cuivre, uranium, pétrole, gaz, charbon…) sont distribuées de manière très hétérogène à la surface de la Terre et de plus ne sont pas concentrées là où se trouvent les populations les plus demandeuses.
=>Elles se présentent parfois en gisements abondants et d’autres fois en faibles quantités dispersées.
=>Les gisements peuvent être affleurant ou à l’inverse profondément enfouis.
=>Dans certains cas, les matières primaires ont un degré de pureté élevé alors que dans d’autres, il faut plusieurs transformations avant d’avoir le produit souhaité.
De ce fait, les taux d’extraction de matières premières dans le monde obéissent à la règle des rendements décroissants qui décrit…
la propension naturelle à exploiter d’abord les richesses abondantes et/ou faciles d’accès et garder pour plus tard les autres.
Si bien que toute extraction minière annuelle présente au niveau d’une richesse mondiale le même type de courbe. Elle a l’allure générale suivante :
Les flux sont souvent exprimés en taux annuel d'extraction pour les matières premières ou en taux annuel d'énergie primaire ou utile consommée.
Le taux mondial d'extraction d'une ressource donnée dépend de différents facteurs. Par exemple:
=>Les richesses minérales primaires (cuivre, uranium, pétrole, gaz, charbon…) sont distribuées de manière très hétérogène à la surface de la Terre et de plus ne sont pas concentrées là où se trouvent les populations les plus demandeuses.
=>Elles se présentent parfois en gisements abondants et d’autres fois en faibles quantités dispersées.
=>Les gisements peuvent être affleurant ou à l’inverse profondément enfouis.
=>Dans certains cas, les matières primaires ont un degré de pureté élevé alors que dans d’autres, il faut plusieurs transformations avant d’avoir le produit souhaité.
De ce fait, les taux d’extraction de matières premières dans le monde obéissent à la règle des rendements décroissants qui décrit…
la propension naturelle à exploiter d’abord les richesses abondantes et/ou faciles d’accès et garder pour plus tard les autres.
Si bien que toute extraction minière annuelle présente au niveau d’une richesse mondiale le même type de courbe. Elle a l’allure générale suivante :
Figure 5-1
Après un départ timide, le temps de gagner de l’expérience pour affiner les méthodes d’extraction et trouver des marchés pour écouler les produits extraits, le taux annuel d’extraction progresse rapidement souvent d’une manière exponentielle correspondant aux exploitations faciles. Suit un point d’inflexion dans la progression de l’extraction, montrant un premier ralentissement. Au fur et à mesure que les richesses deviennent difficiles à exploiter le taux annuel d’extraction tend à progresser de moins en moins vite jusqu’à atteindre un point accroissement zéro. Cette zone est souvent appelée pic de Hubbert du nom du géologue américain qui le premier a prédit cette courbe.
Une fois le pic ou le mini plateau de production atteint, le taux d’extraction diminue car, à ce moment, il ne reste pratiquement plus que les richesses difficiles d’accès ou de puretés moindres, ou trop dispersées. Le taux d’extraction diminue alors graduellement. Marion King Hubbert a démontré que la courbe théorique d’extraction annuelle prenait toujours l'allure d’une courbe en forme de cloche comme celle montrée à la figure 5-1. La surface sous cette courbe représente le contenu exploitable du réservoir de richesses minérales. En conséquence, le taux de décroissance d’extraction commencerait peu de temps après avoir atteint la moitié de la réserve exploitée.
En pratique cette courbe peut être légèrement déformée par des événements géopolitiques comme par exemple des conflits dans les pays producteurs, ou par de fortes variations entre l’offre et la demande (lors de crises économiques) ou par des progrès techniques dans la découverte et l’exploitation des gisements de richesses minérales. Ainsi, au lieu d'une courbe en pure forme de cloche, on peut avoir en pratique une courbe comme celle-ci….
Une fois le pic ou le mini plateau de production atteint, le taux d’extraction diminue car, à ce moment, il ne reste pratiquement plus que les richesses difficiles d’accès ou de puretés moindres, ou trop dispersées. Le taux d’extraction diminue alors graduellement. Marion King Hubbert a démontré que la courbe théorique d’extraction annuelle prenait toujours l'allure d’une courbe en forme de cloche comme celle montrée à la figure 5-1. La surface sous cette courbe représente le contenu exploitable du réservoir de richesses minérales. En conséquence, le taux de décroissance d’extraction commencerait peu de temps après avoir atteint la moitié de la réserve exploitée.
En pratique cette courbe peut être légèrement déformée par des événements géopolitiques comme par exemple des conflits dans les pays producteurs, ou par de fortes variations entre l’offre et la demande (lors de crises économiques) ou par des progrès techniques dans la découverte et l’exploitation des gisements de richesses minérales. Ainsi, au lieu d'une courbe en pure forme de cloche, on peut avoir en pratique une courbe comme celle-ci….
Figure 5-2
Les guerres dans les pays producteurs ont tendance à ralentir la croissance du taux d'extraction ou d'accélérer sa décroissance une fois le pic de Hubbert passé. Les crises économiques ont à peu près le même effet.
Les nouvelles avancées techniques dans l’exploitation de la ressource peuvent retarder le pic ou ralentir la décroissance du taux d'extraction un fois passé le pic de Hubbert.
Nous avons vu que les richesses primaires doivent être transformées en richesses utiles. Pour cela il faut leur faire subir tout une série de transformations afin d’en retirer la partie recherchée.
Prenons l’exemple du pétrole.
Pour une tonne de pétrole brut (une richesse primaire) extraite quelque part dans le monde, seule une fraction pourra être utilisée comme combustible (énergie utile) par les moteurs et appareils de chauffage situés en différentes régions du monde, en général éloignées du puits d’extraction primaire. Le rapport entre le taux annuel d’extraction de pétrole brut et le flux d’énergie utile pour les consommateurs dépendra en grande partie de la fraction de combustible qui sera extraite du pétrole brut et dans une moindre mesure, la fraction des pertes de pétrole brut et de carburants tout au long du processus d’exploitation, de transformation et de distribution de ces richesses énergétiques. D’où la courbe suivante:
Figure 5-3
Continuons avec l’exemple du pétrole et pour l'instant ne regardons le problème qu'au niveau qualitatif et non quantitatif. Portons sur l'ordonnée de gauche de la figure 5-3 le flux d’énergie qu’il aura été possible d’extraire du pétrole et en abscisse les années d’exploitation. Sur l'ordonnée de droite le taux d'extraction de pétrole brut.
En rouge, la courbe théorique du taux mondial d’extraction de pétrole brut.
En bleu, trait plein la courbe de flux d’énergie théorique provenant du carburant extrait du pétrole brut.
En bleu, trait discontinu, le flux d’énergie nette utile qui arrivera aux consommateurs.
Plus les gisements de pétrole sont difficiles à exploiter (ceux qui ont justement été gardés pour plus tard), plus ils demanderont une grande quantité d’énergie pour leur extraction. Cette énergie devra être prise sur l’énergie utile, c’est-à-dire le carburant, pour fabriquer et faire fonctionner les plateformes de forage et assurer le transport de la marchandise. Nous retrouvons là la notion de l'EROEI vu dans le 4ème exposé. Plus on progresse dans la recherche de puits de pétrole, plus le EROEI d'extraction devient faible, ce qui explique une décroissance de plus en plus marquée des flux d'énergie utile. Quand le EROEI=1, l’énergie utile nette est égale à zéro. En d’autres termes, chaque unité d’énergie utile extraite du pétrole brut devra être utilisée pour l’extraire de son réservoir, le transporter, le transformer en carburant et l’amener jusqu’aux consommateurs. Il n’y a dès lors plus de raison d’exploiter cette ressource au point de vue énergétique, même si le réservoir d’énergie primaire n’est pas vide. La zone jaune représente ce qui sera encore dans les réservoirs au moment où le EROEI=1.
Nous allons voir dans le sixième exposé comment ces notions s’appliquent à l’ensemble de nos sociétés complexes.
En rouge, la courbe théorique du taux mondial d’extraction de pétrole brut.
En bleu, trait plein la courbe de flux d’énergie théorique provenant du carburant extrait du pétrole brut.
En bleu, trait discontinu, le flux d’énergie nette utile qui arrivera aux consommateurs.
Plus les gisements de pétrole sont difficiles à exploiter (ceux qui ont justement été gardés pour plus tard), plus ils demanderont une grande quantité d’énergie pour leur extraction. Cette énergie devra être prise sur l’énergie utile, c’est-à-dire le carburant, pour fabriquer et faire fonctionner les plateformes de forage et assurer le transport de la marchandise. Nous retrouvons là la notion de l'EROEI vu dans le 4ème exposé. Plus on progresse dans la recherche de puits de pétrole, plus le EROEI d'extraction devient faible, ce qui explique une décroissance de plus en plus marquée des flux d'énergie utile. Quand le EROEI=1, l’énergie utile nette est égale à zéro. En d’autres termes, chaque unité d’énergie utile extraite du pétrole brut devra être utilisée pour l’extraire de son réservoir, le transporter, le transformer en carburant et l’amener jusqu’aux consommateurs. Il n’y a dès lors plus de raison d’exploiter cette ressource au point de vue énergétique, même si le réservoir d’énergie primaire n’est pas vide. La zone jaune représente ce qui sera encore dans les réservoirs au moment où le EROEI=1.
Nous allons voir dans le sixième exposé comment ces notions s’appliquent à l’ensemble de nos sociétés complexes.
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