La fin du développement durable (et de notre civilisation)
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  • Et moi?
  • Notre civilisation représente un système complexe.
  • C'est grâce aux liens que certaines actions, réactions et rétroactions auront lieu.
  • Un système complexe a besoin d'un flux d'énergie pour exister
  • En passant du paléolithique au néolithique, l’Homme civilisé a réussi à contourner de plus en plus les lois de la Nature.
  • Genèse de la complexité et sa croissance au sein des sociétés civilisées
  • L'évolution de l’Homme durant le néolithique ou genèse de la complexité des sociétés humaines.
  • La complexité ne peut engendrer que plus de complexité pour autant que les flux d'énergie permettant cette croissance soient disponibles.
  • Flux d’énergie requis pour qu’une civilisation naissante soit durable.
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  • Rapport de l’énergie reçue sur l’énergie investie EROEI.
  • Le taux d'extraction de ressources naturelles obéit à la loi des rendements décroissants.
  • Prévision concernant la variation des taux d'extraction de l'ensemble des énergies fossiles au cours des années à venir.
  • Les effets des rendements décroissants sur les flux d'extraction des combustibles fossiles.
  • Si au lieu d’un pic de production nous aurions un plateau plus ou moins long.
  • Peut-on espérer que l’économie mondiale et les techno sciences soient capables de tendre vers une croissance nulle des flux d’énergie sans pour autant mettre en danger l’équilibre socio-économique ?
  • Autres sources possibles d'énergie encore à l'état de recherches
  • Est-ce que les techno sciences seront toujours en mesure de satisfaire les besoins énergétiques de l'ensemble des sociétés complexes mondialisés?
  • Est-ce que les gaz de schiste et les énergies fossiles non conventionnelles seront la solution d’avenir ?
  • Afin de garantir un accroissement annuel de 3500 TWh/an des flux d'énergies dites alternatives, l'industrie mondiale devra construire chaque année quelque chose comme par exemple:
  • Quels sont les risques encourus par notre civilisation si l’industrie mondiale était incapable de satisfaire les besoins mondiaux en énergie.
  • Notre système économique mondialisé impose une croissance permanente des activités humaines.
  • Afin de garder un semblant de contrôle de la situation, l’État devra être de plus en plus répressif.
  • Exemple pour un espace économique donné
  • Quelles seraient les conséquences si le génie humain était toujours en mesure de satisfaire le monde pour ses besoins énergétiques?
  • Les dommages causés à la biosphère par les abondantes transformations d'énergie primaire en énergie utile, et par celles de matière primaire en matière utile.
  • Les dommages causés à la biosphère par l’utilisation des énergies utiles et des matières utiles.
  • Dommages à la biosphère agissant directement sur la production mondiale alimentaire et sa distribution dans les populations mondiales.
  • Exemples d'autres actions humaines endommageant la biosphère avec pour effet d’en réduire sa complexité.
  • Changements climatiques: conséquences de la diminution de la complexité de la biosphère
  • Une autre rétroaction se déclenchera quand la demande de la civilisation mondialisée dépassera ce que la biosphère peut lui offrir sur le long terme.
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                                                Septième exposé
Est-ce que les techno sciences seront toujours en mesure de satisfaire les besoins énergétiques de l'ensemble des sociétés complexes mondialisés?

Hypothèses de départ
1°) Même après 2050, la survie de notre système économique mondial demandera un accroissement de flux d’énergie de l’ordre de 1500 TWh/an.
2°) la perte de flux d’énergie utile après 2050 serait au minimum de 2000 TWh/an. 

Ces hypothèses sont, dans l’état de nos connaissances actuelles, sinon optimistes  du moins raisonnables.

Pour  que notre système économico-industriel  ne s’écroule pas, les systèmes de production d’énergies alternatives devront compenser d'une manière synchrone  la perte des flux d'énergies fossiles, tout en participant à la croissance du système. Pour cela la production de flux d'énergie  devra s'accroître chaque année  de  3500 TWh/an, dont 2000 TWh/an pour compenser les pertes d’énergies fossiles et 1500 TWh/an pour maintenir la croissance du système. Cette accroissement serait  actuellement de l’ordre de 300 TWh/an et celui attendu pour la prochaine décennie peut-être de l'ordre de 500 TWh /an. (Il est très difficile d’obtenir des valeurs non commerciales à ce sujet)

 Si nous admettons comme raisonnables ces ordres de grandeurs, cela signifierait que l'industrie mondiale devrait être en mesure d'accroître, durant les 4 ou 6 prochaines décennies, le rythme de  construction d’installations d’énergies alternatives, par un facteur d’environ 7, soit (3500/500), par rapport à ce qu’elle  se sent capable de réaliser dans un proche avenir, ou par un facteur d'environ 12, soit (3500/300), par rapport à ce qu’elle  peut produire aujourd'hui.

 Est-il possible de relever ce défi?

Prenons d’abord le cas de l’énergie solaire.
L'idée est largement répandue que le soleil est la source d'énergie idéale qui permettra à notre civilisation mondialisée de durer éternellement. Est-ce vraiment le cas? Pour plus d'informations cliquez  sur énergie solaire.

 Parmi les importants systèmes d'énergie solaire citons la technologie dite à concentration.
Energie solaire à concentration : L'ambitieux  projet DESERTEC  construit dans le Sahara,  devra fournir en 2050 (après 47 ans de travaux) 700 TWh/an. Soit une contribution  annuelle a l'accroissement des flux d'énergie d’environ 16 TWh/an, soit  700/47.
La contribution de toutes les installations des systèmes d'énergie solaire à concentration devrait fournir une puissance globale  allant  de 420 MW en 2015 à 1500 GW d'ici 2050. Exprimé en flux annuel d'énergie, ces deux valeurs deviennent respectivement 0,2 TWh/an et 9000 TWh/an (en supposant 6000 heures de production par an, voir système de conversion d'énergie.  Ainsi la croissance moyenne  des flux d'énergie venant de cette technique, calculée sur 35 ans (2050-2015) serait de 260 TWh / an, soit ((9000-0,2) / 35). Si cette croissance pouvait être maintenue au-delà de la seconde moitié de ce siècle, cette technologie pourrait couvrir près de 7,4% (soit 260/3500) x 100 des 3500  TWh / an requis.

 Qu'en est-il  des Barrages hydroélectriques:
 Le plus grand barrage du monde, le barrage des Trois Gorges en Chine, construit en 14 ans, produit environ 80 TWh / an, soit une contribution annuelle à l'accroissement des flux d'énergie égale à 5,7 TWh / an, soit (80/14). Si cette accroissement pouvait être maintenu au-delà de 2050 il contribuerait à 0,16%, soit (5,7/3500) x 100 de la croissance annuelle requise après 2050.
Notez que tous les barrages hydroélectriques dans le monde, dont les constructions ont commencé il y a environ une centaine d’années, produisent environ 3500 TWh/an, soit un accroissement moyen des flux d’énergie de 35 TWh/an). (3500/100).

Qu'en est-il des Centrales nucléaires
 Un réacteur nucléaire de troisième génération, d’une puissance de  1600 MW, construit en 10 ans, pourrait fournir au mieux (avec 6500 heures/an de production) environ 10 TWh/an, (voir système de conversion d'énergie). Ceci représente une contribution annuelle d'environ 1 TWh/an. (10/10).  Ce chiffre représente 0,03% (1/3500) x 100 de la croissance annuelle ciblée après 2050.
A titre indicatif, la production mondiale de flux d'énergie dans le monde générée par les centrales nucléaires est actuellement de 2500 TWh / an. Il aura fallu plus de 50 ans pour atteindre ce résultat (soit une croissance moyenne  de 50 TWh/an). 

Reste l’approche des centrales d’éoliennes et de panneaux photovoltaïques de moyenne importance.
Considérons une installation de moyenne importance  formée de:

  1°) une grande éolienne de 5 MW fonctionnant 1800 heures/an produisant ainsi une énergie utile de  9 GWh/an

    2°) de 40’000 panneaux photovoltaïques totalisant 10 MW, pour 1100 heures/an de production, fournissant une énergie utile de 11 GMh/an

Si  construite en 2 ans, une seule de ces installations contribuerait à un accroissement annuel des flux d'énergie de 0,02 TWh/an (11+9)/1000 soit une contribution à l'accroissement annuel des flux d'énergie de 0,01 TWh/an (0,02/2) .Une telle installation contribuerait au niveau de 0,0003 % à l’accroissement annuel des flux d'énergie nécessaire après 2050.

 

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