Un degré, c’est beaucoup

L’une des difficultés de la communication sur le changement climatique est de faire comprendre que 1°C d’écart de la température moyenne de la Terre a d’énormes conséquences. Ce n’est pas une proposition évidente : si je dois sortir et que je constate qu’il fait 15°C alors qu’hier la température était de 14°C, cela ne change pas grand-chose pour moi. 1°C dans la plupart des situations de la vie quotidienne, ce n’est presque rien. Et pourtant 1°C pour la Terre dans son ensemble, c’est énorme.

C’est l’un des enseignements, en particulier, du dernier rapport spécial du GIEC qui visait à examiner les différences entre un monde à 1,5°C et un monde à 2°C (actuellement la Terre est 1° plus chaude qu’au début de l’ère industrielle). Ce rapport répondait à une commande des gouvernements, à la suite de l’accord de Paris qui précise que les États se donnent comme objectif de maintenir le réchauffement climatique bien en-dessous de 2°C. Il s’agissait donc d’aider les responsables gouvernementaux à mieux définir leur objectif, en connaissance de cause. En pratique, compte tenu des trajectoires actuelles en matière d’émissions, il est à peu près certain que nous dépasserons les 2°C. Mais le rapport est tout de même plein d’enseignements notamment sur cet écart de 0,5°C. C’est ainsi que, d’après le consensus scientifique mondial retracé par le GIEC :

  • à 2° on estime que la proportion d’espèces menacées est environ le double par rapport à 1,5° (20% au lieu de 10% des insectes, 16% au lieu de 8% des plantes, 8% au lieu de 4% des vertébrés)
  • les coraux tropicaux sont menacés à 90% à 1,5° mais disparaissent complètement à 2°
  • il y aura un été sans glace dans l’Arctique tous les 100 ans à 1,5°, tous les 10 ans à 2°
  • 400 millions de personnes en moins seront soumises à des vagues de chaleur extrêmes à 1,5° par rapport à 2°
  • les sécheresses seront beaucoup plus sévères à 2° dans des régions comme la Méditerranée ou l’Afrique
  • 10 millions de personnes en moins seront menacées par la montée des eaux à 1,5° par rapport à 2° (à l’horizon de la fin du siècle : à terme l’impact sera très supérieur) et certaines nations insulaires sont en risque de disparition si on atteint 2° au lieu de 1,5°

Ce que cette liste fait apparaître, et l’observation qui s’impose dans presque tous les domaines lorsque l’on s’intéresse au changement climatique, est que ses effets sont non linéaires : ils sont plus que proportionnels à l’augmentation des températures. Passer de 0,5° à 1°, ou de 1° à 2°, ne double pas les impacts, cela les démultiplie. Il n’y a pas une seule raison à cela car dans chaque cas (les événements climatiques, la biodiversité, la montée des eaux…) les phénomènes en cause sont complexes. Mais il y a un certain nombre d’éléments qu’il est utile d’avoir en tête pour comprendre intuitivement cette non linéarité.

La première est que la température augmente davantage sur terre qu’au-dessus de l’océan (en raison de l’inertie thermique de l’océan, qui met plus de temps à absorber et à relâcher de la chaleur). Cela signifie qu’une augmentation de 1° de la température moyenne peut se traduire par une augmentation de 1,5° ou 2° sur les continents (et dans les villes la hausse est encore plus forte car la densité urbaine empêche la chaleur de se dissiper). 

La seconde, et sans doute la plus cruciale du point de vue des impacts, est qu’une augmentation de la température moyenne se traduit par une augmentation plus forte des extrêmes : on considère en général que l’effet est doublé, autrement dit qu’avec une température qui augmente de 1°, la température extrême atteinte dans l’année augmente de 2° (avec une hausse de 2° la température extrême augmente de 4°, etc.)

Ceci a un effet disproportionné parce que, pour beaucoup d’impacts, ce qui compte n’est pas le niveau moyen de température mais le nombre de jours au-dessus d’un certain seuil, qui représente une menace pour les êtres vivants.

Selon la NASA, il y a 50 ans, seulement 1% de la surface du globe était concernée par des chaleurs extrêmes chaque année : aujourd’hui, ce taux dépasse 10%.[1]La probabilité de retrouver une canicule telle que celle de 2003, qui a provoqué 70 000 morts en Europe, va s’accroître tout au long du 21èmesiècle et un été comme celui de 2003 serait considéré comme un été froid à la fin du siècle, dans les scénarios pessimistes du GIEC(avec la poursuite d’un haut niveau d’émissions).

Il en est de même pour l’agriculture : pour beaucoup de cultures, le rendement baisse brutalement dès lors qu’un seuil est franchi (souvent autour de 30°) et dans ce cas le nombre de jours au-dessus de ce seuil aura un impact significatif sur les récoltes. Les effets peuvent d’ailleurs s’additionner : si la vague de chaleur provoque également une sécheresse cela peut réduire les ressources en eau, la douceur du climat peut être favorable aux insectes parasites de certaines plantes, etc.

L’effet de démultiplication des températures que l’on observe sur terre est encore plus net aux pôles, notamment au pôle nord en raison de l’effet albedo (qui mesure la réflexion du soleil sur le sol) : au fur et à mesure que la glace polaire fond, la glace (qui réfléchit les rayons du soleil) est remplacée par de l’océan (qui les absorbe) ce qui accélère le réchauffement. Le résultat, c’est que l’Arctique se réchauffe deux fois plus vite que le reste de la planète, avec des températures qui atteignent parfois 20° de plus que les normales d’il y a quelques décennies.La surface de la glace en été a diminué de 40%, et sachant que la glace est également plus fine, le volume total de glace s’est quant à lui réduit des trois quarts.

Il existe encore une raison pour laquelle une hausse de température de 1°C a un effet considérable : c’est l’échelle de temps dans laquelle elle se réalise. Par le passé, la Terre a vu sa température se modifier, jusqu’à 4°C en moins, sur des périodes de centaines de milliers d’années (pour des températures non pas inférieures mais supérieures il faut remonter plus loin dans le temps, il y a des millions d’années). Mais ces évolutions ont été progressives ce qui a permis aux écosystèmes, et aux êtres vivants, de s’adapter. Ce qui caractérise l’évolution que nous connaissons est son extraordinaire rapidité puisque nous sommes confrontés à des hausses mesurables sur une échelle de décennies, ce qui est sans précédent dans l’histoire de la planète.Cela empêche l’évolution naturelle et même dans certains cas les déplacements : une solution pour les êtres vivants peut être tout simplement de se déplacer vers le nord (dans l’hémisphère nord) pour maintenir la température de leur habitat mais cela peut susciter d’autres difficultés… et certaines espèces sont dans l’incapacité de se mouvoir assez vite !

Notre intuition est que 1° c’est une petite variation et nous devons donc remettre en question notre intuition, ou notre bon sens. Mais notre bon sens nous permet aussi de comprendre que la Terre est grande… et qu’arriver à réchauffer toute la surface de la Terre d’un degré représente une quantité colossale de chaleur, dont l’impact est forcément majeur. Désormais, nous le constatons tous les jours.


[1]This Is the Way the World Ends: How Droughts and Die-offs, Heat Waves and Hurricanes Are Converging on America, Jeff Nesbit, 2018.

Faut-il réglementer nos assiettes ?

Parmi les secteurs qui génèrent des gaz à effet de serre, l’un des plus importants est l’agriculture. Mais c’est aussi l’un de ceux qui ont reçu le moins d’attention jusqu’ici. Non pas parce qu’il est mal compris – on sait très bien estimer son impact – mais parce qu’il est, sans doute, le plus politiquement délicat, que ce soit vis-à-vis des agriculteurs, ou des consommateurs.

L’agriculture représente plus de 10% du total des émissions de gaz à effet de serre(si l’on considère également l’effet des changements dans l’usage des sols, qui résulte notamment des pratiques agricoles, on arrive à un total de 25%). Toutefois, à la différence de la plupart des autres secteurs, l’impact le plus important ne provient pas du dioxyde de carbone mais de deux autres gaz à effet de serre : le méthane et le protoxyde d’azote. Le méthane provient essentiellement des élevages bovins. Le protoxyde d’azote est lié à la fertilisation des sols, l’azote étant l’un des éléments essentiels des engrais.

L’agriculture est un enjeu crucial par rapport à plusieurs problématiques liées à l’environnement : la protection de la biodiversité, les ressources en eau, le cycle de l’azote, et bien sûr les émissions de gaz à effet de serre. Les trois premières appellent une approche d’ensemble des pratiques agricoles. Mais pour la quatrième, l’émission des gaz à effet de serre et donc l’impact sur le climat, la situation est dans une certaine mesure plus simple : le facteur le plus important étant les émissions de méthane liées aux cultures bovines, la consommation de viande bovine et de produits laitiers est l’un des principaux déterminants.

Il y a deux raisons à cela. La première est que, de manière générale, il est beaucoup moins efficace de produire des calories en cultivant des plantes pour des animaux (ou en leur permettant de les consommer dans des prairies) qu’en cultivant directement des productions végétales pour la consommation humaine. La seconde est que les ruminants décomposent leurs aliments grâce à des procédés extrêmement sophistiqués, faisant intervenir 400 types de microbes, dont certains produisent du méthane : une vraie usine de traitement sur pattes… Résultat : aux États-Unis par exemple, l’élevage de bœuf représente seulement 3% des calories absorbées par les Américains, mais la moitié des émissions du secteur ![1]

De plus, si l’on prend un peu de recul, il faut bien constater l’échec mondial de nos approches agricoles et alimentaires.D’une part parce que 800 millions de personnes dans le monde ne mangent pas à leur faim. Mais aussi parce que, dans les pays les plus développés, les déséquilibres alimentaires ont créé une véritable épidémie d’obésité… et une surconsommation de certaines denrées alimentaires, notamment les protéines !

D’ici la seconde moitié du siècle, la population mondiale devrait atteindre les 10 milliards d’êtres humains. Nourrir cette population de manière soutenable demandera des ajustements majeurs de notre système agricole.Nous devons améliorer la productivité des cultures, pour produire davantage en consommant moins de terres agricoles et en émettant moins de gaz à effet de serre ; et simultanément réduire les gaspillages, qui représentent un tiers du total de la production alimentaire !Cela appelle d’ailleurs des politiques très différentes dans les pays en développement (où les gaspillages sont du côté des producteurs, avec des chaînes de ramassage et de conservation inadéquates) et dans les pays industrialisés (où les gaspillages interviennent plutôt du côté des consommateurs, une grande partie des denrées alimentaires étant jetée par les distributeurs).

Mais cela imposera également de changer notre alimentation, et c’est là que le débat promet d’être vif. Il l’est déjà d’ailleurs, comme en témoigne l’affrontement, à coup de tribunes concurrentes, entre ceux qui réclament un ande et sans poissonet ceux qui fustigent cette initiative au nom de la ande pour des raisons tenant à l’environnement et à la santé n’est guère contestable (s’agissant du bien-être des animaux le débat est plus subjectif et il est aussi possible de modifier les pratiques pour réduire leur souffrance). On peut dire cela sans contester ni le savoir faire des éleveurs et des cuisiniers, et leur dévouement à leur métier, ni l’excellence de la gastronomie française. D’ailleurs réduire notre consommation ne veut pas dire la supprimer (si on ne mange pas de viande le lundi il reste encore six jours dans la semaine) et une moindre consommation peut aller de pair avec le fait de privilégier des produits plus qualitatifs, produits localement.

Au-delà des questions environnementales, il y a la santé publique : un régime avec moins de viande n’est pas seulement meilleur pour l’environnement, il est aussi meilleur pour la santé. Un État qui nous protège – y compris malgré nous – en nous obligeant à porter une ceinture de sécurité ne pourrait-il pas nous encourager à choisir un régime plus sain ?

Mais même en admettant – et c’est pour l’instant loin d’être communément admis – que le gouvernement peut ou doit intervenir dans nos assiettes, pour nous enjoindre, par exemple, de manger moins de viande rouge, quels instruments sont susceptibles d’être mobilisés ? La coercition paraît difficilement envisageable. Une taxe serait probablement plus appropriée mais elle renvoie à des considérations de justice sociale. Si le point d’aboutissement de cette évolution est de faire de la viande de bœuf un luxe que seuls les plus riches pourront se payer – comme cela a pu être le cas par le passé – voire d’instaurer des tickets de rationnement, ou aura plutôt l’impression d’un grand retour en arrière que d’une marche vers le progrès !

Il est clair qu’une évolution de nos pratiques alimentaires devra être culturelle et partagée. Le développement des régimes végétariens ouvre la voie, d’autant qu’il s’accompagne d’initiatives de grands chefs qui s’appuient sur la variété de saveurs offerte par les milliers de légumes et de plantes comestibles. L’éducation au goût, l’information sur les produits, les campagnes de communication ont toutes un rôle à jouer.

L’innovation sera également clé, comme dans tous les domaines. Les aliments à base de plantes sont un marché en pleine croissance, y compris pour remplacer la viande. Les hamburgers végétaux sont de plus en plus populaires et il est probable que de tels produits substitutifs pourraient à terme offrir un triple bénéfice en offrant une nourriture meilleure pour la santé, meilleure pour l’environnement, et moins chère… à condition d’être aussi bons que l’original, ce qui semble en bonne voie. A plus long terme la viande in vitro, développée grâce à l’ingénierie biologique sans utilisation de chair animale, pourrait même apporter une solution technologique (mais sommes-nous prêts à consommer des steaks fabriqués en laboratoire ?)

Pour l’instant, ce n’est pas la tendance mondiale : la consommation de viande augmente de 3% chaque année.[2]Les milliards d’êtres humains qui, dans le monde, aspirent à atteindre notre niveau de développement, n’accepteront pas plus que nous des interdictions sur les aliments qui leur sont offerts. Or, si toute la planète rejoint le niveau de consommation de viande d’un pays comme les États-Unis, sans changement des pratiques agricoles, cela pourrait théoriquement suffire à entraîner un réchauffement très excessif de la planète même si l’on arrivait à supprimer toutes les autres sources d’émissions ! A un moment donné, nous devrons évoluer. Et si grâce à cela nous vivons plus longtemps en bonne santé, tant mieux !


[1]Creating a Sustainable Food FutureWorld Resources Institute, 2018.

[2]« Why people in rich countries are eating more vegan food »The Economist,13 octobre 2018.

Pas de vent, pas de soleil : on fait comment ?

Pour réduire (et un jour supprimer) notre dépendance aux énergies fossiles, l’une des voies les plus prometteuses est celle des énergies renouvelables et principalement deux d’entre elles : l’énergie solaire et l’énergie éolienne (qui exploite le vent).

La bonne nouvelle, c’est que le prix de ces énergies a chuté spectaculairement au cours des dernières années, au point que, dans certains pays du monde, des centrales solaires ou éoliennes sont désormais compétitives avec des centrales à charbon.

La moins bonne nouvelle, c’est qu’il n’y a pas toujours du soleil et du vent…et que cela pose un défi particulier aux systèmes électriques. Tout dépend de la part de ces énergies intermittentes dans le système électrique. Jusqu’à un certain seuil (qui est difficile à apprécier mais que nous ne devrions pas atteindre avant une dizaine d’années au moins), il n’y a pas de réelle difficulté et les systèmes peuvent s’adapter pour fournir de l’énergie en continu. Au-delà, la question commence à se poser de savoir comment on peut garder la lumière allumée dans les périodes sans soleil et sans vent. Cette question est cruciale pour aller vers un système énergétique décarboné et, d’une certaine manière, c’est la plus complexe que nous ayons à résoudre pour concevoir des systèmes robustes pour dans 20, 30 ou 50 ans.

Jusqu’à quel point est-ce déjà un sujet ? Certains pays comme le Royaume-Uni et l’Allemagne sont proches de la barre des 20%[1] : pour l’Allemagne des tensions apparaissent déjà dans le système électrique, qui se manifestent par des besoins en infrastructures (lignes haute tension) notamment. D’autres pays comme le Danemark sont beaucoup plus haut, à près de 50% : comme le Danemark est un petit pays il bénéficie de la flexibilité qu’apporte son intégration au système européen (lorsqu’il n’y a pas de vent pour ses éoliennes, il peut importer de l’électricité d’autres pays) mais ce qui fonctionne pour le Danemark ne serait sans doute pas viable pour l’ensemble de l’Union européenne, en tout cas pour l’instant. Une autre mesure des difficultés déjà constatées est l’effacement de la production d’énergie renouvelable : en Chine, 12% de l’énergie éolienne et 6% de l’énergie solaire potentiellement disponibles en 2017 ont été perdues car le système n’était pas en mesure de l’absorber.

Pour répondre à cette difficulté, il faut introduire de la flexibilité dans le système électrique et pour cela il y a quatre méthodes : avoir des sources d’énergie disponibles à la demande, prévoir du stockage, améliorer les interconnexions entre systèmes électriques et moduler la demande d’énergie.

Aujourd’hui la principale source de flexibilité est, de loin, les centrales thermiques, en particulier au gaz :il suffit d’alimenter la centrale lorsqu’il n’y a plus de vent ou de soleil. Ce système fonctionne très bien, son principal défaut c’est qu’il repose sur des énergies fossiles donc ce n’est pas une solution pour aller vers un système décarboné ! Économiquement, il n’est pas non plus sans susciter des interrogations en raison d’une contradiction : plus il y a d’énergies renouvelables, moins les centrales à gaz (par exemple) sont rentables puisqu’elles ne tournent qu’une partie de l’année ; mais plus elles sont nécessaires pour pallier la défaillance éventuelle des énergies intermittentes. Du coup, comment les financer ?

L’autre source importante de flexibilité dans l’offre d’énergie provient des centrales hydrauliques. Il est possible d’en ajuster le débit et certains centrales, appelées stations de transfert d’énergie par pompage (STEP), peuvent même stocker de l’énergie en transférant de l’eau dans un bassin supérieur, puis la restituer en faisant redescendre l’eau. Il s’agit d’une certaine manière de la solution idéale mais le nombre de sites est contraint par la géographie.

Les interconnexions sont fondamentales pour améliorer le fonctionnement du système électrique :en Europe par exemple les interconnexions entre pays jouent un grand rôle pour créer un marché unifié de l’électricité dans lequel une insuffisance de production dans un pays n’est pas problématique, du moment qu’un autre pays voisin dispose au même moment d’une source disponible. Globalement, plus on considère un marché large (l’Europe plutôt que la France seule), plus il y a de chance que la défaillance d’une zone soit compensée par une offre excédentaire dans une autre. Cela ne résoudra sans doute pas entièrement le problème car il peut y avoir des jours en hiver où il fait très froid (d’où une demande forte d’électricité pour la chaleur), où il n’y a pas de soleil (c’est fréquent en hiver !) et où le vent ne souffle pas dans une grande partie de l’Europe (cela peut arriver car les gisements de vent les plus importants, en Europe du nord, ne sont pas totalement indépendants).

La modulation de la demande, enfin, consiste à proposer à certains utilisateurs de réduire leur consommation au moment où il y a moins d’électricité disponible. Cela peut faire l’objet d’une rémunération spécifique (ce système existe pour certains industriels gros consommateurs qui acceptent de diminuer leur consommation, parfois avec un délai de quelques secondes, à des moments de tension) ou bien résulter d’une tarification (c’est le principe des heures pleines et creuses). La modulation de la demande ne représente que 1% de la flexibilité actuelle du système mais le potentiel est très supérieur.C’est vrai dans l’industrie mais aussi dans le commerce ou chez les particuliers. On pourrait imaginer, demain, que « l’internet des objets » se traduise par des bâtiments entièrement connectés dans lesquels la modulation de la consommation en fonction de la période de la journée se fasse de manière automatique (à titre d’exemple, un réfrigérateur peut cesser de fonctionner pendant une ou deux heures sans conséquence sur la conservation des aliments).

Quel que soit le potentiel de ces différentes pistes, il est certain que, au-delà d’un certain seuil et plus encore dans un système électrique entièrement décarboné, il sera nécessaire de disposer de capacités de stockage beaucoup plus importantes qu’aujourd’hui.

Ces capacités de stockage devront être de différentes natures car il existe en réalité deux formes différentes de variabilité à traiter. La première est la variabilité journalière : il y a du soleil le jour mais pas la nuit donc il faudrait pouvoir stocker l’électricité solaire le jour et l’utiliser la nuit, ou de l’électricité éolienne le matin pour l’après-midi par exemple. La seconde est la variabilité saisonnière : en Europe du Nord, il y a du soleil en été mais très peu en hiver donc il faudrait pouvoir stocker l’énergie correspondante pendant des mois. Si, comme certains le prévoient, l’énergie solaire devient dans quelques décennies l’énergie de choix pour le monde compte tenu de la chute de son coût[2]alors cette question deviendra essentielle.

Pour la variabilité journalière, la solution naturelle est la batterie. Et il est possible qu’un monde d’électricité décarbonée soit aussi un monde de batteries abondantes. Des grandes centrales à batteries pourraient ainsi remplacer des centrales à gaz pour couvrir la demande en période de pointe : la Californie a prévu d’installer 4 gigawatts de puissance (ce qui permettrait, par comparaison, de couvrir 10% de la consommation moyenne française en été).[3]On peut aussi imaginer un fonctionnement plus décentralisé : dans un monde plus électrique avec des voitures électriques, voire des batteries résidentielles, dans un grand nombre de ménages, il serait théoriquement possible de mobiliser l’ensemble de ces capacités de stockage en fonction des besoins du système électrique dans son ensemble.

Comme pour le coût des énergies renouvelables, notamment les panneaux photovoltaïques, la chute du coût des batteries rend crédible des scénarios qui paraissaient économiquement inconcevables il y a quelques années. De 1200 $ par kWh en 2009, il a chuté à 200 $ en 2016 et la baisse continue de se poursuivre. Mais ce qui est envisageable en théorie n’est pas forcément facile à réaliser à court terme : aujourd’hui la part des batteries dans le fonctionnement du système électrique reste négligeable et, malgré la chute de leurs cours, d’autres solutions sont probablement préférables, au moins pour les prochaines années.

Par ailleurs, les batteries ne sont pas une solution viable pour le stockage saisonnier, qui ne peut guère s’envisager qu’à travers des fluides : gaz ou liquide. Là aussi les solutions existent : l’hydrogène (que l’on peut fabriquer par électrolyse, à partir de l’eau) peut être stockée, puis consommée (pour la chaleur ou le transport). On peut aussi utiliser l’hydrogène pour fabriquer des carburants synthétiques, du méthane ou de l’essence, à condition de le combiner avec du dioxyde de carbone capturé directement dans l’atmosphère (dans ce cas, le carburant produit est neutre en termes d’émission : lorsqu’il est consommé on se contente de rejeter dans l’atmosphère le dioxyde de carbone qu’on y a puisé).[4]Potentiellement, une telle filière pourrait produire des carburants utilisables dans les infrastructures existantes (stations-service et conduites de gaz) ce qui serait beaucoup plus simple que de développer de nouveaux équipements.Malheureusement tous ces processus sont très gourmands en énergie, et donc coûteux : mais leur prix baissera s’ils sont envisagés à grande échelle et ils pourraient devenir intéressants dans un monde d’énergie solaire presque gratuite… à condition que ce monde arrive un jour.

Ce qui est sûr c’est que nous atteindrons d’ici 10 ou 20 ans (et plus tôt dans certains pays) la limite d’une approche exclusivement fondée sur des objectifs de relèvement progressif de la part des renouvelables dans notre mix électrique. Aujourd’hui, nous achetons l’énergie ainsi produite pour un montant fixe, souvent sur appel d’offres, alors que de plus en plus, sa valeur réelle sera très différente selon les cas : à terme un kilowatt-heure produit un jour de grand soleil pourrait ne rien valoir du tout (puisque nous aurons trop d’énergie) alors que nous aurions grand besoin de trouver des acteurs capables d’augmenter leur production, ou de réduire leur demande, les jours d’hiver sans soleil et sans vent (et donc la priorité sera de rémunérer ces acteurs-là).

Il est souhaitable de continuer à développer les énergies renouvelables, mais il serait également nécessaire dorénavant de consacrer une part significative, et croissante, de nos moyens dans ce domaine pour des expérimentations puis des déploiements de solutions de centrales à batteries, de stockage liquide, de modulation de la demande, bref d’un ensemble de dispositifs qui joueront un rôle aussi important, dans les systèmes électriques de demain, que les unités de production elles-mêmes. De cet équilibre dépendra notre capacité à faire des énergies renouvelables une composante croissante, et à terme dominante de notre mix énergétique… sauf si cela s’avère trop difficile ou trop coûteux, sachant que nous avons une autre option avec le nucléaire qui n’a sans doute pas dit son dernier mot (mais ce sera le sujet d’autres articles).

En définitive, la transition énergétique ne consistera pas seulement à remplacer des centrales à charbon ou à gaz par des centrales solaires ou éoliennes. Cette substitution est nécessaire mais elle conduit par voie de conséquence à repenser entièrement nos systèmes électriques, pour accommoder un fonctionnement totalement différent, reposant sur des énergies intermittentes qui remplacent des énergies à la demande. Et cette révolution-là n’en est qu’à ses débuts.


[1]World Energy Outlook 2018,Agence internationale de l’énergie, pour le taux de pénétration des renouvelables et pour les sources de flexibilité.

[2]Voir par exemple The Switch: How solar, storage and new tech means cheap power for all, Chris Goodall, 2016 pour une étude très complète de cette hypothèse.

[3]Drawdown: The Most Comprehensive Plan Ever Proposed to Reverse Global Warming,Paul Hawken, 2017 pour l’exemple de la Californie et le coût des batteries.

[4]Voir “The Future Cost of Electricity-Based Synthetic Fuels”, Agora Energiewende, 2018.

Avant de fermer des centrales nucléaires, regardons l’Allemagne

Dans le plan climat énergie présenté par le gouvernement français, et la programmation pluriannuelle de l’énergie qui en fait partie, un point en particulier a retenu l’attention : le rythme de fermeture des centrales nucléaires. Certains considèrent que l’on va trop vite, d’autres pas assez… Pour se faire une opinion, il n’est pas inutile de regarder un pays voisin et ami qui a justement décidé de sortir du nucléaire : l’Allemagne.

En 2011, la catastrophe de Fukushima a marqué un coup d’arrêt dans le développement du nucléaire dans le monde. Mais l’impact le plus significatif s’est fait sentir en Allemagne où le gouvernement d’Angela Merkel a engagé la transition énergétique, l’Energiewende,en prenant la décision de fermer toutes les centrales nucléaires allemandes. A l’époque, l’Allemagne comptait 17 centrales assurant environ le quart de la production électrique du pays : elles sont progressivement retirées et la dernière fermera en 2022. La décision fut également prise de développer massivement les énergies renouvelables, et c’est ce qui a été fait.

Au final, la montée des énergies renouvelables (qui aujourd’hui représentent 30% de la production électrique) a accompagné à la fois la sortie du nucléaire et la baisse du recours au charbon.[1]Ainsi, plus de la moitié de l’effort de déploiement des énergies renouvelables visait à remplacer le nucléaire, donc à substituer une énergie décarbonée à une autre.

Cette évolution a eu plusieurs conséquences. D’une part, elle a coûté très cher : il a fallu subventionner massivement les énergies renouvelables, pour remplacer une électricité bon marché produite par des centrales déjà amorties. De plus on a remplacé une énergie nucléaire « de base » (qui produit de manière continue) par des énergies renouvelables intermittentes (les éoliennes ne tournent que quand il y a du vent, le photovoltaïque ne produit de l’électricité que quand il y a du soleil). Avec 33% de renouvelable en 2017 dans le mix électrique dont 22% pour l’éolien et le solaire, le système électrique connaît d’ores et déjà des situations de tension dans certains cas : en témoigne la nécessité de construire de nouvelles lignes haute tension pour alimenter le sud (où se trouvent les centres industriels) depuis le nord (où est située une partie du parc éolien), qui se heurte à de fortes oppositions.

Au final, les ménages allemands paient deux fois plus cher leur électricité que les ménages français, tout en émettant presque deux fois plus de dioxyde de carbone(9,7 tonnes par personne et par an, contre 5,5 tonnes pour les Français[2]), et même cinq fois plus si on considère uniquement les émissions liées à la production d’électricité ! Payer deux fois plus cher pour des résultats bien moins bons, ce n’est pas une réussite complète… qui conduit à constater qu’en fait l’Allemagne avait moins une stratégie énergétique pour le climat qu’une stratégie énergétique de sortie du nucléaire.

Le débat sur le nucléaire est un débat passionné que nous n’allons pas trancher ici (nous pourrons y revenir plus tard). Les arguments de ceux qui souhaitent en finir avec le nucléaire reposent sur le risque supposé des centrales (en réalité le nucléaire est responsable de beaucoup moins de morts que le charbon par exemple, mais c’est vrai qu’un accident est toujours possible) et sur les conséquences en termes de déchets toxiques. Ce problème est évidemment sérieux mais il est très loin de représenter une menace globale pour l’équilibre de la planète, comme le changement climatique.

D’un pur point de vue économique, en tout cas, s’il est légitime de s’interroger sur l’avenir de cette énergie compte tenu du coût des nouvelles centrales, la décision sur les centrales existantes est très différente. Fondamentalement, fermer une centrale nucléaire qui n’est pas au bout de sa durée de vie (ce que l’Allemagne est un des seuls pays au monde à avoir fait) est une décision économiquement difficile à justifier parce qu’elle représente une destruction massive de capital.Pour le nucléaire, l’essentiel du prix de l’électricité résulte du coût de la construction de la centrale, à la différence des énergies fossiles pour lesquelles il est surtout lié au coût des énergies consommées. Se priver d’une énergie bon marché, qui plus est décarbonée, est une décision étonnante si l’on considère d’abord la nécessité de préserver notre sécurité énergétique tout en réduisant nos émissions.

Quels sont les enseignements du cas allemand pour la France ? La question du nucléaire est évidemment cruciale pour notre pays qui occupe une position unique au monde, avec une électricité nucléaire à 70%. L’ambition affichée par le précédent gouvernement de réduire cette part à 50% en 2025, était clairement inatteignable. Emmanuel Macron, avec sagesse, a repoussé cet objectif à 2035.

Il peut à la rigueur être souhaitable de « lisser » un peu la sortie du nucléaire en évitant de devoir fermer un trop grand nombre de centrales en même temps. Ce sujet se pose en France à cause de la vitesse à laquelle on a construit le parc français, avec un très grand nombre de réacteurs mis en ligne en quelques années à partir de 1980 : s’ils ferment tous à quelques années d’intervalle on assistera à une chute brutale de la production ; c’est ce qu’on appelle « l’effet falaise ». Or l’installations de nouvelles sources d’énergies décarbonées, qu’il s’agisse d’éoliennes ou de centrales solaires (ou de nouvelles centrales nucléaires !) sera nécessairement progressives.

Mais cela ne justifie certainement pas de vouloir aller plus vite que la musique en fermant trop tôt, et de manière massive, des centrales nucléaires. Les énergies fossiles représentent 80% de la consommation totale d’énergie dans le monde, et l’objectif est d’arriver un jour à 0 : cela prendra de toute façon du temps, mais si l’on commence par s’attaquer aux 20% d’énergies décarbonées, on n’en prend pas le chemin !


[1]  ande : la fin des ambitions ? », France Stratégie, août 2017 et « Germany’s energy consumption in 2017 », Craig Morris, Energy Transition, 11 janvier 2018.

[2]Global Carbon Atlas.

America first, la stratégie américaine pour le climat

Les Etats-Unis ne sont plus le « premier pollueur de la planète » – depuis 2005 la Chine émet plus de dioxyde de carbone, au total, que les Etats-Unis – mais ils restent, parmi les grands pays, de loin celui qui affiche le plus d’émissions par habitant : 16 tonnes par personne et par an contre 7 en moyenne pour l’Union européenne, comme pour la Chine.Pourtant, suite à l’élection de Donald Trump, l’administration américaine est devenue hostile à toute politique volontariste en matière de climat. Le retrait des Etats-Unis de la conférence de Paris en représente la manifestation la plus visible, mais en réalité, elle n’est qu’une initiative parmi beaucoup d’autres, dans ce domaine comme dans le champ environnemental plus généralement.

L’Environmental Protection Agency (EPA) a modifié les règles d’émission qui s’appliquent aux producteurs d’électricité pour limiter leurs contraintes, avec l’objectif assumé de renforcer l’usage du charbon.L’impact des nouvelles règles sera une réduction des émissions de dioxyde de carbone de l’ordre de 1%, au lieu de 20% dans le régime antérieur, fixé par Obama. Les modifications entraîneront également des centaines de morts dues à la pollution et des milliers de cas de pathologies respiratoires. Le plus étonnant, c’est que l’économie de ces nouvelles règles pour l’industrie, estimée à 400 millions de dollars, est négligeable par rapport à la taille du secteur… ce qui s’explique par le fait que le charbon est de moins en moins compétitif, notamment par rapport au gaz, et qu’il ne serait donc pas très coûteux de retenir des normes plus strictes. Autrement dit la nouvelle administration ne souhaite pas engager des mesures en faveur de l’environnement, même quand ces mesures ne coûteraient presque rien.[1]

L’administration a également gelé les règles d’émission appliquées aux voitures en 2020, en retirant l’obligation de continuer à rendre les véhicules moins gourmands en essence les années ultérieures.Cette décision était souhaitée par les fabricants de voiture, mais elle n’est pas particulièrement populaire, car, au-delà de son impact sur l’environnement, elle aura pour conséquence que les Américains vont payer davantage en essence… L’impact en termes de relèvement des émissions du secteur pourrait être de 11% d’ici 2035.[2]Et l’administration cherche également à interdire à la Californie d’imposer des règles plus strictes, ce qui est particulièrement étonnant : pourquoi empêcher un État d’être plus ambitieux ?

Une autre mesure significative concerne les émissions de méthane dues à l’exploitation des énergies fossiles. Le méthane est un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone, même s’il reste moins longtemps dans l’atmosphère. En diminuant la régularité des inspections des installations de forage, et en augmentant la durée permise pour effectuer les réparations, l’administration permet dans les faits aux exploitants de laisser s’échapper beaucoup plus de méthane.

Ces décisions sont certainement liées en partie à la volonté de Trump de revenir sur toutes les décisions importantes d’Obama (une préoccupation visible dans bien d’autres domaines que l’environnement…) ainsi qu’à la pression de l’industrie. Tous les présidents écoutent les acteurs économiques, ce qui est naturel, mais le poids particulièrement élevé des lobbys de l’énergie dans cette administration est incontestable.Ainsi, les deux postes les plus importants en matière de l’environnement, ceux du directeur de l’Environmental Protection Agency et de l’Interior Department (qui décide par exemple d’autoriser ou non l’exploitation d’énergies fossiles dans les zones naturelles) sont tenus respectivement par Andrew Wheeler et David Bernhardt. Andrew Wheeler est un ancien lobbyiste pour l’industrie du charbon. David Bernhardt travaillait dans une entreprise de conseil juridique pour le secteur des énergies fossiles. Et il ne s’agit que des postes les plus importants, à des niveaux juste en-dessous on trouve des choix encore plus singuliers. Will Happer, le directeur des nouvelles technologies au National Security Council, considère que le changement climatique est une chance et que la Terre tirera globalement bénéfice d’un niveau plus élevé de dioxyde de carbone (un jugement qui n’est évidemment partagé par aucun scientifique du secteur).

Mais, au-delà de l’indifférence de Trump (et plus généralement des Républicains) à l’égard des enjeux environnementaux, il y a aussi un raisonnement derrière ces évolutions. Comme dans Hamlet, « il y a une méthode dans cette folie ».

Celle-ci se trouve dans la nouvelle doctrine de l’EPA, exposée lors de l’adoption des règles modifiées sur les centrales électriques. Dorénavant, pour évaluer les conséquences négatives des émissions, l’EPA ne considère plus l’impact sur la planète, mais seulement sur les Etats-Unis. Cela aboutit évidemment à une évaluation beaucoup plus faible du coût associé à ces émissions, et permet de justifier une politique tolérant plus de pollution (a priori, c’est le but).[3]

Dans le même esprit, l’évaluation qui a accompagné la nouvelle règle (ou plutôt l’absence de règle) sur les émissions de voitures cite explicitement la projection d’une hausse des températures de 4°C d’ici la fin du siècle, ce qui représente la fourchette haute (mais pas invraisemblable) des projections, et serait une catastrophe planétaire. Mais elle n’en déduit pas que cela entraîne une quelconque nécessité de réduire les émissions puisque : d’après les rapporteurs, la décision américaine dans ce domaine à elle seule aurait peu d’impact, de sorte qu’il vaut mieux se préparer à une évolution inéluctable.[4]

Pour égoïste qu’elle soit, cette approche pointe bien le problème fondamental du changement climatique : chaque acteur (qu’il s’agisse d’un Etat ou a fortiori d’une collectivité ou d’un individu) n’a qu’un intérêt limité à agir puisqu’il ne bénéficiera que d’une petite partie de l’impact planétaire de son action. Et ceux qui ne font rien sont, dans le langage des économistes, des « passagers clandestins » : ils bénéficient de tous les efforts des autres, sans consentir aucun coût.

En fait, la stratégie de Donald Trump c’est America first : si le président des Etats-Unis ne regarde que l’impact de ses actions sur les Etats-Unis alors l’incitation à prendre des mesures de réduction des émissions devient très faible. Et si la France, par exemple, devait faire pareil, alors son incitation à faire quoi que ce soit serait pratiquement nulle (puisque la France représente 1% des émissions mondiales, et non 15% comme les Etats-Unis…)

Bien entendu, il s’agit d’une politique à courte vue. Les choix des Etats-Unis ont un impact au-delà de leurs frontières et beaucoup de pays estiment que leur responsabilité à agir est moindre, dès lors que l’un des principaux pollueurs s’exonère de toute responsabilité.

Mais il est indispensable, à plus long terme, d’imaginer un système international dans lequel un ensemble de pays (espérons-le, presque tous) s’engagent dans un dispositif d’engagements réciproques afin de limiter le problème du « passager clandestin ».Et ce jour-là, il faudra aussi trouver une manière de traiter la situation de ceux qui refusent la démarche collective, par exemple à travers une « taxe carbone aux frontières » qui les exclue de fait des règles commerciales favorables pratiquées à l’intérieur du bloc. Il reste à espérer que, d’ici là, les Etats-Unis, qui par le passé ont pu jouer un rôle significatif dans la lutte contre le changement climatique (notamment avec Obama dans la préparation de l’accord de Paris) auront rejoint le camp de ce qu’on pourrait appeler la responsabilité climatique…


[1]“New Trump power plant plan would release hundreds of millions of tons of CO2”Washington Post, 18 août 2018.

[2]andards-e5e65a8a4607/ »>“Widespread disapproval greets Trump’s rollback of auto emissions and fuel efficiency standards”, Mark Hand, ThinkProgress,2 août 2018.

[3]« New EPA document reveals sharply lower estimate of the cost of climate change », Chris Mooney, The Washington Post, 11 octobre 2017.

[4]« Trump administration sees a 7-degree rise in global temperatures by 2100 »The Washington Post, 28 septembre 2018.