Ruptures technologiques et usages de l’énergie

Publié le 13.10.2014
Lycée
Sciences et technologies de l’industrie et du développement durable

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Les transitions énergétiques dépendent de nombreux facteurs, comme les évènements géopolitiques et économiques ou les résultats des négociations internationales sur le climat. Mais ils dépendent aussi en grande partie de ruptures technologiques et de nouveaux usages de l’énergie, appuyés sur de nouveaux comportements des consommateurs.

Un laboratoire d'étude de la corrosion

Les transitions énergétiques visent à passer d’un monde aujourd’hui fondé à 80 % sur les énergies fossiles à un monde avec plus d’énergies durables et une meilleure gestion de la consommation. Réaliser un objectif aussi ambitieux suppose des « ruptures ».

Qu’est-ce qu’une rupture ?

Une rupture réussie ne peut pas reposer sur une simple « invention », aussi révolutionnaire soit-elle. Elle implique certes une évolution technologique, mais suppose la réalisation d’autres éléments :
  • une évolution industrielle, pour assurer une production de masse ;
  • une évolution des politiques publiques et une évolution réglementaire pour fixer des normes ;
  • une évolution des grandes infrastructures de transport, de distribution, de circulation, pour assurer le fonctionnement des nouveaux usages ;
  • une évolution sociétale, pour engager des comportements nouveaux de la part des usagers et des consommateurs.

Pour assurer la cohérence et la concomitance de ces évolutions, il faut souvent de dix à vingt ans, voire plus. L’exemple de l’Internet est éclairant : les premiers réseaux mondiaux ont été réservés aux scientifiques et aux militaires dans les années 80, la toile est devenue grand public dans les années 90, et les applications mobiles ont connu leur expansion au début des années 2010. Tout au long de ce chemin, il a fallu produire ordinateurs et téléphones, organiser le tissu d’opérateurs et de régulateurs, accroître les capacités des télécommunications, et adapter les usages à des publics de toute nature.

La rupture est acquise quand il y a une convergence de plusieurs technologies et innovations : les smart phones sont nés de la convergence du GPS, des écrans tactiles, des logiciels, de la fibre optique, en même temps qu’un public large s’emparait du téléphone portable pour ses besoins quotidiens.

Une rupture technologique exige la concomitance d’évolutions industrielles, réglementaires et sociétales.

Les ruptures du monde de l’énergie

Dans le domaine de l’énergie, de nombreux scénarios à horizon 2020, 2050, voire 2100 sont élaborés. Ils supposent tous des ruptures technologiques, politiques, économiques ou sociétales.

Ces trajectoires sont plus ou moins théoriques car de nombreux facteurs peuvent dévier leur cours. A titre d’exemple, la Chine a planifié son développement mais se heurte aujourd’hui à la question de la pollution de ses villes qui la conduisent à reconsidérer son utilisation du charbon.

Parmi tous les chemins proposés, revient un certain nombre de grands « invariants ». En France, l’Ancre (Alliance nationale de la coordination de la recherche pour l’énergie) en a identifié trois :
  • l’  : elle est au cœur de la nécessaire réduction de la consommation d’énergie dans les transports, le bâtiment et l’énergie. Cela suppose des innovations technologiques dans des matériaux, des produits et des procédés plus sobres : par exemple des matériaux de construction performants, la généralisation de voitures consommant 2 litres aux 100 kilomètres et de véhicules électriques.
  • le développement des énergies renouvelables : les ruptures technologiques, industrielles et réglementaires doivent impérativement assurer des coûts voisins de ceux des autres moyens de production.
  • le stockage de l’énergie et une nouvelle intelligence des réseaux : ils sont la condition indispensable à un déploiement massif des énergies renouvelables, souvent intermittentes comme le solaire et l’éolien. 

Les facteurs d’incertitude

Les transitions énergétiques peuvent aussi être modifiées par les progrès dans une série de domaines dont l’évolution est difficile à prévoir.

Par exemple, la technique du captage et stockage du CO2 modifierait profondément les scénarios en maintenant la pertinence des systèmes fondés sur les énergies fossiles. Mais elle n’est pas aujourd’hui réalisable en raison de son coût économique. Elle pourrait le devenir si les marchés du carbone mondiaux ou régionaux faisaient grimper les prix de la tonne de carbone.

Les technologies de l’ font l’objet de nombreuses recherches mais leur développement à grande échelle prendra sans doute plusieurs décennies.

La 4e génération de centrales nucléaires est en cours d’étude mais se heurte à des réticences sociétales non négligeables. Quant à la , elle fait l’objet d’un programme international (ITER) mais l’objectif ne sera guère atteint, s’il l’est, avant la fin du siècle.