Centrale-Énergies

Retour sur le nucléaire français

Christiane Drevet (ECN 65) — 2022-03-04T14:17:45Z

Nous revenons sur le parc nucléaire français actuel, en termes de localisations, puissances, dates de construction et sur les prospectives à 2050 des scénarios de mix électrique de RTE - rapports d'octobre 2021 et février 2022 et article Les enseignements des études RTE et ADEME d'Alain Argenson (ECN 62)

1) la localisation des centrales françaises, avec leurs puissances respectives, est représentée ci-dessous :

Source : IRSN.fr

Source : IRSN.fr

Source : IRSN.fr
2) Jean-Pierre Hutin (ECN 73) lors de sa conférence devant Centrale-Energies en janvier 2017 nous a présenté l'âge des différentes centrales françaises. Nous en reportons le graphique ci-dessous :

3) Nous pouvons maintenant dresser le tableau de ces différentes centrales afin de se faire une idée plus précise de la date où elles atteindront 50 puis 60 ans, voire 70 ans, à supposer que l'ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) ait donné son aval à la prolongation de 10 ans pour chacune d'elles à la 4ème visite décennale (âge de 40 ans), puis à la cinquième visite (âge de 50 ans), voire à la sixième visite (60 ans), comme nous allons le voir.

Ce calendrier est remarquable, car la France a été capable de construire en un temps record de 20 ans, 58 centrales, soit 3 centrales par an en moyenne, dont les 56 en service et les deux de Fessenheim fermées aujourd'hui.

L'ensemble des 56 centrales représente 28, 8 + 26 + 5,8 = 60,6 GW .

4) Afin de mieux comprendre ce que cela impliquerait en terme d'énergie nucléaire pour le futur, nous rappelons ici certains faits récents :

• "La loi-énergie-climat du 8 novembre 2019", inscrivait l'objectif de neutralité carbone en 2050 pour répondre à l'urgence climatique et à l'Accord de Paris, avec la sortie des énergies fossiles. A l'époque, pour y répondre, une voie importante est le développement des énergies renouvelables. Par ailleurs, conformément aux engagements du président de la République, confirmés à l'occasion de la présentation de "la Stratégie française pour l'énergie et le climat" de novembre 2018, les deux réacteurs de la centrale nucléaire de Fessenheim devaient être arrêtés d'ici l'été 2020 (cela a maintenant été fait). Le ministère de la Transition écologique et solidaire avait par ailleurs signé un projet de territoire pour Fessenheim afin d'accompagner cette transition. La diversification du mix électrique, dans le cadre d'une stratégie de réduction lissée et pilotée des capacités nucléaires existantes, devait être poursuivie pour atteindre 50 % de la production en 2035, avec la fermeture de 14 réacteurs de 2025 à 2035 (réponse d'EDF aux actionnaires en mai 2021).

• A ce jour, il n'y aurait plus d'objectifs de fermetures de centrales du parc actuel, ce qui pourrait être réévalué lors du débat parlementaire sur la PPE de 2023, compte tenu des futures décisions à prendre sur le mix électrique à 2050 liées à l'objectif d'atteinte à cette date de la neutralité carbone (abandon total des énergies fossiles, charbon, pétrole et gaz). Notons que les premières prolongations de 10 ans des réacteurs ayant atteint 40 ans ont été effectuées avec succès à fin 2021, impliquant 8 réacteurs de 900 MW les plus anciens (cf tableau ci-dessus "900MW - 32 centrales" et réponse d'EDF aux actionnaires en mai 2021). Les décisions de prolongation pour 10 ans sont prises au cas par cas par l'ASN sur présentation d'un dossier instruit par EDF

• Il est bien apparu dans l'étude RTE d'octobre 2021, reprise en février 2022, que la France aura besoin des deux types d'énergie, renouvelables et nucléaire, pour répondre à l'objectif de décarbonation du mix électrique Ceci semble justifié, compte tenu de la nécessité de beaucoup plus d'électricité à cette échéance. Il est proposé ainsi par RTE 6 scénarios de mix électrique, dont deux conservent des réacteurs du parc actuel dit nucléaire historique et 3 autres y ajoutent du nouveau nucléaire, des EPR2. Dans le résumé qui en est fait par Alain Argenson, il est repris 3 de ces scénarios :
M0 : 100% ENR
N1 : ENR, à 74% du mix + (nucléaire historique + nouveau nucléaire), à 26% du mix
N03 : ENR, à 50% du mix + (nucléaire historique + nouveau nucléaire), à 50% du mix.

5) La parc nucléaire français en 2050 selon RTE :
Reprenons les énergies nucléaires nécessaires dans les deux scénarios N1 et N03, et déduisons-en l'âge des réacteurs historiques qui seraient à conserver :

Dans les deux cas, des réacteurs nucléaires du parc actuel devront avoir été prolongés au-delà de 50 ans, et il faudra conserver quelques réacteurs ayant eu l'autorisation de l'ASN de dépasser 60 ans. Des situations intermédiaires sont évidemment possibles. La construction d'autres réacteurs SMR pourraient remplacer ces réacteurs ayant dépassé 60 ans (cf. point 6). Les autres réacteurs du parc actuel (tous ceux de 900 mW et les autres de 1300 MW) seront à l'arrêt, à moins que l'autorisation de dépasser 60 ans pour certains d'entre eux n'ait été donnée par l'ASN, en fonction des besoins. Sinon, ils devront à terme avoir été démantelés. Notons que les quatre plus anciens réacteurs du parc actuel, à Bugey, auront atteint 70 et 71 ans en 2050.

6) Annonce récente de Mr Macron sur le nucléaire
L'annonce de Mr Macron de 6 EPR2, avec en option 8 autres EPR2 (cf. « M Macron confirme le virage nucléaire français » le Monde du 12 février 2022), correspond approximativement aux scénarios N1 et N03 du rapport RTE. Les 2 premiers seraient mis en service en 2035, avec début de la construction en 2028, après un débat national. Le coût en serait pour le lot de 6 de l'ordre de 50 milliards d'euros (par effet de série et de simplification de la construction). Le financement du nouveau nucléaire fera l'objet d'un article à paraître. Notons également le financement à hauteur de 500 millions d'euros du 1er projet Nuward (Small Modular Reactor, SMR) pour 2035, soit 2 réacteurs de 170 MW chacun (cf. la conférence de Centrale-Energies sur ce sujet en janvier 2020). Un autre bouquet de 500 millions d'euros pourrait aussi être affecté à l'étude de nouveaux projets SMR.
En 2035, 29 des 32 réacteurs de 900 MW auront atteint 50 ans et EDF devra avoir demandé à l'ASN l'autorisation de leur prolongation de 10 ans au-delà de 50 ans, en fonction des besoins en énergie électrique à cette date et du chemin de montée en puissance qu'auront pris les 2 EPR2 et les ENR.

7) Concernant les ENR
Le déploiement en masse des ENR dans tous les scénarios de RTE (y compris dans le N03 correspondant à 50% de nucléaire), et particulièrement de grands champs de solaire et d'éoliennes en mer, constitue une gageure, compte tenu du retard que la France a déjà pris par rapport à ses objectifs.

Une Histoire de climat

Christiane Drevet (ECN 65) — 2021-03-04T22:03:31Z

Sont ici réunies de façon chronologique quelques références relatives au dérèglement climatique en cours et leurs conclusions principales.

2005 : En avril, Mr Laurent Turpin, chef du laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (LSCE, unité mixte CEA-CRNS), présente devant la Communauté Centralienne rue Jean Goujon : "le réchauffement climatique –vérités-contre-vérités - Que savons-nous ? (qu'ignorons nous ?) Où allons-nous ? (d'où partons nous ?)". Le CR en est rédigé dans le n° 47 de septembre 2005 de la revue de l'association des anciens de Centrale-Nantes, l'hippocampe.

Hippocampe n°47 09/2005 CR par Christiane Drevet

Le graphe ci-dessus de l'article compare les mesures du changement de la température moyenne de la surface terrestre, de 1860 à 1995, avec les modélisations du Hadley Center, couplées au cycle du carbone du LSCE. Seule la modélisation qui prend en compte à la fois les effets anthropiques et la variabilité naturelle du climat permet la restitution des mesures, et ceci dès 1950 - 1960. La modélisation basée uniquement sur la variabilité naturelle ne restitue pas la pente croissante du changement de la température moyenne à partir de ces dates. La dernière page de cet article reprend la séquence des Questions-Réponses, très pertinentes et toujours d'actualité.

2006 : Devant ce constat confirmé, création en juin par Christiane Drevet et d'autres Centraliens bénévoles des Ecoles Centrale d'un intergroupe professionnel www.centrale-energies.fr, destiné à se faire le relais auprès des ingénieurs, scientifiques, commerciaux et autres membres de la Société Civile, des différentes solutions permettant à terme d'enrayer cet emballement climatique (conférences mensuelles et flash d'infos bimestriels depuis cette date jusqu'à aujourd'hui).

2008 : Article de Hakan Grudd paléo-climatologue suédois, dans climate dynamics.

2010 : Dans ”L'imposture Climatique, ou la fausse écologie”, Ed. Plon, publié en février, Claude Allègre ne se prive pas de critiquer lourdement le GIEC et arrive à des conclusions opposées à celles du GIEC, grâce à la mise en avant de plusieurs « erreurs », en particulier une « falsification » d'une des courbes de Mr Grudd de 2008.
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2010 : Dans “L'imposteur, c'est lui, réponse à Claude Allegre”, Ed. Stock, publié en avril, Sylvestre Huet, journaliste scientifique, pointe du doigt ces « erreurs ».
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Entre-temps, Mr Grudd, alerté, confirme la « falsification », gratifiant l'attitude de Claude Allegre de “contraire à l'éthique de la recherche” et “trompeuse” pour le grand Public. http://pinguet.free.fr/huet310.pdf

Sylvestre Huet y ajoute un chapitre supplémentaire sur les agissements en climatologie du géophysicien Mr Courtillot, bras droit de Mr Allegre.

2010 : A l'instigation de Mme Valérie Masson-Delmotte (EC Paris 1993), plus de 400 chercheurs, dans une lettre ouverte à Mme Valérie Pécresse, Ministre de l'Education Supérieure et de la Recherche, intitulée : « éthique scientifique et sciences du climat » lui demandent d'organiser un débat scientifique afin de parvenir à un état de l'art des connaissances en matière de climat. Cette dernière demande à l'Académie des Sciences de trancher sur la controverse. Mr Courtillot, bras droit de M Allègre, qui est lui-même académicien, est chargé d'organiser la confrontation avec les climatologues, qui a lieu en septembre. En octobre, l'Académie de Sciences publie son rapport « le changement climatique ».

https://www.academie-sciences.fr/fr/Rapports-ouvrages-avis-et-recommandations-de-l-Academie/le-changement-climatique.html

Le rapport donne raison aux climatologues, donc tort à MM Allègre et Courtillot. Il déclare notamment :
"Plusieurs indicateurs indépendants montrent une augmentation du réchauffement climatique de 1975 à 2003. Cette augmentation est principalement due à l'augmentation de la concentration de CO2 dans l'atmosphère, et à un moindre degré des autres gaz à effet de serre, ces concentrations étant dues aux activités humaines. L'activité solaire ne peut être dominante dans le réchauffement observé depuis 1975”.

Messieurs les Académiciens Allegre et Courtillot signent le rapport avec les autres membres Académiciens de cette institution. Madame Valérie Pécresse, commentant le rapport de l'Académie des sciences, le qualifie de "parole claire et unanime qui affirme l'existence d'un réchauffement qui n'est pas provoqué principalement par l'activité solaire, mais par l'impact des activités humaines".

De 2011 à 2020 : De nombreuses présentations de MM Courtillot, Gervais et Beauzami, affichant leur climato-scepticisme, ont lieu en salle, par écrit ou sur le net (youtube).

2013 : Rapport de l'Académie des Sciences européennes sur les liens éventuels entre les événements climatiques extrêmes et le réchauffement climatique en cours.

2013 : Mr Gervais publie “L'Innocence du carbone”. L'effet de serre remis en question”, Ed. Albin Michel. L'effet de serre anthropique est à nouveau remis en cause, malgré le rapport de l'Académie des Sciences de 2010.
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2014 : Un article intitulé « changement climatique » parait dans la revue n° 84 de l'hippocampe de décembre 2014, écrit par Mr Yves Maria-Sube.

Hippocampe dec 2014 n°84

L'auteur, qui met en cause de façon violente le GIEC et l'intégrité de ses présentations, se réfère plusieurs fois à Mr Allegre. Il en reprend la thèse d'une oscillation multi-décennale de période 50 à 60 ans de la température moyenne au sol de notre planète, due essentiellement au soleil et non aux effets anthropiques. Se référant à l'historique des mesures de 1880 à 2000, il en « extrapole » une prévision de décroissance de cette température moyenne de 2000 à 2030, comme sur le graphe ci-dessous, issu de cet article. Il y met en regard les prévisions du GIEC à 2100 (IPCC Prediction).

Le schéma de Mr Maria-Sube n'est pas confirmé par les mesures, reportées ci-dessous et issues du rapport spécial du GIEC « global warming of 1.5°C » de 2018 (pour ne pas dépasser 1.5 °C en 2050). La hausse régulière de la température moyenne de 1986 à 2017 se retrouve dans la modélisation, qui est bien compatible avec les mesures, dans leurs fourchettes respectives d'incertitude.

2015 : Centrale-Energies (en accord avec Cédric RIngenbach alors Directeur du Shift Project, maintenant fondateur de l'association "La Fresque du Climat") s'exprime en ne cautionnant pas les conclusions de Yves Maria-Sube : « L'article de Yves Maria-Sube sur le climat dans l'hippocampe n° 84 a beaucoup étonné Centrales Energies. En effet, cet article qui aurait dû être un exposé objectif de deux points de vue contradictoires, n'en est pas resté là, et a pris en réalité clairement parti, en dénonçant le manque de rigueur et le parti pris des travaux "relayés" par le GIEC, émanant de laboratoires du Monde entier, et en donnant, en conclusion, un avis trop personnel et politique, avis qui sort complètement de l'exercice d'exposé objectif, auquel tout lecteur de la revue était en droit de s'attendre ».

2015 : Un rapport de Mr Beauzami, Président depuis 1995 de la Société de Calcul Mathématique SA (SCMSA), met en doute violemment l'intégrité de la valeur scientifique du GIEC, à tous niveaux : interprétations des mesures, modélisations, prises en compte des phénomènes physiques, …
http://www.scmsa.eu/archives/SCM_RC_2015_08.pdf

2018 : Le Conseil des académies des sciences européennes publie une mise à jour du rapport de 2013 (voir plus haut)

2018 : Mr Gervais publie “ L'urgence climatique est un leurre”, Ed. L'Artilleur. Il revient sur un phénomène cyclique de l'influence solaire, qui serait dominant pour le climat, du type de celui mis en avant par M Yves Maria-Sube fin 2014.
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2018 : le gouvernement prend acte de l'impact du réchauffement climatique sur les événements extrêmes (tornades, canicules, inondations, montée des océans, fontes des glaciers et du permafrost de Sibérie, …)
https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/ONERC_Rapport_2018_Evenements_meteorologiques_extremes_et_CC_WEB.pdf

2018-2019 : Une réfutation point par point des assertions inexactes des vidéos de Mrs Courtillot et Gervais est faite par Rodolphe Meyer, ingénieur ESPCI de Paris et Docteur en environnement - cf sa chaine youtube :
https://www.lereveilleur.com/category/changement-climatique/

2019 : Le Point publie en novembre 2019 : Climat, nucléaire, homéopathie… Pourquoi nous maltraitons la science. ENTRETIEN. Des climatosceptiques aux écologistes, Sylvestre Huet déplore le manque de culture scientifique des politiques, journalistes et citoyens.

2019 : Du 2 au 13 décembre se tient à Madrid la COP 25 (25ème Conférence des Parties). La paléoclimatologue Valérie Masson-Delmotte (EC Paris 1993), constate, dans un entretien accordé au « Bilan du monde », le peu d'avancées concrètes dans la lutte contre le réchauffement climatique. Elle appelle à dépasser les émotions paralysantes en faveur d'une approche plus rationnelle : « Il faut construire des transitions écologiques justes ». Elle publie « Climat. Le vrai et le faux », dont le but est de démonter les arguments climato-sceptiques et de montrer que les auteurs climato-sceptiques, en France, sont notamment motivés par l'idée que la technique « permet et permettra de régler tous les problèmes ».

Elle contribue à la rédaction des quatrième et cinquième rapports du GIEC. Le 7 octobre 2015, elle est élue co-prèsidente du groupe de travail no 1 du GIEC, qui travaille sur les bases physiques du climat. Elle est membre du Haut Conseil pour le climat (HCC), créé en 2018 et placé auprès du Premier ministre français.

2019 : En décembre, création du groupe professionnel Centrale Transition, à l'initiative de Julie Prinet (EC Nantes 2010). La mission de CentraleTransition est de contribuer à l'accélération de la transition écologique vers une société durable, socialement équitable, écologiquement soutenable et désirable pour tous les êtres vivants et écosystèmes.
https://centraletransition.org/

2020 : Un colloque est organisé les 28 et 29 janvier par l'Académie des Sciences. Les organisateurs en sont Sébastien Balibar, physicien, Jean Jouzel et Hervé Le Treut, climatologues, tous membres de cette institution. Il est ouvert au public et présente plusieurs exposés sur les résultats et méthodes des sciences du climat, mais aussi les dimensions économique, sociale et technologique attachées aux questions relatives au changement climatique. Son titre est : « face au changement climatique, le champ des possibles ». La synthèse est en lien ci-dessous.
https://www.academie-sciences.fr/pdf/conf/synthese_multimedia_climat2020.pdf
https://www.academie-sciences.fr/fr/Colloques-conferences-et-debats/changement-climatique.html
Le Quotidien « le Monde » relaie ce colloque sous le titre « L'Académie des Sciences tourne la page du climatoscepticisme » , et pourtant, un peu plus tard ……

Yves Maria-Stube dec 2020

2020 : Un article de Mr Yves Marie-Sube paraît dans l'hippocampe n° 108 de décembre, intitulé « l'influence du soleil sur le climat au cours de l'anthropocène ». Il y met en doute à nouveau l'intégrité du GIEC et promet en conclusion une diminution lente et durable de la température mondiale de 2020 à 2026, dans la continuité de celle qu'il annonçait fin 2014 (cf plus haut), ce qui serait à ses yeux une révolution dans la climatologie.

2021 : En mars, un article « Climatologie : quand l'influence de l'être humain renverse les forces géologiques et astronomiques » est co-rédigé par Claire-Emile Lecocq (EC Lyon 2010) et Christiane Drevet (EC Nantes 1965) . Il se veut une réponse aux articles de Mr Yves Maria-Sube de décembre 2014 et décembre 2020 (cf plus haut), en y rétablissant la probité irréfutable des résultats scientifiques présentés par le GIEC en 2014 et 2018, où mesures et modélisations se correspondent, infirmant de ce fait les conclusions de Mr Yves Maria-Sube.

Cet article est reproduit ici et il paraîtra dans les prochaines revues des anciens des Ecoles Centrale de Nantes et de Lille. Il a fait également récemment l'objet d'un lien dans un post sur Linkedin de Julie Prinet (EC Nantes 2011) de CentraleTransition.

L'effet de serre atmosphérique

Cédric Ringenbach (ECN 96), Christiane Drevet (ECN 65) — 2014-04-01T20:29:00Z

Nous reprenons ici l'excellente étude didactique de Jean-Louis Dufresne et Jacques Treiner relative à l'effet de serre atmosphérique (réf 1).

Dans cet article, les auteurs montrent par un raisonnement simple que, malgré la saturation de l'absorption des infrarouges réémis par la planète par les molécules de gaz à effet de serre (GES), cet effet de serre continue cependant de croître (élévation de la température de surface terrestre), lorsque la concentration de ces GES augmente (c'est le cas du CO2 dans les conditions actuelles). Le mécanisme principal à l'œuvre est le gradient vertical négatif des températures de bas en haut de l'atmosphère, qui y est régi par des échanges convectifs adiabatiques (c'est à dire sans échange thermique avec l'air environnant, l'échelle de temps de la convection étant bien inférieure à celle de la conduction thermique). Le modèle simple utilisé ici permet de « toucher du doigt » le mécanisme physique qui est à l'œuvre dans les codes de calcul radiatifs détaillés « maille à maille » des spécialistes du climat, repris dans les rapports successifs du GIEC.

I) Modèle de l'effet de serre atmosphérique parfait

Dans ce premier modèle, destiné à montrer la nature et la réalité de l'effet de serre terrestre, plusieurs hypothèses simplificatrices ont été prises :

– L'atmosphère est à température homogène et laisse passer l'essentiel du rayonnement solaire incident et réfléchi par la terre.
– les gaz à effet de serre dans l'atmosphère (GES) absorbent la totalité du rayonnement infrarouge réémis par la terre.
– les molécules de GES renvoient à leur tour vers la terre et l'espace leur propre rayonnement infrarouge, sans atténuation.
– les émissions infrarouges de la terre vers l'atmosphère et des GES de l'atmosphère vers l'espace et la terre se font selon la loi de puissance du corps noir en σT4, avec T température des zones émissives en °K (Kelvin) et σ constante de Stefan-Boltzmann.

Si S est la puissance émise par le soleil et arrivant sur le système atmosphère-terre ;

Si A est l'albédo mesuré de la terre pour le rayonnement solaire incident (rapport entre la puissance réfléchie vers l'espace et la puissance incidente), AS étant ainsi la puissance réfléchie par la terre vers l'espace ;

Et si Ta et Ts sont les températures respectives de l'atmosphère et de la surface terrestre, on a, à l'équilibre, égalité des puissances aux interfaces :

– à l'interface atmosphère-espace

(1-A) S = σTa⁴

– à l'interface atmosphère-surface terrestre

(1-A) S+ σTa⁴ = σTs⁴, soit 2 σTa⁴ = σTs⁴

La température d'équilibre de surface terrestre Ts est 2 puissance 1/4 fois plus élevée que celle de l'atmosphère Ta.

Application numérique :

La valeur généralement admise pour la puissance moyenne incidente solaire est : S = 342 W/m2. L'albédo de la terre A a été mesuré et est pris égal à 0,30. Il en résulte Ta = -18°C, Ts = 30°C.

Cette élévation de température d'équilibre de la sur-face de la terre est ce que l'on appelle communément effet de serre dû à l'atmosphère. En effet, en l'absence d'atmosphère, Ts = Ta = -18°C, pour un même albédo terrestre de 0,30. On constate qu'à ce stade, n'interviennent ni la nature et les concentrations des divers GES, ni la hauteur de l'atmosphère. La valeur de 30°C est surestimée du fait des hypothèses simplificatrices prises (elle est plus exactement de 15°C environ), mais elle permet de comprendre qualitativement la nature du phénomène.

En réalité, l'atmosphère n'est pas totalement transparente aux rayonnements solaires incident et réfléchi, elle n'est pas opaque complètement au rayonnement terrestre infrarouge, sa température n'est pas homogène, car elle diminue lorsque l'altitude augmente. Ce sont ces principaux effets qui vont être maintenant repris, après un retour sur les propriétés d'absorption des molécules H2O et CO2, premières responsables comme nous allons le voir de l'effet de serre atmosphérique.

II) Principaux gaz à effet de serre de l'atmosphère terrestre – H2O et CO2

Les résultats des codes radiatifs complets mis en œuvre par les spécialistes du climat montrent que les deux principaux gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère terrestre sans nuages sont la vapeur d'eau H2O (pour 60%) et le dioxyde de carbone CO2 (pour 26%). Les autres contributions sont celles de l'Ozone (pour 8%) et de l'ensemble protoxyde d'azote N2O et méthane CH4 (pour 6%). Les auteurs se sont donc focalisés à juste titre dans leur étude sur les molécules H2O et CO2.

III) Propriétés d'absorption par H2O et CO2 du rayonnement infrarouge émis par la terre

1) Dépendance spectrale de l'absorptivité des molécules H2O et CO2

Les figures 1 et 2 représentent la dépendance spectrale de l'absorptivité de H2O et CO2 dans une atmosphère actuelle et sans nuages, dans la gamme spectrale de l'essentiel de l'émission infrarouge de la terre (4 à 40 µm). Les variables y sont également les concentrations en CO2 (en ppm) et en vapeur d'eau H2O en kg/m2 (moyennée sur toute la hauteur de l'atmosphère et par unité de surface terrestre).

On y constate trois faits :

– Pour le CO2 en rouge (fig1), l'absorptivité est totale ou saturée (égale à 1) dans 2 bandes autour de 5 et 15 µm. Ailleurs, elle est quasi-nulle. Elle ne varie pas avec la concentration de CO2, de 180 ppm (valeur en vigueur lors des périodes glaciaires) à 720 ppm, qui est presque deux fois la concentration actuelle (400 ppm).

Pour la vapeur H2O en bleu (fig 1), l'absorptivité est totale dans la plage 5-8 µm, et au-delà d'environ 16 µm. Ailleurs, dans la plage 8-16 µm, elle est largement inférieure à 1 mais varie avec la concentration de vapeur d'eau dans l'atmosphère terrestre (cette valeur est actuellement de 25 kg/m2). En faisant varier (fig2) cette moyenne de 5 à 40 kg/m2, qui couvre la gamme des valeurs observées entre les différentes latitudes, on constate en effet un accroissement de l'absorptivité, permettant un accroissement de l'effet de serre dû à ce gaz, dans cette gamme de fréquence des infrarouges.

– L'examen des absorptivités comparées de H2O et CO2 (fig 1) montre bien que c'est H2O qui est dominant dans l'effet de serre résultant. Par contre, c'est bien le CO2 qui est la cause de l'augmentation anthropique de l'effet de serre, le H2O n'augmentant en proportion que très peu avec les activités humaines, par rapport aux valeurs pré-industrielles.

2) Absorptivités de H2O et CO2 intégrées sur le spectre d'émission infrarouge de la terre

Les figures 3 et 4 représentent les absorptivités de H2O et de CO2 en fonction de leur concentration dans l'atmosphère, obtenues en pondérant l'absorptivité à chaque longueur d'onde par le flux du rayonnement émis par la surface de la terre à cette longueur d'onde. Le spectre d'émission terrestre par mètre carré de sol est représenté par une courbe en cloche de corps noir à 25°C, d'émission maximum à 10 µm.

– Pour H2O, la figure 3 montre que l'absorptivité intégrée augmente avec la quantité moyennée sur la verticale de la vapeur d'eau, exprimée en kg/m2, grâce à l'augmentation de l'absorptivité dans la fenêtre d'absorption faible de la gamme 8-16 µm. En deçà des 2 kg/m2, où les bandes d'absorption entre 6 et 8 µm et au-delà des 16 µm ne sont pas encore saturées, la pente est encore plus forte. Il en résulte de toute façon une augmentation de l'effet de serre avec la concentration en vapeur d'eau, comparable à celle que l'on obtient avec les modèles radiatifs détaillés.

– Pour le CO2, la figure 4 montre qu'au-delà de la valeur à laquelle l'absorption par la bande à 15 µm devient saturée (quelques dizaines de ppm), l'absorptivité intégrée n'augmente plus avec la concentration de CO2, alors que les modèles radiatifs détaillés montrent une augmentation de l'effet de serre. Nous verrons plus loin où est l'erreur.

IV) Accroissement de l'effet de serre pour une atmosphère dont l'absorptivité est saturée

Pour raisonner simplement, les auteurs ont choisi le cas d'école d'une atmosphère où l'absorptivité des GES est saturée dans tout le domaine spectral de l'émission infrarouge terrestre, et où ce rayonnement infrarouge émis par la terre est totalement absorbé par les basses couches de l'atmosphère.

1) Notion d'altitude d'émission de l'atmosphère

Prenons le cas de référence où l'atmosphère peut être décomposée en 2 grandes couches, comme sur la figure 5 a) : la première aux basses altitudes où le rayonnement infrarouge réémis par les GES n'atteint jamais l'espace, car il est absorbé totalement par les couches situées au-dessus. Cette zone est dite aveugle pour l'espace. Dans la 2nde partie, les rayonnements élémentaires réémis par les différentes sous-couches atteignent l'espace de façon partielle, mais d'autant moins atténués que ces sous-couches sont proches de l'espace. La somme de ces rayonnements, Fir, constitue le rayonnement global infrarouge envoyé par l'atmosphère vers l'espace, c'est celui qui est vu par les radiomètres à bord des satellites. A cette puissance Fir, on peut associer une température Te d'émission de corps noir, et définir ainsi « l'altitude d'émission » Ze comme celle où la température de l'atmosphère est justement Te. Sur terre, cette altitude d'émission est de 3 à 8 km pour les domaines spectraux correspondant aux bandes saturées de H2O et du CO2.

2) Accroissement de l'altitude d'émission avec la concentration de GES

Sur la figure 5 b), du fait de l'augmentation de concentration des GES par rapport au cas de référence, le rayonnement infrarouge réémis par ces GES est absorbé sur des distances plus courtes que précédemment. La partie de l'atmosphère aveugle augmente, et l'altitude d'émission augmente. En raison du gradient thermique de l'atmosphère (imposé par les mouvements convectifs adiabatiques), la température d'émission diminue, ainsi que la puissance du rayonnement infrarouge réémis vers l'espace.

3) Accroissement de l'effet de serre avec la concentration de GES

Nous sommes maintenant prêts à réécrire l'équilibre des puissances, comme dans le chapitre II) relatif à l'effet de serre atmosphérique parfait, mais cette fois aux altitudes d'émission de l'atmosphère à l'équilibre.

– Dans le cas de référence, on peut ainsi écrire à l'équilibre : FS = (1-A) S = Fir1 = σT₁⁴. On retrouve alors le résultat T1 = -18°C, du cas de l'effet de serre atmos-phérique parfait, mais cette fois correspondant à l'altitude Z1 de l'atmosphère, qui n'est plus homogène (figure 6 a).

– Dans le cas où la concentration de GES augmente, on a vu que l'altitude d'émission change, prenant une valeur Z₂ supérieure à Z₁, alors que la température d'émission diminue, prenant une valeur T2 inférieure à T1. A cette altitude, la puissance incidente FS = (1-A) S devient alors supérieure à la puissance infrarouge réémise vers l'espace Fir2 = σT₂4, et on a maintenant à l'altitude Z2 un déséquilibre des puissances (figure 6 b). En conséquence, le haut de l'atmosphère se réchauffe, et du fait des mouvements de convection adiabatique, ce réchauffement se propage à toute l'atmosphère, y compris à la surface terrestre, tout en conservant constant le gradient vertical de température, jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre des puissances soit atteint (figure 6 c).

Il y a bien dans ce cas augmentation de l'effet de serre, puisque toutes les couches de l'atmosphère, y compris la surface terrestre (à l'altitude zéro) voient leur température augmenter.

V) Conclusion

Nous venons d'expliquer physiquement pourquoi l'effet de serre anthropique dû au CO2 croît quand sa concentration augmente dans l'atmosphère, alors que son absorptivité aux fréquences infrarouges de réémission terrestre y est saturée.

L'absorptivité du CO2 émis dans l'atmosphère par les activités humaines (origine dite anthropique) étant saturée aux conditions actuelles, une analyse au premier degré aurait pu conclure à une saturation de son émissivité, et partant, de l'effet de serre, lorsque sa concentration augmente. Mais ceci est en contradiction avec les calculs radiatifs détaillés maille à maille élaborés par les spécialistes du climat.

Jean-Louis Dufresne et Jacques Treiner ont alors réussi à montrer, grâce au modèle simplifié qu'ils ont établi dans une publication récente (réf 1) et repris ici, que le mécanisme physique à l'œuvre expliquant cette réalité physique est bien la convection adiabatique dans les couches de l'atmosphère, résultant en un gradient de température vertical négatif constant des hautes pressions (la surface terrestre) vers les basses pressions (la haute atmosphère).

Dans les évaluations numériques radiatives complètes des codes prospectifs d'évaluations de l'effet de serre, codes repris dans les rapports du GIEC, bien d'autres facteurs ignorés sciemment dans le modèle simplifié des auteurs rentrent cependant en ligne de compte. Citons quelques-uns de ces facteurs :

– Les GES H2O (d'origine naturelle) et CO2 (d'origine anthropique), principaux responsables de l'effet de serre, sont en mélange et leurs spectres d'absorption se recouvrent.

– Le gradient vertical de température change de signe dans la stratosphère vers 20 km ; Des considérations plus complètes des auteurs montrent que globalement, la stratosphère a un comportement neutre sur l'effet de serre lorsque le taux de CO2 varie.

– Des phénomènes de rétroaction (positive ou négative) de l'effet de serre existent, tels que :

• l'augmentation de la teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère avec la température, renforçant l'effet de serre.

• la modification du gradient vertical de température avec la teneur en vapeur d'eau, diminuant l'effet de serre.

• le changement des nuages, de la couverture de neige et de glace, l'effet des aérosols, modifiant l'effet de serre.

• la diminution des puits de carbone avec la température, en particulier celui de l'océan.

Notons que parmi tous ces facteurs, les principales causes d'incertitudes, chiffrées dans les calculs radiatifs complets, à émissions de GES anthropiques données, restent le rôle des nuages, des aérosols et de la concentration en vapeur d'eau.

Il n'est pas inutile de rappeler que la plus grande incertitude, et de loin, des codes prospectifs du climat, repris dans les rapports du GIEC, porte sur le comportement futur de l'humanité relativement à ses émissions de GES, et principalement de CO2, directement reliées à l'utilisation des énergies fossiles (gaz, pétrole, charbon).

Les principales voies de diminution de l'utilisation des énergies fossiles sont :

• la diminution des consommations énergétiques d'origine « fossile ».

• l'amélioration de l'efficacité énergétique des combustions « fossiles ».

• le recours aux énergies plus faiblement émettrices en CO2 (renouvelables et nucléaire).

Et ceci dans toutes les composantes des activités humaines (chauffage, isolation des bâtiments, transports, processus industriels, électricité,…). Notons également l'augmentation des puits de carbone par reforestation, apte à diminuer la concentration de CO2 dans l'atmosphère.

(réf 1) : l'effet de serre atmosphérique : plus subtil qu'on ne le croit ! , de Jean-Louis Dufresne (Institut Pierre-Simon Laplace) et Jacques Treiner (université Pierre et Marie Curie), paru en février 2011, dans le n° 72 de La Météorologie.

Retrouvez également cet article dans le Flash n°39.

Quelques publications

Christiane Drevet (ECN 65) — 2013-02-22T22:02:00Z

Publication : Prospectives énergétiques à l'horizon 2100

– Auteur : Jean-Louis Bobin
– Editions : EDPSciences

Les scénarios énergétiques : science dure ou boule de cristal ?

Christiane Drevet (ECN 65) — 2012-05-01T11:26:00Z

Suite à la conférence donnée pour Centrale-Energies par Cédric Ringenbach, Directeur de The Shift Project, le 13 mars 2012 dernier, devant une nombreuse assemblée, Christiane Drevet a souhaité interviewer plus avant un des collaborateurs du Shift, Léo Benichou, ayant principalement contribué à l'analyse présentée ce jour-là de 4 scénarios énergétiques mondiaux.

Christiane Drevet (CD) : D'entrée de jeu, Léo, quelques questions qui me brûlent les lèvres : quels sont les objectifs du Shift Project, comment est-il structuré, quels sont les projets en cours, quelle place y tenez-vous ?

Léo Benichou (LB) : The Shift Project est un think tank qui a été fondé il y a deux ans par Jean-Marc Jancovici, « père du Bilan Carbone » et expert reconnu du changement climatique et des questions énergétiques. Nous nous définissons comme un organe de lobbying d'intérêt général, un catalyseur pour une transition vers une économie décarbonée. Nous avons un statut d'association et fonctionnons grâce au mécénat d'entreprises. Les financeurs sont ainsi Bouygues, SPIE, Vinci auto-routes, la SNCF, le Crédit Agricole et Veolia Environnement. Nous disposons d'un conseil scientifique qui agit comme un « filtre d'entrée » et qui garantit en quelque sorte que les sujets que nous traitons sont en cohérence avec nos objectifs ! Les activités du Shift sont structurées en groupes de travail, sur des thématiques comme, par exemple : les indicateurs de richesse alternatifs au PIB, la réécriture des textes constitutionnels européens pour une meilleure prise en compte des enjeux du changement climatique, les formes urbaines sous contrainte énergétique, et sur les scénarios énergétiques. Je suis en charge du pilotage du travail sur ce dernier thème et suis en fait le seul chef de projet faisant partie de l'équipe salariée, les autres groupes étant animés par des bénévoles. Nous travaillons toujours en lien avec des experts reconnus sur ces différentes thématiques.

CD : Mais revenons à la présentation du 13 mars, dont nous avons pu voir que les conclusions divergeaient largement selon le scénario considéré. Pour commencer, et avant de rentrer dans le détail des résultats, pouvez-vous nous dire à quoi et à qui servent de façon générale les scénarios, ont-ils la prétention d'être prédictifs, dans quelle mesure peuvent-ils constituer une aide à la décision dans les choix des politiques industrielles à suivre, ont-ils un réel impact, et comment s'y re-trouver, pour la béotienne que je suis, dans une telle jungle ?

LB : Le premier constat est que l'objet « scénario énergétique » n'est pas du tout standardisé. Il y en a pour tous les goûts ! Pour les premières caractéristiques objectives telles que l'horizon de temps choisi, la zone géographique considérée, ou encore le périmètre du système énergétique couvert, elles varient beaucoup d'une publication à l'autre. Viennent ensuite des éléments un peu plus difficiles à décrire objectivement comme l'organisme qui produit les scénarios, sa « raison sociale », la ou les raisons pour lesquelles il publie... et on en vient ici rapidement à des questions politiques et économiques.

On peut classer les scénarios en trois grandes catégories selon leur nature :

Les scénarios dits « tendanciels » sont généralement produits à partir d'une représentation du système énergétique et d'une modélisation de ses dynamiques d'évolution propres. Ils représentent l'évolution probable du système s'il n'est « pas trop perturbé ».
Les scénarios dits « exploratoires » sont en général déclinés à partir des premiers. Ils permettent justement d'explorer les conséquences d'un changement d'hypothèse. Quelle pourrait être la conséquence d'un prix du baril de pétrole qui double ? Quels seraient les effets d'une taxe carbone ? etc.
Enfin les scénarios dits « normatifs » sont structurés par des objectifs à l'échéance et décrivent une trajectoire possible pour les atteindre. Correspondant en règle générale à des scénarios de rupture, ils visent souvent une réduction forte des émissions de GES (le facteur 4 pour la France par exemple).

La diversité des publications est telle qu'il faut les traiter en fait au cas par cas. Prenons trois exemples très différents pour tenter d'illustrer à quoi et à qui les scénarios énergétiques peuvent servir.

Chaque année l'agence internationale de l'énergie, émanation de l'OCDE, qui représente en quelque sorte les intérêts des pays importateurs de pétrole, publie le World Energy Outlook. Régulièrement repris par les décideurs du monde politique et économique, par des articles scientifiques et bien sûr par les médias grand public, le World Energy Outlook dresse un état des lieux des technologies, des coûts, des dynamiques d'investissement sectorielles ainsi qu'un grand nombre d'analyse localisées géographiquement ou thématiques. En cohérence avec le mandat de l'AIE, il présente notamment une description des enjeux actuels liés à la sécurité d'approvisionnement, ainsi qu'au changement climatique. Le niveau d'expertise et la force d'analyse de l'AIE ne font aucun doute mais il ne faut pas oublier que dans cette publication de référence, les états de l'OCDE envoient un signal d'ordre géostratégique aux pays de l'OPEP.

Un autre exemple : le scénario 100% renouvelable du WWF. Ici, il s'agit plutôt d'un argumentaire visant à démontrer la faisabilité d'une réduction drastique de nos émissions de gaz à effet de serre tout en abandonnant la production d'électricité nucléaire. C'est un scénario normatif et je dirais que le message s'adresse plutôt à la société civile dans ce cas-là.

Les deux publications précédentes ont fait l'objet d'une analyse détaillée, citons en une troisième qui n'entrait pas dans le périmètre de notre étude mais qui illustre la diversité des publications qui traitent du système énergétique : La Banque Barclays a publié en 2011 avec le cabinet Accenture une étude intitulée « Carbon Capital, financing the low carbon economy ». Prenant pour référence un scénario européen « souhaité » à 2020, l'un des principaux objectifs de l'étude est d'évaluer le volume des investissements associés à une transition énergétique. Le message est adressé ici au milieu bancaire ainsi qu'aux gouvernements sous forme de recommandations permettant de faciliter l'engagement de ces capitaux. Une observation en passant, la liste des technologies prises en compte pour l'évaluation ne retient pas la rénovation thermique du bâtiment malgré l'importance de ce type de mesure pour la réduction des consommations énergétiques et la baisse des émissions ! Cela provient certainement des longs temps de retour sur investissement souvent constatés pour ces actions, mais nous pourrons reparler des questions de taux d'actualisation plus tard. Rappelons que l'objectif de la présentation de Cédric n'était pas de porter de jugement de valeur sur tel ou tel choix, mais bien d'en faire une analyse globale permettant de mettre en perspective les scénarios les uns par rapport aux autres.

Scenarios - Investissements cumulés

CD : Pouvez-vous maintenant nous parler des 4 scénarios choisis, comment les classez-vous dans les catégories que vous venez de mentionner ?

LB : Nous avons analysé en réalité 4 publications qui contiennent pour certaines plusieurs scénarios :

Le World Energy Outlook dans son édition 2011 regroupe trois scénarios dont l'un est un scénario normatif qui vise une stabilisation de la concentration en gaz à effet de serre à 450ppm CO2eq. Les deux autres sont plutôt des scénarios tendan-ciels.
Nous avons également regardé le scénario central de l'Energy Information Administration (département de l'énergie américain DOE), qui peut aussi être considéré comme un scénario tendanciel,
Enfin, nous avons étudié le scénario normatif de WWF « 100% renouvelable en 2050 » et « Energy [R]evolution » de Greenpeace.

CD : Vous avez choisi dans la présentation de faire un focus sur quelques-uns des résultats significatifs que vous avez pu déceler dans chacun des scénarios, pouvez-vous nous en dire plus ?

LB : En effet, nous avons retenus quatre « points d'entrée » qui nous ont permis de comparer autant que possible les scénarios entre eux. Il s'agit :

des réserves ultimes de fossiles de pétrole, de gaz et de charbon,
des émissions de CO2 et des élévations de températures résultantes,
des coûts, au sens large,
des modèles sous-jacents.

Les deux premiers points d'entrée ont été largement détaillés et commentés lors du débat et l'on pourra se reporter avec avantage aux planches et à la vidéo. Pour revenir plus particulièrement maintenant aux coûts, la planche en page précédente détaille les différents périmètres retenus pour l'évaluation des investissements à réaliser dans les 4 publications. Nous avons réuni et regroupé dans la colonne de gauche les différents items observés et avons seulement ajouté la ligne « sobriété énergétique » pour évoquer le fait qu'il serait intéressant de quantifier par exemple le coût d'une campagne de sensibilisation du public à un usage « sobre » de l'énergie. Notons déjà à cet égard, fait très significatif, que seul le scénario du WWF quantifie un coût d'une réduction de la demande, à travers des investissements visant à l'accroissement de l'efficacité énergétique. Notons également que l'EIA ne donne aucun élément sur le coût de son scénario.

Quant aux modèles utilisés, le schéma suivant illustre à la fois les approches suivies, la structure globale des modèles sous-jacents ainsi que le statut des variables dans ces modèles. Une variable exogène est une variable qui est extérieure au modèle. On a fait l'hypothèse que cette variable allait suivre une certaine trajectoire et on s'appuie en général sur une source extérieure pour justifier ce choix. Une variable endogène est une variable interne au modèle. C'est une donnée de sortie. On constate par exemple que le prix de l'énergie et la croissance économique sont fixés a priori dans les scénarios de l'AIE (variable exogène), alors que dans le scénario WWF, ce sont les meilleures technologies, le potentiel des renouvelables, qui définissent la demande, à laquelle l'offre va venir correspondre. Le but n'est pas ici de tirer des conclusions de ces remarques, mais seulement de souligner que la lecture d'un scénario n'a pas de sens tant qu'on n'a pas pris en compte le fonctionnement du modèle sous-jacent.

Scénarios - Paramètres

CD : Un dernier point : que représente le taux d'actualisation choisi ? Quel a-t-il été dans chacun de modèles ? Comment influe-t-il sur les résultats ? Quelle signification éthique recouvre-t-il ?

LB : De manière abstraite, si on considère que le taux d'actualisation reflète la préférence pour le présent, cette préférence est implicite dans certains scénarios. Par exemple, le simple fait que sur les 4 publications retenues, les publications de l'AIE et de l'EIA aient un horizon de temps à 2035 et que les publications de Greenpeace et de WWF aillent jusqu'à 2050 montre qu'implicitement les deux dernières accordent plus d'importance au futur « lointain » et aux conséquences potentielles du changement climatique. De manière plus concrète, lorsqu'un taux d'actualisation intervient dans l'un des résultats chiffrés d'un scénario, il serait appréciable que le taux retenu soit systématiquement explicité. En effet, dans le calcul d'un coût de production de l'électricité par exemple, exprimé en €/MWh, le taux d'actualisation permet de tenir compte des revenus générés tout au long de la durée de vie d'une infrastructure de production. Dans le nucléaire en particulier, dont les centrales ont une durée de vie relativement longue par rapport à d'autres types de production, un taux d'actualisation qui passe de 5 à 10% dans le calcul fait doubler le coût de production évalué. Intuitivement, si on souhaite amortir l'investissement initial sur une durée courte (taux d'actualisation élevé), il faut vendre plus cher l'électricité produite.

D'un point de vue « éthique », pour répondre à votre question, plus on applique à un coût futur un taux d'actualisation élevé, moins on considère que ce coût est important. On devrait considérer, à mon avis, pour être responsables vis-à-vis des générations futures, des taux d'actualisation nuls ou négatifs. Avec cet éclairage nos décisions aujourd'hui permettraient de consentir de réels investissements pour l'avenir.

CD : En guise de conclusion, quelles seraient vos recommandations ?

LB : La prospective n'est définitivement pas une science dure et il serait risqué tout autant de prendre un scénario pour une boule de cristal… Cela dit, pour n'importe quel choix individuel ou collectif, je ne peux que déconseiller l'utilisation de la boule de cristal.

J'espère que la présentation de Cédric et cette interview auront fait comprendre qu'il faut apprendre à lire entre les lignes et savoir mettre les scénarios en perspective avec les objectifs et parfois les intérêts de leurs auteurs. C'est un travail nécessaire car les scénarios sont un outil d'aide à la décision précieux et ils pourraient l'être d'autant plus que leurs auteurs s'efforcent d'être transparents et didactiques sur l'approche adoptée et les hypothèses retenues.

Si je devais faire une dernière recommandation, dans un monde idéal de la scénarisation énergétique, ce serait de ne pas mélanger ce qui relève des connaissances scientifiques et techniques d'une part et ce qui relève des choix de société de l'autre (hiérarchisation des objectifs, arbitrages économiques, etc.). Ainsi les scénarios énergétiques pourraient certainement constituer le support d'un débat rationnel et constructif sur l'énergie.

Source des scénarios

AIE
EIA
WWF
Greenpeace
En savoir plus sur The Shift Project et le portail de données Energie & Climat développé.

Voir également l'article dans Les scénarios énergétiques : science dure ou boule de cristal ?

Par Christiane Drevet, ECN 1965 et Léo Benichou, X 2006

Emissions de GES et marché du carbone

Christiane Drevet (ECN 65) — 2011-01-01T22:10:00Z

Cet article fait suite à la conférence donnée par Madame Claire Barreteau le 15 décembre 2010.

Contexte Mondial et jalons de décroissance des GES

Dès 1979, l'ONU, consciente des problèmes d'environnement liés à l'industrialisation, lance le Plan des Nations-Unies pour l'Environnement (PNUE).

1988 à 2007 : Le GIEC est créé au sein de l'ONU, groupe d'experts compilant tous les travaux scientifiques de par le Monde concernant les émissions de GES anthropiques (CO2, Méthane, N2O, HFC,….) et leurs effets sur le climat. Des rapports sont publiés tous les 6 ans, avec des synthèses pour l'aide à la décision des gouvernements sur les actions à entreprendre. Le dernier rapport date de 2007.

Le résultat majeur en est la nécessité de diviser par 2 les émissions mondiales de GES d'ici 2050, par 4 pour les pays développés, pour limiter à + 2°C l'élévation de température moyenne du globe en 2100 (insoutenabilité des 3,4 à 6°C dans le scénario BAS, Business As Usual).

Des jalons progressifs sont conjointement dégagés :

1992, la 1ère Convention-Climat de l'ONU à Rio, propose un retour en 2000 aux niveaux de rejets de GES de 1990, mais tous n'y sont pas parvenus.

1997, le protocole signé à Kyoto, sous l'égide de l'ONU, par 55 pays de l'Annexe 1 (OCDE + bloc de l'Est + Japon), représentant 55% des émissions mondiales de GES, décide d'une baisse de 5% (-8% pour l'Europe) de ces émissions en 2008-2012 par rapport à 1990. Dans ce cadre, des mécanismes de ventes et achats de permis d'émissions sont autorisés. Le protocole de Kyoto n'est ratifié qu'en 2003.

2003, l'Europe et la France s'engagent sur le facteur 4 en 2050. Le marché européen du Carbone, l'EU ETS, European Union Emission Trading Scheme, commence sa mise en place pour les industriels (système « cap and trade » d'allocations et de marché de quotas de CO2). La France définit son Plan Climat 2004-2012 (P. Radanne à la MIES).

2005, l'EU ETS et sa traduction française, le PNAQ, Plan national d'Allocations des Quotas, démarrent réellement, pour les deux grandes phases : 2005-2007, puis 2008-2012.

2007, le Grenelle de l'Environnement Français tente de définir des normes et des moyens d'action pour répondre à son Plan Climat, impliquant cette fois tous les secteurs d'émissions.

2008, le plan Energie-climat de l'Europe est voté, proposant le jalon à 2020 suivant, pour l'objectif facteur 4 en 2050 :

Diminuer de 20% les émissions, tous secteurs confondus (industrie, transports, bâtiments,…)
Passer à 20% d'énergies renouvelables
Augmenter l'efficacité énergétique de 20%.

2009 et 2010, les négociations internationales de Copenhague et Cancun pour l'après-2012 aboutissent à un accord a minima sur la volonté de ne pas dépasser +2°C en 2050, mais sans proposition de moyens pour y parvenir. Les 2 plus gros émetteurs, la Chine et les USA, ne veulent s'engager sur aucune décroissance, ni chiffrée, ni contrôlée. L'Europe, qui est responsable du quart des émissions mondiales, continue sur la lancée de son plan à 2020, et prolonge son marché du carbone, qui n'est qu'un des moyens pour y parvenir.

2013-2020, le marché Européen du carbone EU ETS montera en puissance.

Rappel sur les Marchés Mondiaux du Carbone

Après le protocole de Kyoto, d'autres marchés du carbone sont créés dans le Monde. L'objectif est bien d'inciter les acteurs à réaliser des économies d'émissions, si ces dernières coûtent moins cher que l'achat de quotas.

Aux Etats-Unis :

en 2007, le Western Climate Initiative voit le jour sur la côte Ouest ; c'est un système « cap and trade » et le seul qui fonctionne actuellement.

en 2003, le Chicago Climate Exchange est un système d'échanges de quotas, sans valorisation en dollars (« cap »), et implique ONG, universités, villes. Il devait être nationalisé, mais vient d'être refusé et fermé par le Congrès en octobre 2010.

en 2008, le Regional Greenhouse Gas Initiative est un test sur 10 états du Nord et concerne les grands producteurs d'Energie. C'est un système d'échanges et d'enchères sans allocations de quotas (« trade »). Il doit à terme être nationalisé.

En Asie :

En 2010, le Tokyo's ETS est un marché « cap and trade », précurseur d'un futur marché national. Il concerne bureaux et usines, avec en objectif une baisse des émissions de 25% par rapport à 2000. Il démarre en 2011.

Les différents marchés cités n'en sont qu'au tout début, et le retour d'expérience en est encore faible. D'autres moyens sont aussi à mettre en œuvre pour arriver aux objectifs de réduction globale, impliquant tous les autres secteurs de l'économie, transports, bâtiments, agriculture, etc.…. (certificats d'économie d'énergie, taxes carbone, énergies renouvelables, reforestation, etc.….)

Structure de fonctionnement du marché d'échange européen du carbone, EU ETS

Seul le CO2 a été pris en compte initialement en Europe, ce dernier ne représentant que 75% des GES émis (en pouvoir de réchauffement à 100 ans). Après attribution à chaque pays de quotas d'émissions autorisées (un quota = une tonne de CO2), deux marchés d'échange principaux ont été créés :

Le marché d'échange « Bluenext », partenariat entre le Nyse Euronext et la CDC (Caisse des Dépôts et Consignations, qui gère les bilans annuels d'émissions et les échanges de quotas), est un marché « spot », contrats au comptant, qui concerne les activités internes à l'EU ETS (EUA, ou European Union Allowance, en quotas de CO2), mais aussi les Mécanismes de Développement Propre, MDP ou de Mises en Œuvre Conjointes, MOC (en eq CO2). Ce marché ne concerne que 30% des quotas échangés.

L' « ECX », European Climate EXchange, situé à Londres, est un marché de « futures », contrats à terme, et concerne 60% des échanges.

Nota : quatre autres marchés se partagent les 10% des échanges restants en Europe : le Nord Pool à Oslo, l'European Energy Exchange à Leipzig, le Climex à Utrecht et le Energy Exchange Austria à Vienne.

Caractéristiques des quotas Européens attribués dans le cadre de l'EU ETS

Première phase 2005-2007 :

Le prix initial du quota de CO2 a été fixé à 31 euros la tonne. 12.000 industriels ont été impliqués représentant 2,31 milliards de quotas attribués (45% des émissions de CO2 européennes), dont 95% alloués gratuitement. Les secteurs d'application ont été l'énergie (60%), le papier, le verre, le ciment, la sidérurgie, les raffineries, la chimie,…. Une amende de 40 euros la tonne de CO2 dépassée par rapport au quota alloué était prévue. Mais, sans visibilité sur les années précédentes, les quotas alloués ont été trop importants, et le prix de la tonne a fluctué, descendant jusqu'à 0,28 euros.

2ème phase 2008-2012 :

Les quotas s'échangent maintenant autour de 15 euros la tonne de CO2. Sur la période, 12.000 industriels ont à nouveau été concernés, avec les mêmes secteurs d'application qu'en 2005-2007, représentant 2,08 milliards de quotas attribués, dont 90% alloués gratuitement (pour les industriels tournés vers l'International, le % gratuit est de 100 %). L'amende est maintenant de 100 euros par quota dépassé.

Troisième phase 2013-2020 :

De nouveaux secteurs industriels seront intégrés (pétrochimie, aviation, industrie chimique,…) ainsi que deux autres GES, le protoxyde d'azote et les PFC, afin de parvenir à couvrir 50% des émissions européennes. Les quotas seront attribués pour parvenir à une baisse de 1,74% des émissions par an d'ici 2020 (jalon pour le facteur 4 en 2050). 50% des quotas seront mis aux enchères dès 2013, pour arriver progressivement à 100% en 2027.

Rappel sur les Mécanismes de Développement Propres et de Mise en Œuvre Conjointe

Les Mécanismes de Développement Propre (MDP) ou de Mise en Œuvre Conjointe (MOC) sont relatifs à des projets investis par un état ou une entreprise signataires du protocole de Kyoto dans des pays en développement (PVD) ou dans d'autres pays de l'annexe 1 (OCDE et ex-bloc soviétique) ; ils donnent droit à des attributions de quotas de CO2 supplémentaires, grâce aux émissions de tonnes-équivalent CO2 évitées dans ces pays (CER, Certified Emission Reduction dans les PVD ; URE, Unités de Réduction d'Emissions, dans les pays de l'Annexe 1).

Ces projets, contrairement au marché interne Européen qui ne concerne aujourd'hui que l'Industrie, peuvent traiter en outre des déchets, du secteur résidentiel et tertiaire, du transport, de l'agriculture, du reboisement, ce dernier limité chaque année à 1% des émissions de 1990. C'est l'ONU qui décide de l'éligibilité de ces projets.

Bilans en 2008 des marchés Européens EU ETS, MDP et MOC.

3 Milliards de tonnes de CO2 ont été échangées par les Industriels Européens, pour une valeur de 62,5 milliards d'euros. Le volume impliqué représente 2/3 du volume mondial échangé, le 1/3 restant concernant principalement le MDP, avec par ailleurs 65 millions de tonnes pour le RRGI américain ! Les valeurs d'actifs échangés par les Industriels représentent les 3/4 des actifs mondiaux, le reste étant principalement dédié aux MDP, avec seulement 167 Millions d'euros pour le RGGI américain !

Le plan national d'allocations des quotas Français (PNAQ)

C'est la CDC qui gère l'attribution des quotas et recueille les bilans annuels des entreprises. Dans la phase d'essai 2005-2007, 156 Millions de quotas ont été attribués gratuitement à 1.100 sites Industriels. Dans la seconde phase de stabilisation 2008-2012, 10% de quotas en moins ont été attribués, soit 135 Millions pour la période entière.

Le graphique ci-dessous, montre la montée en puissance des échanges en Europe entre 2005 et 2008.

Marchés du carbone, taxe carbone, certificats d'économie d'énergie ?

Les deux plus grands instruments incitatifs pour diminuer les émissions mondiales de GES sont le système de permis d'émission que nous venons de voir et la taxe Carbone. En complément, d'autres moyens existent, tels les Certificats d'Economie d'Energie (à voir dans un prochain flash). Si le permis d'émissions s'applique bien aux grosses installations industrielles, il est difficilement extrapolable aux pollutions diffuses créées par les systèmes de transport ou le chauffage des bâtiments. La mise en place d'une taxe carbone semble plus adaptée à ces derniers cas.

Chaque système a ainsi son avantage. Si le permis réparti correspond à un plafond d'émission global et permet de converger de manière décentralisée vers le niveau de décroissance à atteindre, sans avoir à connaître les caractéritiques détaillées de chaque entreprise, il ne permet pas de fixer un prix au carbone, celui-ci résultant du niveau de restriction (offre du régulateur) et de la demande. Par contre, dans un système de taxe carbone, le prix de ce dernier est fixé, mais le résultat en niveau d'émissions n'est pas forcément connu et n'est donc pas maitrisable.

Jusqu'à présent, les allocations de quotas ont été majoritairement faites à titre gratuit pour le marché EU ETS. Cette gratuité a pu amener certaines entreprises à s'attribuer une part de la rente carbone, si leurs diminutions d'émissions ont été peu coûteuses, ou si ces entreprises ont été trop largement dotées en droits à polluer au départ.

Dans le cas d'une mise aux enchères par les Etats, ces derniers pourront capter une partie des montants, ceci leur permettant, en théorie, d'engager diverses actions tournées vers l'objectif final (comme le financement de recherches dans des technologies vertes, ou des incitations à les développer par des primes ou des subventions, …).

Climat et économie – Copenhague 2009

Christiane Drevet (ECN 65), Emmanuel Meneut (ECM 90) — 2009-11-01T16:03:00Z

Cet article reprend le thème du débat du 30 septembre 2009 de Centrale-Energies sur le sujet (planches d'A. Bonduelle du RAC-F et de J. Ch. Hourcade du CIRED à disposition à www.centrale-energies.fr) , en l'enrichissant d'une analyse rapide du contexte actuel des négociations.

Rappel préalable sur les résultats du GIEC

Les évaluations du changement climatique à 2100, selon divers scénarios d'émissions de gaz à effet de serre (GES), compilées dans le dernier rapport du GIEC 2007 (cf flash n°9), ont servi de base aux diverses propositions en vue des discussions de l'ONU du 8 au 17 décembre prochain à Copenhague (COP 15). L'objectif est d'établir un accord « climat » international ambitieux et contraignant de réduction des émissions de GES, devant prolonger le protocole de Kyoto, à partir de 2012.

Pourquoi diminuer les GES

Au-delà des multiples effets du changement climatique, le scénario d'une augmentation admissible de +2°C à l'échéance 2100 de la température moyenne du globe est celui proposé par le GIEC dans ses recommandations. En effet, au-delà de ce seuil, il a chiffré les différents risques pour l'humanité, repris dans la figure ci-dessous, risques pouvant porter en germe de graves déstabilisations de la communauté internationale.

Ne pas dépasser +2°C à l'horizon 2100 (soit plafonner la concentration des GES, en eq CO2, à 450 ppm dans l'atmosphère à cette échéance), imposera un chemin mondial global des émissions annuelles de GES (courbe rouge « urgence 2°C » ci-contre), avec différents jalons en 2020, 2035, 2050, etc. On y relève en particulier, pour 2050, une baisse nécessaire de près de 85% des émissions mondiales annuelles de GES par rapport à 2000. Mais le bilan de la réduction des émissions de GES de quelques pour cents, obtenus par le protocole de Kyoto, montre bien que l'accord visé à la COP15 doit inclure maintenant les pays du Nord et du Sud. La trajectoire globale d'émissions annuelles a été ainsi « partagée » ci-dessous pour les pays du Sud et du Nord, selon les principes d'équité définis par l'ONU (capacité à agir et responsabilité selon les émissions cumulées antérieures de chacun des pays)

L'enjeu de la COP 15, c'est bien de rendre cette trajectoire contraignante pour tous. C'est une réalité politique que les pays du Sud ne peuvent accepter, car cette contrainte est ressentie comme une entrave à leur développement et à leur pression démographique. Il sera de l'intérêt des pays du Nord, comme gage de paix future, de les aider à ce développement « de façon vertueuse », en respectant un chemin de « GDR » (green development rights), avec des transferts de technologies propres, ne serait-ce que pour minimiser leur propre et nécessaire décroissance. C'est ainsi le sens de la trajectoire d'émissions du Sud plafonnant vers 2020, avant de décroître rapidement. C'est aussi la raison de la nécessité du soutien des pays du Nord aux efforts d'atténuation et d'adaptation des pays du Sud, sous des formes négociables, et c'est bien là tout le nœud de l'affaire. Il est clair, qu'en l'absence de telles aides, les pays du Sud tels que la Chine, continueront sur la lancée fulgurante de la croissance de leurs émissions de GES, avec les conséquences graves liées au dépassement des seuils énoncées ci-dessus en préalable, conséquences dont ces pays sont eux-mêmes complètement conscients. En effet, le risque le plus important pour eux en matière de crises liées à l'environnement est la remise en cause de l'autorité de leur Etat et de la légitimité de leur gouvernement

Et l'Europe dans tout ça ?

Le chemin qu'elle a entériné par un vote du paquet-climat-énergie en décembre dernier, par co-décision du Conseil de l'Union Européenne et du parlement Européen, constitue un jalon dans le parcours de la réduction des GES, pour ne pas dépasser les + 2°C en 2100. La visée d'une réduction en 2020 de 20% des émissions européennes domestiques par rapport à 1990, voire de 30% en cas d'accord international satisfaisant en fin d'année, est un signal fort qui devrait peser dans l'issue des négociations de Copenhague 09, mais aussi pour l'Europe elle-même, en lui permettant de minimiser à terme les coûts de lutte contre l'effet de serre par rapport à l'inaction, et en donnant aux acteurs économiques des incitations puissantes à respecter le critère environnemental, dans leurs choix d'investissements, de consommations ou de modes de vie. Notons que cet objectif est assorti à la même échéance d'une part de 20% d'énergies renouvelables dans la consommation énergétique totale et d'une amélioration de 20% de l'efficacité énergétique. La difficulté a évidemment résidé dans la recherche de la mutualisation des efforts à 27 de manière équitable et réalisable.

Le graphique ci-dessus reprend le chemin déduit pour l'Europe, à partir des principes d'équité définis par l'ONU. On y voit que la réduction de 30% des GES en 2020 n'est pas très éloignée des efforts domestiques à faire, mais on peut y voir aussi l'ordre de grandeur de ceux que l'Europe devrait consentir également pour les pays du Sud, aussi important que le précédent.

Comment résoudre l'équation dans un contexte de récession économique mondiale ?

Si accord il y a, ou une base d'accords en perspective à Copenhague, la fixation d'un seuil d'émission global, puis d'un prix résultant de la tonne de C, seraient des signaux forts et nécessaires pour asseoir des stratégies de développement économique futur « vertueuses ». Cela concernerait les entreprises qui pourraient ainsi évaluer les externalités associées et les intégrer dans leur gestion, mais concernerait aussi, pour les pays en émergence et les PED, leurs propres investissements (infrastructures, équipements,…..) .

Selon Jean-Charles Hourcade du CIRED, il serait possible de s'appuyer sur le contexte actuel de crise financière pour réorienter l'épargne existante de ces pays vers ces investissements, de l'ordre de 200 à 400 giga dollars en 2030. Il s'agirait de substituer des produits « low cost » très polluants par des produits à consommation énergétique moindres. La combinaison dans ce cas de taxe carbone et fiscalité permettrait d'orienter dans ce sens leur épargne. Au centre de ce dispositif, se situerait la diffusion des progrès des technologies au Nord vers les pays du Sud, avec les droits actuels de propriété intellectuelle à rénover, pour faciliter ces transferts.

Selon Jean Tirole de l'Université de Toulouse, la réussite de la COP 15 serait la construction d'un système de quotas de GES mondial permettant un prix unique du carbone, ce qui minimiserait pour tous les coûts de transaction. La persuasion des pays réticents à participer à ce marché unique pourrait passer par l'allocation initiale de larges quotas, dont une part pouvant être attribuée gratuitement. Cependant, pour chacun des acteurs, c'est bien l'intérêt national qui resterait dominant, cela devrait donc nécessiter la mise en œuvre de mécanismes de sanctions juridique et financière, tels que la suspension des permis d'émissions et leur transformation en créances recevables par le FMI, avec un couplage des accords de l'OMC et environnementaux.

La Chine, premier émetteur de GES en 2007, avait déjà décidé, dans son 11ème plan quinquennal 2006-2011, d'un objectif de réduction de son intensité énergétique (consommation énergétique par unité de PIB) de 20% par rapport à 2005 ; avec cependant des difficultés d'application au niveau local, par manque de financement du gouvernement à la hauteur des sacrifices demandés aux populations, mais aussi au niveau des entreprises, du fait de leur compétitivité et des interdépendances liées à la mondialisation. La Chine revendique actuellement : des possibilités de financement par les pays développés, des droits de propriété intellectuelle rénovés pour faciliter les transferts de technologie, et le maintien de mécanismes de développement propres (MDP). Mais, surtout, elle pose comme un pré-requis l'engagement des USA .

Le système énergétique des USA, quant à lui, est pour l'instant, largement tributaire des énergies fossiles. Ils ont en effet la place de premier, en termes d'émissions annuelles de CO2 par tête, soit 20 tonnes, l'UE en étant à 10 tonnes, et la Chine à 5 tonnes. La nouvelle administration lance maintenant une politique environnementale ambitieuse avec le National Recovery Act concernant 150 milliards de dollars d'investissement sur la prochaine décennie. Au centre de cette politique se trouve la prééminence du progrès des technologies et leur transfert vers les pays du Sud. Cependant, les USA refusent pour l'instant de baser les objectifs de réduction sur les niveaux de richesse, ils souhaitent affirmer leur souveraineté nationale dans l'adaptation de leur propre système économique, les transferts de technologie et la réforme des MDP. L'engagement de la Chine est également pour eux un pré-requis incontournable.

Ces deux acteurs majeurs préparent activement la COP15, et l'accord qui pourra s'établir traduira la réalité du rapport de force économique et politique entre ces deux puissances, au moins pour la prochaine décennie.

Parallèlement, d'autres pays, tels la Russie, le Mexique, le Brésil et l'Inde ont eux-même mis en route ou proposé des programmes d'action. Un fonds mondial dédié aux actions d'atténuation et d'adaptation a été proposé par le Mexique. Récemment, le Brésil et la France se sont associés pour proposer un plan d'action vers les pays les plus pauvres, en particulier l'Afrique.

Vous pouvez retrouver cet article dans le Flash n°14

4ème Rapport du GIEC 2007 – où en sommes-nous ?-où risquons-nous d'aller ?-

Christiane Drevet (ECN 65), Etienne Pesnelle (ECP 86), Guy Moreau (ECL 69) — 2009-01-20T17:08:00Z

Cet article reprend les points forts de l'intervention de Valérie Masson-Delmotte, ECP (LSCE) le jeudi 25 septembre 2008, dans le cadre des conférences mensuelles de Centrale-Energies.

LES 4 RAPPORTS DU GIEC

Valérie Masson-Delmotte rappelle que les rapports successifs, initiés par l'ONU en 1988, paraissent tous les 5-6 ans, et qu'ils ne sont qu'une compilation des études scientifiques mondiales publiées sur le changement climatique, ceci à des fins d'aide à la décision et à la demande des gouvernements.

Les groupes d'auteurs, au nombre de plus de 150, et qui se répartissent dans le monde entier sur une base volontariste, ne se connaissent pas initialement. D'un rapport à l'autre, ils sont renouvelés à 75%. Pour l'établissement d'un rapport, un 1er filtre est effectué dans les publications des revues scientifiques. Après plusieurs brouillons, dont le dernier, révisé par 600 experts et une dizaine de gouvernements, le rapport final de 600 pages est édité, avec un résumé à l'usage des décideurs. Près de 30 000 commentaires sont ainsi émis, y compris ceux des gouvernements pour le résumé, et le processus prend plus de 2 ans.

CONCLUSIONS DU RAPPORT 2007

Le résultat le plus important en 2007 est l'affirmation que l'élévation de la température moyenne du globe, observée depuis le début de l'ère industrielle, est quasi-certainement d'origine anthropique. En effet :

En 2001, le rapport disait : la grande majorité du réchauffement climatique des 50 dernières années est à 66% de certitude attribuable aux activités humaines (GES).

En 2007, le rapport affirme : le réchauffement moyen du globe est maintenant reconnu sans équivoque, et l'essentiel de celui des 50 dernières années est à 90% de certitude du à l'augmentation des gaz à effet de serre émis par les activités humaines (GES)

Les faits avérés aujourd'hui, d'après les travaux publiés avant 2006, et consignés dans le rapport 2007, sont ainsi :
– une planète en moyenne plus chaude de 0,75 °C qu'elle ne l'était en 1860, le processus s'accélérant depuis 1950, avec +0,13°C par tranches de 10 ans (séries de mesures temporelles de haute qualité sur les continents et les océans).
– des concentrations dans l'atmosphère des principaux GES (C02, méthane, oxyde nitreux,…) sans précédent, avec des taux de croissance qui s'envolent depuis 1950.
– des modèles de restitution temporelle de la température moyenne ne pouvant expliquer le décrochage observé à partir de 1950, qu'en ajoutant à la prise en compte des forçages radiatifs naturels (activité solaire, volcanisme,….), ceux dus aux GES (voir infra).
– Un réchauffement anthropique observé sur tous les continents et les océans depuis 1950, l'ensemble des modèles, prenant en compte les forçages radiatifs dus aux GES, étant là encore les seuls à restituer ce réchauffement.
– Aucune explication alternative n'existant de par le monde.

PHYSIQUE DU CLIMAT

Chauffage radiatif naturel : sous l'action du rayonnement solaire incident, le globe re-émet un flux radiatif infrarouge intense (Flux de 390 W/m2). Les molécules triatomiques de la proche atmosphère, qui constituent les GES naturels (50% d'eau ; 33% de C02, méthane, ozone, CFC,….), peu réactives et non toxiques, absorbent ce rayonnement, et le renvoient en grande partie vers le sol sous forme de photons (Flux de 324 W/m²), en le réchauffant. C'est ainsi que la température est actuellement de +15°C, au lieu des –18°C qu'elle serait sans cet effet.

Jusqu'au début de l'ère industrielle, les concentrations dans l'atmosphère du CO2, du méthane et la température oscillaient tous les 100.000 ans, conformément aux cycles astronomiques (principalement par variation de l'excentricité de l'ellipse), ce qui correspondait aux grandes glaciations et déglaciations. Concentrations de C02 (de 185 à 285 ppm), de méthane et température ont pu ainsi être reconstituées sur près de 800.000 ans, grâce à l'analyse des carottes de glace de la calotte polaire antarctique et ont été reliées entre elles sans ambiguïté.

Chauffage additionnel ou forçage radiatif : ce dernier, observé depuis l'ère industrielle, mais surtout depuis les 50 dernières années, a pu être attribué majoritairement à l'augmentation des GES due aux activités humaines (forçage « anthropique ») et minoritairement à la « variabilité naturelle » (activité solaire, volcanisme)

Exemple :
– une multiplication par 2 du taux de C02 induit un forçage radiatif de 4W/m². Le réchauffement au sol est alors de +3°C. Il faut souligner l'inertie du système, avec un temps de réponse des océans profonds de 250 ans et une durée de vie du C02 dans l'atmosphère de plusieurs centaines d'années.
– le forçage radiatif « anthropique » du au C02 est de 1,49 à 1,83 W/m2, le forçage radiatif « anthropique » total de 1,5 à 2, 5 W/m².
– le forçage radiatif du à la « variabilité naturelle » est beaucoup plus faible : de 0,06 à 0,3 W/m² pour le cycle solaire de 10 ans ; le forçage du à l'activité volcanique, qui est un épisode ponctuel (les particules ne restent guère plus d'un an ou deux dans l'atmosphère), est négligeable.

MODELISATIONS-PROJECTIONS FUTURES :

Les modélisations permettent de faire des projections pour le futur. Elles s'appuient sur des couplages de modèles physico-chimiques de plus en plus sophistiqués du système terre-océan-atmosphère, recalés sur les mesures, avec cependant encore des imperfections. On note que :

– les modèles sont testés sur 10 000 ans de transition interglaciaire avec prise en compte de l'albedo des calottes glaciaires et du C02, et reproduisent bien les variations de température observées sur cette période.
– du fait de la longueur des calculs (3 mois pour 100 ans d'histoire du climat), les maillages sont encore grossiers (100X100) km et ne permettent pas une prise en compte correcte des nuages. Avec l'augmentation des capacités de calcul et la mesure par satellite des noyaux de particules dans les nuages, l'évaluation sera améliorée.
– ce sont les différents modélisations de par le monde qui donnent les fourchettes d'incertitude des évaluations de température (+/-0,5°C), pour chaque scénario utilisé. Mais la plus grosse incertitude provient du mode de vie que l'humanité va choisir. Les différents scénarios étudiés ne divergent qu'en 2040, mais tout se joue dès maintenant, avec l'inertie du système déjà soulignée. Le scénario « business as usual » donne un réchauffement en 2100 de +3,4°C sur les continents et de +7°C en arctique (850 ppm d'eq. C02), avec des conséquences très graves : intensification des pluies à l'équateur, augmentation des déserts ailleurs et effondrement des rendements des céréales tropicales, problème généralisé de l'eau, dépérissement des arbres, épisodes extrêmes turbulents avec longs épisodes de sécheresse, élévation du niveau des mers au-delà du mètre, avec déplacement de plusieurs centaines de millions de personnes (l'inlandsis du Groenland s'écoule beaucoup plus vite que prévu).
– Depuis 1990, la perturbation de température a été augmentée de+24%, dont 80% due au C02, et celle du taux de CO2 de +34% (380 ppm aujourd'hui). Deux solutions se présentent : soit mettre en place des stratégies d'adaptation, soit maîtriser les émissions, mais il est très difficile d'inventer un autre mode de vie.

Il est urgent de statuer mondialement sur le niveau de C02 acceptable pour l'humanité.

Retrouvez également cet article dans le Flash n°9

Vu et lu pour vous

Christiane Drevet (ECN 65) — 2008-10-21T16:56:00Z

Cette rubrique reprend des articles de presse ou des livres parus récemment dans le domaine de l'énergie, selon un certain nombre de MOTS-CLES caractéristiques.

CLIMAT – négociations pour l'après-Kyoto :
Mettre à contribution les riches des pays pauvres, par Hervé Kempf (le Monde–sept 08)

L'auteur rapporte une proposition de Paul Baer, chercheur à l'Université Stanford (USA) , membre du groupe Ecoequity.

L'objectif est de réduire de 80% d'ici 2050 les émissions de GES (gaz à effet de serre), pour réduire à 2°C, à cet horizon, le réchauffement moyen du globe. Face aux réticences des pays du Nord à changer seuls leurs comportements, Ecoequity propose un autre paradigme : le droit au développement des personnes, quelques que soient leurs pays d'origine, dont le revenu se situe en-dessous d'un seuil de pauvreté global, situé à 20 dollars par jour, appelé ainsi « seuil de développement ». A ces personnes, ne serait demandé aucune contribution pour financer les mesures de réduction des émissions de GES pour l'après-Kyoto. Ceci permettrait de sortir de l'opposition stérile Nord contre Sud, pour intégrer l'inégalité sociale dans le raisonnement. Dans ce schéma, les USA seraient taxées à 95%, la Chine à 20% et l'Inde à 2%. Brice Lalonde, chargé pour la France des négociations internationales sur le changement climatique, qui doivent s'ouvrir dès 2009, pense qu'une telle proposition pourrait servir de base aux futures discussions pour l'après-Kyoto.

CHINE - éolien :
La Chine, premier producteur en 2009 ? , par Brice Pedroletti (Le Monde-Energie-1er oct 08)

La chine est en train d'émerger comme un acteur de taille de l'éolien, et pourrait être le 1er pays producteur de turbines dès 2009 (jusqu'à 3 MW). Elle est déjà le 5ème pays avec une puissance installée de 6 GW fin 2007, mais elle vient de revoir à la hausse ses prévisions, tablant sur 10 GW en 2010. Des experts, dont Ji Feng Li, secrétaire général du CREIA, association des énergies renouvelables en Chine, pensent que ce chiffre sera doublé, pour atteindre plus de 100 GW en 2020. (Notons que les capacités mondiales éoliennes sont actuellement de 94 GW). La Chine vient d'inscrire, dans sa nouvelle loi sur l 'énergie renouvelable, l'objectif de tirer 15% de l'énergie qu'elle consomme de ressources renouvelables d'ici 2020. Actuellement, 70% de la production d'électricité de la Chine provient du charbon (80 GW supplémentaires pour les centrales thermiques au charbon en 2007) .

CHINE – solaire :
Le paradoxe énergétique chinois (Tecsol-6 août 08)

24% des GES sont actuellement émis par la Chine, ce qui vient de la faire passer devant les USA. Mais, actuellement, la Chine est paradoxalement le leader mondial des énergies renouvelables, avec 152 GW installés et 12 milliards de dollars d'investissements en 2007. La chine, selon le groupe climat (www.theclimategroup.org) serait devenu le n°1 mondial de l'industrie photovoltaïque, avec ses 6 plus grosses sociétés valorisées à plus de 15 milliards de dollars. Selon Steve Howard, président du groupe climat, la stratégie globale de la politique bas carbone de la Chine sera au centre de tous ses investissements, ses innovations et sa croissance pendant plusieurs décennies.

CHINE – énergie
Les 100 mots pour l'énergie-Que sais-je ? puf, sept 08, par JM Chevallier, professeur en sciences économiques à Paris-Dauphine.

Actuellement, un chinois consomme en moyenne 1tep d'équivalent pétrole par an, pour 4 pour un européen et 8 pour un américain. La Chine tire 70% de sa consommation du charbon, et 1,5% du nucléaire.

Charbon : les réserves mondiales correspondraient à 166 années de consommation (27% de ces réserves aux USA, pour 17% en Russie et 13% en Chine) la production chinoise se fait dans des conditions difficiles, avec plusieurs milliers de morts par an, et création de pollutions locale et globale. Malgré ses fortes réserves, la Chine doit importer du charbon, mais également des hydrocarbures
Hydrocarbures : en dehors des accès maritimes par l'est, là où se trouve la plus grosse demande, et directement vers les ressources terrestres par l'ouest (Russie, Kazakstan, Iran) , les compagnies chinoises cherchent à être présentes partout où il y a du gaz et du pétrole, offrant des conditions avantageuses, qui rendent la vie plus dure aux compagnies internationales.
Nucléaire : 20 centrales nucléaires sont en projet d'ici 2030, mais cela ne fera passer la consommation que des 1,5% actuels à 3-4% seulement.
Hydraulique : le nouveau barrage des 3 gorges est l'équivalent électrique de 20 centrale nucléaires.
Autres renouvelables : aucune mention n'en est faite par l'auteur

CHINE - émissions de CO2 fossile :

Une étude fondée sur les données du BP Statistical Review of Energy montre les émissions de C02 d'origine fossile en 2007, en Mt de C02 émis, pour les 12 pays les plus « pollueurs ». Avec 25% des émissions, la Chine arrive maintenant en tête, suivie des USA (14%) et de la Russie (9%). Un résultat à rapprocher des perspectives éoliennes et solaires de la Chine.

CHINE-géopolitique :
La Chine m'inquiète, ed.Perrin, Asies, mai 08, par JL Domenach, directeur de recherche au CERI. Analyse de Denis Chicouène (ECN 95), suite à la conférence de JL Domenach à la maison de la Chine à Paris le 28 sept 08.

On peut trouver le titre de l'ouvrage « La Chine m'inquiète » quelque peu décalé par rapport à son contenu, dont l'objet central n'est manifestement pas d'alarmer qui que ce soit.
L'auteur, sinologue visiblement averti, y expose en revanche une vision lucide, sans concession mais également ouverte à l'espoir. Il examine le contexte actuel de la Chine ainsi que les principaux enjeux et défis qui se présentent à elle sur les plans économiques, social, politique, diplomatique, dans le cadre d'une mondialisation désormais incontournable pour elle.
La Chine, nous rappelle Domenach, se trouve depuis 30 ans dans une phase de croissance exceptionnelle, soit 9% en moyenne. Cette croissance entraîne une élévation du niveau de vie moyen de la population, mais avec de très fortes disparités dans la répartition des retombées, entre les régions (au profit des régions côtières principalement) comme entre les diverses couches de la population, une élite « plouto-bureaucratique » amassant des fortunes tandis qu'une frange importante de la population, notamment rurale, conserve des revenus très faibles. Par ailleurs, l'auteur nous explique que la croissance chinoise s'effectue de façon non-maîtrisée, au prix de gaspillages parfois démesurés (en ressources, main-d'œuvre, patrimoine écologique, …) et dans le cadre d'une coordination politique très difficile à assurer entre le Centre et les Régions d'un pays immense à la population peu disciplinée. Enfin, elle repose essentiellement sur l'exportation de produits à faible contenu technologique, et s'appuie d'une part sur une main d'œuvre dont le coût est certes bas mais tend à augmenter sensiblement (doublement des salaires moyens entre 2002 et 2007), d'autre part sur des matières premières essentiellement importées et de plus en plus coûteuses. Elle dépend donc de la santé économique des pays clients (Etats-Unis et Europe, principalement) et d'une compétitivité qui risque fort de diminuer.
L'auteur voit ainsi la Chine actuelle comme un vaste chantier en pleine effervescence, inégalement avancé, et un pays au succès fragile où de nombreuses entreprises et banques sont par ailleurs dans une situation financière en équilibre instable car douteuse.
Pour que le développement du pays évolue vers une modernisation réelle et durable, les dirigeants du pays misent avec lucidité sur deux objectifs : la montée en gamme des produits, et la création d'un marché de consommation intérieur, qui rendra notamment la Chine moins dépendante de la situation économique de ses clients. Or l'atteinte de ces deux objectifs passe par l'acceptation de dépenses très importantes pour moderniser les structures sociales et économiques du pays : enseignement, recherche, système de santé, préservation de l'environnement, ... Elle nécessite également une hausse des salaires. Tout cela revient à ralentir la croissance, but désormais clairement affiché par le pouvoir central.
Cette perspective serait-elle acceptée par la population ? Il s'agit là d'une interrogation capitale pour le pouvoir, dont la légitimité vis-à-vis du peuple est fondée sur la promesse d'une croissance rapide et continue, garantissant l'élévation du niveau de vie, nous explique Domenach qui parle même d'un « contrat » tacite entre le pouvoir et le peuple. Le scénario défavorable, celui d'un refus, se traduirait par d'importants troubles sociaux. Comment réagirait alors le pouvoir ? Sans donner de réponse, bien évidemment, l'auteur souligne que s'il est certain que beaucoup, en Chine et à l'étranger, appelleraient à une réponse démocratique, l'hypothèse la plus probable serait plutôt une sortie de crise autoritaire, dont les suites sont par ailleurs difficiles à prévoir.
La Chine a son destin à construire, dit Domenach. Quoi qu'il en soit, si certains éléments supplémentaires augmentent l'incertitude quant à l'avenir du pays, telle par exemple l'indiscipline relative de l'armée, au sein de laquelle règnerait un certain « malaise », telles également la corruption généralisée et la décadence morale des élites locales du pouvoir, de nombreux indices incitent cependant à l'optimisme et découlent d'une certaine lucidité et d'un pragmatisme du pouvoir actuellement en place : volonté de maîtriser et normaliser l'engagement du pays dans le monde global (notamment depuis l'entrée de la Chine dans l'OMC) ; amélioration du contrôle des régions par le pouvoir central, avec des effets positifs à espérer sur le contrôle de la politique économique et sur la réduction des mafias locales ; lente évolution vers un Etat moins répressif et plus tolérant aux courants d'idées, même si beaucoup reste à faire.

Retrouvez cet article dans le Flash n°7

Projet de loi relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l'Environnement

Christiane Drevet (ECN 65), Jacky Rousselle (ECL 81) — 2008-06-23T17:17:00Z

Ce projet de loi « Grenelle I » devrait être adopté dans sa version définitive à l'automne 08, après passage devant le Conseil Économique et Social et les deux chambres du Parlement. Vous pouvez le retrouver dans son intégralité à l'espace « gestion économique et environnementale » du forum de Centrale-Energies (voir l'avis du CES rendu le 27 mai 08, en fin de cet article).

Ayant décidé d'informer un public le plus large possible des problèmes économiques et environnementaux liés à l'Énergie du Futur (produite et consommée), nous nous sommes focalisés plus particulièrement sur le titre 1er : « lutte contre le changement climatique », qui concerne la politique énergétique de la France. A ce stade, nous souhaitons donc aujourd'hui, en faire une première synthèse générale, sous la forme d'un tableau de bord rappelant les objectifs, les actions associées, les échéances, pour en juger ultérieurement de la faisabilité et de l'efficacité. Les prochains numéros du Flash reprendront plus particulièrement les mesures visant la réduction de consommation d'énergie des bâtiments, l'urbanisme, les transports, les économies d'énergie et l'intensification de la recherche en développement durable.

Article	Objectif visé	Action associée à l'objectif visé en France	échéance
2-I	Division par quatre émissions GES de 1990 à 2050. En France, en 2050 : niveau émissions inférieures à 140 Mteq CO2 .	Confirmation par la France de mettre la lutte contre le changement climatique au premier rang de ses priorités	2050
2-I	Objectif de l'Union Européenne réduction d'au moins 20% des émissions GES d'ici 2020, repris par la France.	objectif porté à 30% si même engagement pris par d'autres pays industrialisés et si contribution adaptée prise par les pays en développement. Soutien à la conclusion d'engagements internationaux de réduction des émissions	2020
2-I	Objectif de l'Union Européenne amélioration de 20% de l'efficacité énergétique d'ici 2020, repris par la France	Réalisation de cet objectif	2020
2-I	Objectif de l'Union européenne Part énergies renouvelables : au moins 20% dans la consommation d'énergie finale	Engagement sur cet objectif	2020
2-II	Lutte contre le changement climatique	Mesures nationales portant prioritairement sur : les consommations d'énergie des bâtiments, les émissions GES des transports et de l'énergie	Différentes échéances, de 2008 à 2020
2-III	Prise en compte progressive dans le prix des biens et services de l'impact des GES	3 mécanismes privilégiés : amélioration information sur le coût écologique des échanges adoption de nouvelles réglementations mise en place de mécanismes incitatifs économiques incluant systèmes de quotas d'émissions GES	Pas définie
2-III	Création d'une contribution climat-énergie	Étude de cette contribution par taxation sur les consommations des énergies fossiles, compensée par une réduction des autres prélèvements obligatoires, pour préserver le pouvoir d'achat et la compétitivité des entreprises.	31/12/2008 : présentation par le Gouvernement au Parlement de l'opportunité et des modalités techniques de la contribution
2-IV	Mise en place d'un mécanisme d'ajustement aux frontières pour les importations	Pour les pays qui refuseraient de contribuer à la réduction des émissions GES après 2012	Après 2012
2-V	Mise en place par l'État d'incitations économiques et financières adaptées, ayant pour objet la réduction des émissions de C02 dans la production et consommation d'énergie.	Ces mécanismes, consacrés à des investissements de production ou de consommation, tiendront compte des économies d'énergie réalisées, du temps nécessaire à leur rentabilisation, et du coût de la tonne de carbone évitée.	Pas définie

Après quelques semaines de réflexions, le Conseil Economique et Social a rendu son avis le 27 mai 08 sur le projet de loi de programmation relatif au Grenelle I. Pour Paul de Viguerie, rapporteur de l'avis au nom du CES, « le Grenelle a été un processus innovant qui a relancé la dynamique et a permis un dialogue constructif entre des acteurs qui ne se parlaient pas, mais ll y a des priorités sur lesquelles il va falloir préciser les financements afin de donner une visibilité à long terme à tous les acteurs concernés », estime–t-il. « On nous parle de financer le programme par les économies réalisées mais les retours sur investissement ne seront pas immédiats pour les ménages modestes, les collectivités et les PME », rappelle le rapporteur. « Il faut donc prévoir d'ici 2010 un panel de dispositifs pour amorcer le processus », ajoute-t-il. « Nous avions souhaité un programme pluriannuel qui permette à tous les acteurs d'avoir de la visibilité mais nous constatons que ce n'est pas le cas », regrette Paul de Viguerie. En outre, « les concitoyens ne se sont pas forcément rendus compte des changements culturels qui vont être nécessaires », explique-t-il encore. Conformément à la procédure, il n'est pas prévu que le projet de loi soit modifié, mais le CES compte sur les parlementaires pour intégrer ces propositions au texte lors de son passage à l'Assemblée nationale et au Sénat avant l'été.

C'est bien cette absence de traduction budgétaire claire des mesures proposées, pourtant fondamentale, qui avait été déjà soulignée dans le flash n°4 d'avril 2008.

Retrouvez cet article dans le Flash N°5