8 • Énergie
et changement climatique
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8.1 Thermodynamique du changement
climatique
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
de gaz à effet de serre, dγ est positif, si bien qu’il faudrait que
(TPES – ENR – W 0 ) soit négatif. Or c’est le contraire qui se produit,
d’où le dérèglement climatique observé. Les énergies renouvelables ne
représentent que 13 % de l’énergie primaire (λ = 0,13) et W 0 est faible
(et non répertoriée), car l’efficacité des procédés énergétiques est faible.
Supposons que μ = 0,1; on obtient : 1 − λ − μ = + 0,77. Comme TPES
correspond, en 2008, à environ 0,03 W/m², l’effet direct de la consommation d’énergie renforce le dérèglement climatique, car il rajoute environ 0,025 W/m² au forçage radiatif dû à l’effet de serre.
Mais si l’on s’oriente vers une stratégie énergétique fondée très majoritairement sur les énergies renouvelables et la sobriété énergétique, le
scénario de domestication de l’effet de serre devient plausible.
Application numérique
La consommation mondiale de 2005 de 11 500 Mtep correspondait à une
puissance de 0,03 W/m². En supposant une population mondiale de 9,5 milliards
d’habitants en 2100 qui consommerait 38 000 Mtep (soit 4 tep par habitant à
comparer à 2 tep, en moyenne en 2005, mais à près de 10 tep pour les ÉtatsUnis), la puissance correspondante serait de 0,1 W/m². Supposons que cette
consommation provient à 90 % d’énergies renouvelables (λ = 0,9) et que la
consommation non dissipée en chaleur s’élève à 40 % (μ = 0,4), on obtient :
TPES – ENR – W 0 = (1 – λ – μ)TPES = – 0,3 TPES
Le signe moins signifie que l’activité humaine prélève de l’énergie à la
surface de la Terre. Ce prélèvement correspond à une puissance de
0,03 W/m² pour TPES = 0,1 W/m². D’après l’équation [8.23], pour que
l’équilibre soit atteint, il faut que cette puissance corresponde exactement à celle générée par l’excès d’effet de serre par rapport à l’équilibre
qui serait atteint sans activité humaine. Si cette condition était satisfaite,
cela signifierait que la consommation d’énergie s’effectue au détriment
de l’effet de serre : on « domestiquerait » l’effet de serre.
Actuellement, l’excès d’énergie est estimé à 0,85 W/m², ce qui est beaucoup plus élevé que ce que peut prélever notre consommation d’énergie.
Mais c’est le résultat de 150 ans d’ère industrielle avec un fort recours
aux énergies fossiles. En passant à une nouvelle stratégie de gestion
et changement climatique
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8.1 Thermodynamique du changement
climatique
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
de gaz à effet de serre, dγ est positif, si bien qu’il faudrait que
(TPES – ENR – W 0 ) soit négatif. Or c’est le contraire qui se produit,
d’où le dérèglement climatique observé. Les énergies renouvelables ne
représentent que 13 % de l’énergie primaire (λ = 0,13) et W 0 est faible
(et non répertoriée), car l’efficacité des procédés énergétiques est faible.
Supposons que μ = 0,1; on obtient : 1 − λ − μ = + 0,77. Comme TPES
correspond, en 2008, à environ 0,03 W/m², l’effet direct de la consommation d’énergie renforce le dérèglement climatique, car il rajoute environ 0,025 W/m² au forçage radiatif dû à l’effet de serre.
Mais si l’on s’oriente vers une stratégie énergétique fondée très majoritairement sur les énergies renouvelables et la sobriété énergétique, le
scénario de domestication de l’effet de serre devient plausible.
Application numérique
La consommation mondiale de 2005 de 11 500 Mtep correspondait à une
puissance de 0,03 W/m². En supposant une population mondiale de 9,5 milliards
d’habitants en 2100 qui consommerait 38 000 Mtep (soit 4 tep par habitant à
comparer à 2 tep, en moyenne en 2005, mais à près de 10 tep pour les ÉtatsUnis), la puissance correspondante serait de 0,1 W/m². Supposons que cette
consommation provient à 90 % d’énergies renouvelables (λ = 0,9) et que la
consommation non dissipée en chaleur s’élève à 40 % (μ = 0,4), on obtient :
TPES – ENR – W 0 = (1 – λ – μ)TPES = – 0,3 TPES
Le signe moins signifie que l’activité humaine prélève de l’énergie à la
surface de la Terre. Ce prélèvement correspond à une puissance de
0,03 W/m² pour TPES = 0,1 W/m². D’après l’équation [8.23], pour que
l’équilibre soit atteint, il faut que cette puissance corresponde exactement à celle générée par l’excès d’effet de serre par rapport à l’équilibre
qui serait atteint sans activité humaine. Si cette condition était satisfaite,
cela signifierait que la consommation d’énergie s’effectue au détriment
de l’effet de serre : on « domestiquerait » l’effet de serre.
Actuellement, l’excès d’énergie est estimé à 0,85 W/m², ce qui est beaucoup plus élevé que ce que peut prélever notre consommation d’énergie.
Mais c’est le résultat de 150 ans d’ère industrielle avec un fort recours
aux énergies fossiles. En passant à une nouvelle stratégie de gestion