Selon l'Agence Internationale de l'énergie, nous sommes passés d'une consommation finale d'énergie en 1973 de 194 exajoules à 418 exajoules en 2019, soit une progression de 115 % en 46 ans. Au vu de l'évolution rapide de la croissance démographique, de l'urbanisation et de l'industrialisation, il est très probable que nous consommions davantage dans les années à venir.
Va-t-on avoir assez de ressources pour vivre ? Nous pouvons alors nous interroger sur l'état actuel d'exploitation des sources d'énergie possibles dans l'optique d'une réponse à cette forte demande. Le constat est que toutes les sources d'énergie n'ont pas encore été exploitées.
Quelles sont les sources d'énergie possibles à exploiter ?
Les recherches ont permis au fil du temps d'identifier de nouvelles sources pour faciliter l'activité humaine. Vous avez ainsi le bonheur d'utiliser de nombreuses sources énergétiques pour vos activités.
On distingue aujourd'hui en premier lieu les énergies fossiles comme le gaz naturel, le pétrole et le charbon. Dans la catégorie des énergies non renouvelables, il faut aussi mentionner l'énergie nucléaire qui est très utilisée pour la production d'électricité dans la plupart des pays développés.
Nous exploitons ensuite les énergies renouvelables ou énergies propres tels que :
- l'énergie solaire (solaire photovoltaïque et solaire thermique) obtenue du soleil,
- l'énergie éolienne obtenue du vent,
- l'énergie des centrales hydrauliques (hydroélectrique, marémotrice, hydrolienne) obtenue grâce au mouvement de l'eau.
Dans la catégorie des énergies renouvelables, les sources thermiques sont aussi présentes, comme la géothermie, la biomasse (biogaz, bio carburant, bois), l'incinération des matières organiques, les réseaux de chaleur et l'énergie thermique par pompe à chaleur. En dehors des ressources non encore découvertes par la science, certaines de ces énergies ne sont pas encore exploitées dans l'entièreté de leur potentiel.
Une bonne alternative à l'uranium pour la fission nucléaire
Les recherches sur la radioactivité et les propriétés des noyaux atomiques ont permis de tirer profit de l'énergie nucléaire notamment à travers la fission des atomes d'uranium 235.
Une quantité massive d'énergie grâce à l'uranium
Sous certaines conditions créées dans les réacteurs des centrales nucléaires, il est possible de faire subir aux atomes d’uranium une fission qui engendre une quantité colossale d'énergie. Celle-ci est par la suite utilisée pour entraîner des turbines et des alternateurs grâce à de la vapeur. Même si l'opération ne produit pas de gaz à effet de serre comme le CO2, la grande radioactivité des particules émises peut avoir un impact environnemental important à l'échelle de vie humaine en cas de manque de contrôle.
L'exploitation du thorium à venir
Les réserves d'uranium ne sont pas illimitées, on estime qu'elles pourraient suffire pour une utilisation sur près d'un siècle. Que se passerait-il alors quand le stock d'uranium sera épuisé ? Nous devrions vraisemblablement alors nous tourner vers le thorium, un autre métal radioactif aux propriétés intéressantes pour la fission nucléaire. Il présente également l'avantage d'être plus abondant sur Terre que l'uranium (4 fois plus) et se trouve dans la plupart des minéraux de roches et de sols.
Il est aussi caractérisé par une production réduite de déchets radioactifs. Les recherches en ce qui concerne le type de réacteur nucléaire adapté à la réaction de fission thorium sont toujours en cours. Une fois que les études se seront montrées concluantes, le thorium devrait alors devenir la source d'énergie nucléaire par excellence.
La fusion nucléaire encore au stade expérimental
Il existe un espoir de générer une quantité encore plus colossale d'énergie grâce à nos chères particules élémentaires : la fusion nucléaire.
Une expérience du National Ingnition Facility en Californie réalisée le 8 aout dernier nous donne une idée de la quantité exponentielle d'énergie que peut dégager une telle réaction.
Pendant 100 trillionièmes de seconde, il est possible de produire dix quadrillions de Watts, ce qui représente environ une production quatre millions de fois supérieure par exemple à celle de la combustion de l'énergie fossile (pétrole ou charbon). Il s'agit de la même réaction à la base du rayonnement solaire. Elle consiste à chauffer du plasma à plusieurs millions de degrés Celsius pour fusionner des isotopes légers d'hydrogène afin de donner naissance à de l'hélium.
Le problème demeure l'instabilité du plasma à très haute température qui nécessite des mesures de confinement drastiques et excessivement coûteuses. Au vu de l'état actuel des progrès scientifiques, maîtriser des réactions de fusion nucléaire n'aura pas lieu de sitôt, au moins pas avant la fin du siècle.
Arriver à le faire marquerait toutefois une grande étape de la transition énergétique mondiale responsable, car la fusion produit également peu de déchets radioactifs et pas de gaz à effet de serre. Cela aurait pour répercussion un ralentissement du réchauffement climatique.
L'énergie solaire, pas encore utilisée à son plein potentiel
En dehors de l'énergie nucléaire, il faut noter que l'énergie solaire n'est pas exploitée à son potentiel maximum qui est de 1 070 000 PWh sur un an.
Actuellement, elle représente moins de 2,2% de la production d'énergie mondiale, ce qui est un pourcentage assez faible. Cela est dû à un problème d'installation des panneaux solaires, des panneaux photovoltaïques ou des centrales thermiques solaires dans des zones viables (prépondérance des terres agricoles, impossibilité d'utiliser les surfaces océaniques, etc.).
Bien que cela nécessite des investissements importants, il s'agit pourtant de la seule énergie renouvelable qui pourrait combler près de la moitié de nos besoins énergétiques à elle seule si toutes les conditions favorables étaient réunies.
Par exemple, les experts estiment que couvrir 120000 km² de surface (dans les déserts notamment) permettrait de satisfaire des besoins énergétiques évalués à près de 18000 TWh/an. Pour comparaison, la consommation mondiale actuelle n'a pas encore franchi la barre des 30000 TWh/an.
Toutes les sources d'énergie renouvelables possibles connues à ce jour sur Terre n'ont heureusement pas encore été exploitées. Il est encore temps pour l'Homme de pouvoir découvrir des ressources insoupçonnées. Les progrès de la science pourraient d'ailleurs conduire à la découverte de nouvelles sources méconnues à l'heure actuelle. Notre avenir est ainsi assuré.
