Autour du gaz de schiste : Contexte énergétique des énergies conventionnelles

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Le combat contre le gaz de schiste doit être accompagné d’une réflexion, d’une organisation en vue de démarrer la transition énergétique. Afin de bien en comprendre la nécessité, cet article va présenter le contexte énergétique des 4 principales ressources fossiles (charbon, pétrole, gaz et uranium).
Mais pour mieux appréhender ces éléments, nous devons préalablement poser 2 principes. D’une part la modélisation de la production des ressources et d’autre part la notion de bilan net énergétique de ces ressources.

Préambule 1 : modélisation des ressources

En 1956, le géophysicien Marion King Hubbert propose une modélisation mathématique exposant la dynamique de production du pétrole. La courbe de production est en forme de cloche avec une montée de la production, l’arrivée du pic de production dit « pic de hubbert » puis un déclin inexorable de cette production au fur et à mesure de l’assèchement des gisements.
A titre d’exemple, voici en rouge la modélisation mathématique et en bleu la production réelle de pétrole pour les États-Unis.

Ce type de modélisation n’est pas l’apanage du pétrole seul. Les autres énergies fossiles sont soumises à la même loi mathématique.
Voici un deuxième exemple où nous pouvons notamment voir les productions des différentes ressources fossiles du Royaume Uni (Notez les déclins du charbon, des gisements de pétrole et de gaz en mer du nord).

Préambule 2 : bilan net énergétique et son évolution

Comme précisé dans un article précédent, Le bilan net énergétique soustrait l’énergie investie à celle récupérée. Les difficultés croissantes d’extraction comme l’injection de gaz ou d’eau pour augmenter la pression des gisements, comme la mise en production de gisements de plus en plus profonds, ... induisent un déclin du bilan net énergétique des énergies fossiles. Lorsque l’énergie investie atteint puis dépasse celle récupérée, il devient inutile de s’acharner.
Il est primordial de noter que l’évolution du bilan net énergétique des énergies fossiles ne peut que décroître.
Par contre, l’évolution du bilan net énergétique des énergies renouvelables restera constante tant que le soleil continuera de nous dispenser ses rayons. C’est à dire 4 milliards d’années au bas mot ! En effet, le vent, la houle marine, l’ensoleillement, ... ne sont que des énergies dérivées de l’énergie solaire.

Références relatives à la notion de bilan net énergétique :
Bilan énergétique du gaz de schiste
Rapport de l’IRIS : page 4, chapitre « Gaz de schiste et coûts énergétiques »
Gaz de schiste : abondance ou mirage ? (en Anglais)
Humanité : auto défi  : Chapitre « EROI, déclin apparent et déclin réel »
Gaz de schiste : la garantie de notre indépendance énergétique ?

Le pétrole conventionnel

La situation du pétrole conventionnel fait réfléchir. L’agence Internationale de l’Énergie a annoncé fin 2010 la survenance du pic pétrolier mondial en 2006.
Il est intéressant de noter que la date du pic pétrolier a longtemps fait débat. D’un coté les pessimistes comme le géophysicien iranien Ali Samsam Bakhtiari qui prédisait le pic vers 2006-2007. De l’autre les optimistes allant jusqu’à 2060. L’actualité récente montre que les dits pessimistes sont en fait les plus réalistes. Le plus souvent, les pessimistes sont scientifiques et les optimistes économistes...

Voici une modélisation de la production mondiale

Profitons de cette présentation relative au pic de production du pétrole pour montrer la perversion de certains discours. Nous entendons régulièrement : « il reste encore 40 ans de pétrole ». Cette affirmation peut être vraie. Cependant, le problème n’est pas de savoir combien de temps nous pourrons encore nous gaver mais quel déclin suivra le pic. L’ensemble des conséquences est lié au taux de déclin. un taux important peut conduire à faire qu’il reste 3 gouttes de pétrole dans 40 ans ...

Quelques données fin 2006, année du pic :
 Sur 48 pays gros producteurs, 33 déclinaient.
 Sur 98 pays producteurs, 63 déclinaient.

De nombreux indices existaient. Notamment l’accélération des pays passant leur propre pic :
 Décennie 1970 : 10 pays passent le pic,
 Décennie 1980 : 12 pays passent le pic,
 Décennie 1990 : 14 pays passent le pic,
 2000 à 2005 : 14 pays passent le pic.

Cet article n’entrera pas dans le détail du bilan net énergétique de la production de pétrole et son évolution. Tout est dit dans ce document (page 8, chapitre « Le rendement énergétique et l’énergie nette »)

Références relatives au pétrole conventionnel :
Pétrole : la fête est finie de Richard Heinberg
Pic du pétrole et pic du gaz de Patrick Brocorens
Les révélations explosives de l’armée allemande sur le pic pétrolier
Peak Oil : pourquoi le Pentagone est pessimiste
Dessin animé de 2 minutes (Comment négocierez-vous la descente ?)

Le gaz conventionnel

La question du gaz conventionnel est difficile à cerner. En effet, les données d’exploitation sont mal connues. Les pays producteurs sont cachottiers et une estimation exacte de la date du pic du gaz est difficile à déterminer. Ali Samsam Bakhtiari avait prédit de manière juste la date du pic pétrolier. Son estimation de la date du pic du gaz conventionnel pour 2008 est-elle correcte ? Difficile d’en être certain.

Tout au plus, pouvons nous affirmer que le déclin après le pic gazier sera très important. Ceux d’entre nous qui utilisent du gaz en bouteille peuvent s’en faire une idée. La bouteille peut être considérée comme un gisement. Tant que la pression interne est suffisante, la gazinière fonctionne très bien. Les signes précurseurs indiquant que la bouteille est quasiment vide ne sont pas véritablement apparent. Mais lorsque cette bouteille est vide, la panne est très rapide. Une journée suffit. Pour les gisements gaziers, il faudrait disposer des données de pressions de chaque gisement pour pouvoir définir la date du pic et les taux de déclin. Nous ne connaissons pas ces éléments avec l’exactitude nécessaire.

Référence relative au gaz conventionnel :
Pic du pétrole et pic du gaz de Patrick Brocorens

L’uranium

Un rapport du groupe d’étude sur l’énergie (groupes de scientifiques allemands - cf références ci dessous) montre la gravité de la situation notamment pour la France, pays fortement nucléarisé. Le discours laissant incidemment croire qu’il y aura éternellement de l’uranium à disposition fait oublier qu’il s’agit d’une ressource fossile comme le pétrole ou le gaz. Cette ressource est elle aussi soumise à un pic de hubbert. A titre indicatif, voici 2 schémas montrant cette réalité.

Voyons tout d’abord la courbe de production de l’uranium en France. Cette courbe montre que le discours sur l’indépendance énergétique offert par le choix nucléaire est reléguée loin derrière nous. Cette courbe montre une exploitation sur une quarantaine d’années avec un déclin rapide sur une dizaine d’années.

Voyons ensuite la courbe de production de l’uranium aux USA. Cette courbe est sensiblement différente car elle présente 2 pics liés à deux périodes de découvertes décalées dans le temps. Cependant, nous constatons une courte période d’une cinquantaine d’années suivie également d’un déclin rapide d’une dizaine d’années.

Si l’on regarde consommation et production mondiales en 2006, nous constatons :
 Une production de 42 000 tonnes d’uranium par an,
 Une consommation de 67 000 tonnes d’uranium par an.
Soit un déficit de 25 000 tonnes par an.

Ce déficit est pour l’instant comblé par des stocks civils et militaires soit 200 000 tonnes en 2006. Des pénuries d’uranium sont à craindre vers 2012-2015.

Notons que, de janvier 2003 à avril 2007, le prix de l’oxyde d’uranium « yellow cake » est passé de 22 à 249 $/kg.

Mais cette raréfaction de l’uranium n’est pas la seule source d’inquiétudes. Le bilan net énergétique de l’uranium doit également être pris en compte. Selon une expertise menée par Jan Willem Storm van Leeuwen du GIEC et par l’Oxford Research Group, ce bilan énergétique est essentiellement dépendant de la teneur du minerai en uranium. Cela se comprend aisément dans la mesure où il faut fournir plus d’énergie pour extraire 1 kg d’uranium dans un minerai pauvre que dans un minerai riche en uranium.

La question se pose donc de savoir à partir de quelle limite l’énergie nécessaire pour extraire l’uranium du minerai devient supérieure à l’énergie que fournira cet uranium extrait. La teneur limite en dessous de laquelle il devient inutile d’extraire se situe entre 0,02% et 0,01%. Les sources non conventionnelles en uranium comme dans l’eau de mer quelquefois élevées au rang de nouvel eldorado énergétique, seront en fait des gouffres énergétiques si l’on cherche à les exploiter (teneur de 0,0000003%). De surcroît, l’évolution du bilan net énergétique de l’uranium décroit très rapidement lorsque la teneur descend sous 0,1% et le rapport EWG précise que les 2/3 des ressources mondiales ont une teneur inférieure à 0,06%.

Paradoxalement, il apparaît donc que vendre des centrales nucléaires, c’est faire de l’éolien dans la mesure où l’on vend alors du vent ...

Références relatives à l’uranium :
Rapport sur l’uranium de l’Energy Watch Group (EWG)
Bilan net énergétique de l’uranium (revue n°37 page 44)

Le charbon

Comme pour l’uranium, l’Energy Watch Group (EWG) a publié un rapport sur le charbon. Un résumé en français a été publié sur le site terredebrut. Les enseignements à tirer sont semblables à ceux du pétrole et du gaz, à savoir que les réserves annoncées par les états sont très probablement surévaluées.

Cependant, et paradoxalement, les implications concernent plutôt le pétrole dans la mesure où un pic de production du charbon semblant se dessiner en Chine, la demande en pétrole de ce pays risque d’augmenter significativement (source). De plus en plus, les moindres perturbations agissant sur l’offre ou la demande auront des répercussions considérables sur les prix.

Références relatives au charbon :
Rapport sur le charbon de l’Energy Watch Group (EWG)
Résumé en français du rapport EWG
pic pétrolier : 2011 - une année charnière (Source).

ET MAINTENANT ?

Nous le voyons, la situation n’est pas reluisante. C’est probablement pourquoi les pétroliers cherchent des solutions comme le gaz de schistes, solutions de la fuite en avant qui leur permettent de garder la main sur leur profits. Cependant, ces pseudo-solutions ne sont qu’un prolongement du contexte actuel. Elles sont probablement un accélérateur du désastre annoncé si le bilan énergétique du gaz de schiste est mauvais et si les pollutions viennent polluer définitivement les terres dont nous aurons si besoin.

Chacun peut constater que rien n’est fait pour contrer ce désastre annoncé. Aussi les peuples devront-ils probablement prendre eux-même leur destin en main en réfléchissant collectivement et localement aux solutions et sans laisser nos représentants imposer leurs pseudo-solutions.

Jean-Claude CATY

Diaporama pour réunions publiques

Diaporama présenté lors de réunions en Ardèche