Cette série d’interviews a été organisée au printemps 2015 par l’AFCO afin de faire connaître les arguments scientifiques qui ne sont qu’exceptionnellement rapportés dans les médias.
Partie 1/4 – Christian GERONDEAU
Partie 2/4 – Vincent COURTILLOT
Partie 3/4 – François GERVAIS
Partie 4/4 – Benoît RITTEAU
CRÉATION DE L’ASSOCIATION FRANCOPHONE
DES CLIMATO-OPTIMISTES (AFCO)
LES CLIMATO-SCEPTIQUES S’ORGANISENT EN VUE DE LA CONFÉRENCE DE PARIS
L’AFCO a pour but de lutter contre le pessimisme injustifié qui règne quant à l’avenir du climat de la planète.
Cette nouvelle Association est créée pour regrouper ceux qui mettent en doute les prévisions de réchauffement de la planète du fait des activités humaines, mais aussi ceux qui pensent que, quelle que soit l’évolution future du climat, l’humanité saura faire face sans qu’il en résulte de catastrophes.
Regroupant des scientifiques, des économistes, des chefs d’entreprise, et des ingénieurs, l’AFCO est ouverte à tous ceux – particuliers et entreprises – qui partagent les mêmes constats et souhaitent mettre fin à l’une des plus grandes désinformations de notre époque, dans le but de limiter les dépenses inutiles et de contribuer à faire renaître l’optimisme qui fait aujourd’hui défaut à notre pays.
C’est pour faire entendre auprès des médias et des décideurs la voix des millions de Français qui ne croient pas aux thèses officielles de l’influence des activités humaines sur l’évolution du climat qu’a été créée l’AFCO à l’initiative de Christian Gerondeau, auteur de plusieurs livres sur l’énergie et l’environnement, et personnalité publique bien connue pour ses interventions médiatiques et sa recherche d’efficacité.
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P.J. :
Les séries de températures relevées par les stations météorologiques du monde entier sont maintenant aisément accessibles grâce à un certain nombre d’organismes qui rassemblent les données transmises par les offices météorologiques nationaux. La transmission et la mise à disposition du public via des sites internet sont faites pratiquement en temps réel, c’est-à-dire avec un décalage d’un à deux mois environ. Les données correspondantes sont librement accessibles, sans aucune redevance ni droit d’entrée, et sans nécessité d’inscription préalable ni par conséquent d’identification 1. Il s’agit là d’un progrès considérable dans la diffusion des connaissances factuelles.
La présente note a pour objet de présenter un site particulier avec son mode d’emploi, mais aussi de mettre en évidence quelques bizarreries dans un cas particulier.
L’exemple choisi ici est celui du site américain du GISS, et plus particulièrement de la station météorologique de Marseille-Marignane, une des séries de températures les plus longues relevées sur le territoire de la France métropolitaine.
Le GISS (Goddard Institute for Space Studies) 2 est un département de la NASA. L’ergonomie du site est remarquable. Voici la page d’accueil.
Une fenêtre permet de choisir entre trois options correspondant à trois séries de données :
-« after GISS homogeneity adjustment », qui est présélectionnée par défaut et présentée comme officielle.
-« GHCN v3 (adj) + SCAR data » (Global Historical Climatology Network + Scientific Committee on Arctic Research)
-« after removing suspicious records ».
Une fois l’option choisie, on peut accéder aux données de deux façons, la plus simple consistant à cliquer sur un point du planisphère. Apparaît alors une liste d’une trentaine de stations dans un rayon de quelques centaines de kilomètres avec leurs caractéristiques (situation, identification, population environnante, années couvertes par la série), parmi lesquelles on peut choisir celle que l’on souhaite (ici Marseille/Marignane ; identifié par les codes GHCN 615 : France et 7650 : Marseille).
En cliquant sur le nom de la station, on obtient un graphique des températures annuelles.
La série sélectionnée par défaut (« after GISS etc. » commence en 1934 ; les deux autres en 1880.
Enfin on peut télécharger (« download monthly data as text ») le listing des séries mensuelles, trimestrielles et annuelles en format txt (trimestres et années météorologiques à ne pas confondre avec les années civiles).
Il suffit de convertir ces données en format tableur pour procéder à des traitements, notamment graphiques. On remarque à cette occasion que le listing ne comporte aucun en-tête précisant l’origine des données, l’identification de la station, la version, la date de mise à jour ni la date d’extraction, comme c’est le cas en général dans les téléchargements de données.
L’attention de l’auteur de ces lignes a été attirée par une bizarrerie. Ayant, pour une chronique antérieure, téléchargé le 25 octobre 2014 des données GISS « after GISS homogeneity adjustment » (donc réputées « officielles ») et souhaitant les mettre à jour au début de l’année 2015 (puisque l’année météorologique 2014 était alors connue), la substitution de la nouvelle série à l’ancienne a fait apparaître sur le graphique un mouvement de translation surprenant pour les années antérieures à 1991. Il est alors apparu que les données annuelles de 1934 à 1990 avaient été dans l’intervalle minorées de valeurs rondes, variant entre -0,90 C et -1,80°C (selon les années ou les tranches d’années).
Enfin, un nouveau téléchargement effectué début février 2015 (pour intégrer l’année civile 2014 alors complètement connue) a révélé une correction de la correction, consistant en une majoration de presque +1°C par rapport aux valeurs précédentes, et réduisant ainsi l’écart avec les valeurs initiales d’octobre 2014.
Le graphique ci-après montre comment ont évolué les principales séries de températures de la période 1934-2014 fournies par le GISS entre fin octobre 2014 et début février 2015. On trouve en légende les types des séries et les dates d’extraction.
-Entre 1934 et 1990, on obtient ainsi un chevelu de courbes ayant toutes presque la même allure générale mais situées à des niveaux différents. Les valeurs « officielles » after GISS homogeneity adjustment sont légendées « aGha ». Les plus élevées sont celles d’octobre 2014 (en rouge) et les plus basses celles de début janvier 2015 (en vert), les valeurs intermédiaires de début février sont en bistre épais. On remarque au passage que les séries « GHCNv3 » 3 (en violet et bleu) sont supérieures de 0,4°C aux séries officielles extraites aux mêmes dates (respectivement janvier et février 2015).
-A partir de 1991, toutes les courbes coïncident y compris les deux courbes extrêmes.
Au passage, on peut remarquer que la droite de tendance des températures de 1989 à 2014 est quasi-horizontale, ce qui confirme certaines estimations antérieures, et ceci malgré le caractère « tempéré », et donc en moyenne plutôt chaud, des températures de l’année 2014.
L’exemple de Marseille est caricatural 4, mais instructif en cela. Les données d’un certain nombre d’autres stations françaises que nous avons examinées ont bien été l’objet ces derniers mois d’ajustements, d’amplitudes moindres que celles de Marseille (de l’ordre de 0,2 °C) mais toujours dans le sens d’une minoration des températures antérieures aux années 1985-1990 (environ).
Ces ajustements, ne s’appliquant qu’à des périodes passées, sont sans conséquences pratiques pour les deux ou trois dernières décennies. Peut-être leurs auteurs pourraient-ils les justifier par les imprécisions des mesures plus anciennes, dont ils se seraient subitement avisés.
Toutefois le fait que ces corrections soient des valeurs « rondes », systématiquement appliquées et toutes dans le sens d’un abaissement des températures passées peut sembler suspect. Il ne s’agit manifestement pas de réévaluations méthodiques portant sur telles ou telles années précises par recours à des archives, mais de corrections forfaitaires s’appliquant à des groupes d’années.
On peut en outre légitimement s’étonner que ces corrections soient en quelque sorte subreptices, et que le GISS ne mentionne pas explicitement sur ses bases de données « ajustées » qu’il s’agit de nouvelles versions dûment datées et numérotées.
Il sera intéressant de vérifier si la dernière version en date, celle de début février 2015 qui clôt à la fois l’année civile et l’année météorologique 2014 (la courbe en bistre épais) restera bien la version définitive 5.
En tout état de cause, les graphiques qui précèdent devraient relativiser les débats interminables actuels sur telle ou telle année réputée plus ou moins « chaude » que telle ou telle autre, et ceci de quelques dixièmes de degrés de plus ou de moins.
1 Il est possible cependant de s’identifier si l’on souhaite être tenu au courant des publications ou mises à jour des sites, ou pour des accès plus directs et plus ciblés à des bases de données précises en tant que de besoin ; mais il ne s’agit là que d’une commodité entièrement facultative et gratuite.
2 http://data.giss.nasa.gov/gistemp/station_data/. Goddard est le nom d’un ingénieur américain décédé en 1945, précurseur de l’astronautique.
3 Elles sont identiques aux séries « after removing suspicious records », qui ne sont donc pas représentées sur le graphique.
4 Les séries de Genève-Cointrin font apparaître un phénomène analogue, toutefois moins important.
5 Les séries de Marseille comportent curieusement une lacune pour le mois de février 2014. Le GISS fournit pourtant une valeur pour le trimestre DJF : décembre 2013-janvier-février 2014, et pour l’année météorologique ; un calcul à rebours montre que la température mensuelle de février 2014 a été estimée à 9,8°C. Selon le bulletin climatique régional de Météo France de février 2014, cette valeur semble plausible.
En complément à des notes antérieures sur des séries de températures, il a paru intéressant, puisque l’année civile et l’année météorologique 2014 sont maintenant connues, d’analyser des séries « officielles » de températures moyennes qui prennent en compte la dernière année en date.
On trouve sur le site du ministère de l’agriculture (site « Agreste »), dans son dernier « bulletin » daté 7 janvier 2015 1 des séries régionales pour la période 1997-2014, qui lui ont été communiquées par Météo France. Cette période est donc limitée à 18 années d’observations. On se contentera de ce laps de temps déjà significatif.
Sept séries correspondant à des régions considérées comme homogènes du point de vue climatique sont présentées : Ouest, Nord-bassin parisien, Nord-est, Centre-est, Sud-est et Sud-ouest, plus la Corse traitée à part 2.
Les données sont mensuelles et vont du 1er janvier 1997 au 31 décembre 2014. Elles sont exprimées en températures absolues (°C). Pour chaque région sont en outre mentionnées les températures moyennes mensuelles de la période 1981-2010, considérée comme période trentenaire de référence.
Les six séries du territoire continental ont été représentées ci-dessous sous forme de graphiques. Afin de ne pas alourdir les graphiques, on a calculé des moyennes annuelles selon deux définitions :
-les années météorologiques 3 du 1er décembre au 30 novembre.
-les années civiles du 1er janvier au 31 décembre.
En complément, on a représenté sur les graphiques les droites de tendances telles qu’elles sont calculées automatiquement par le logiciel Excel, et les équations correspondantes. Le coefficient de la variable « x » correspond à la pente moyenne (positive ou négative) d’évolution des températures sur la période, exprimée en °C par an. Le terme constant est la température origine de la droite de tendance (et non celle de l’année origine de la série).
Au vu de ces six graphiques, on peut faire les observations suivantes.
-Les années météorologiques ne diffèrent des années civiles que par remplacement du mois de décembre de l’année n par le mois de décembre de l’année n-1. La différence sur l’année entière est donc peu importante. En outre, dans le cas précis des dernières années, cette différence est d’autant plus faible que les températures des trois derniers mois de décembre (2012, 2013 et 2014) ont été très proches, ce qui explique que les queues de courbes soient pratiquement confondues.
-Pour la même raison, les droites de tendances ne diffèrent guère ; elles sont même souvent confondues.
-Les droites de tendance civiles et météorologiques ne sont toutes deux positives que dans deux régions sur six : Nord-est (+ 0,55 et + 1,24 centièmes de °C par an) et surtout Sud-est (+ 1,35 et + 1,87 centièmes de °C par an). Partout ailleurs, les tendances sont, soit à une quasi-stagnation (Sud-ouest et Centre-est) soit à une diminution, entre – 0,5 et -1,6 centièmes de °C par an, particulièrement nette dans la partie Ouest du territoire.
On a enfin représenté les courbes moyennes des températures sur le territoire continental (hors Corse), en ajoutant sur le graphique les quatre trimestres météorologiques, à savoir : décembre-janvier-février 3, mars-avril-mai, juin-juillet-août, septembre-octobre-novembre.
Ces valeurs ont été calculées en faisant les moyennes arithmétiques des températures mensuelles des six régions continentales, sans pondérations.
-Parmi les quatre saisons météorologiques, seul l’automne montre une augmentation des températures (+ 6,4 centièmes de °C par an), « compensée » si l’on peut dire par une diminution des températures des trois autres saisons : -1,2 centièmes de °C par an pour l’été, -1,7 centièmes de °C par an pour le printemps et -5,0 centièmes de °C par an pour l’hiver.
-Il en résulte que la tendance des températures annuelles est pratiquement horizontale : + 0,09 centièmes de °C par an pour l’année météorologique et – 0,04 centièmes de °C par an pour l’année civile (graphique ci-dessous) 4.
On comprend mieux, au vu de ces courbes, ce qui a caractérisé l’année 2014, objet de très nombreux commentaires : la température moyenne de l’année, qui est effectivement la plus élevée de la série 5, résulte d’une conjonction assez peu fréquente : deux demi-saisons douces et un hiver clément, légèrement compensés par un été plutôt frais.
En somme une année « tempérée » qui nous a épargné vagues de froid et canicules.
De quoi nous plaignons-nous ?
1 www.agreste.agriculture.gouv.fr/conjoncture/le-bulletin/. Dans ce bulletin les données sont au format Excel.
2 Les températures des « régions » sont les moyennes des stations suivantes : Ouest : Brest, Rennes, Caen, Nantes, Angers. Nord-Bassin parisien : Le Bourget, Lille, Reims, Rouen, Orléans, Auxerre. Nord-est: Strasbourg, Nancy, Bâle-Mulhouse, Besançon. Centre-est: Lyon, Dijon, Grenoble, Clermont-Ferrand. Sud-ouest : Bordeaux, Toulouse, Gourdon, Mt de Marsan, Cognac, Limoges. Sud-est : Perpignan, Montpellier, Orange, Marignane, Nice, St Auban. Corse : Cap Corse, Ile Rousse, Ajaccio, Pertusato.
3 Les séries météorologiques commencent donc en 1998 et non en 1997.
4 On retrouve d’ailleurs un tel « plateau » de températures, et sensiblement sur cette même période 1997-2014, dans les relevés satellitaires de températures au niveau mondial.
5 Et même d’une série plus longue : la température moyenne de la période de référence 1981-2010 est en effet de 12,2 °C. La période 1997-2014 (12,5 °C) est donc plus chaude de 0,3 °C. On retrouve sensiblement le même écart au niveau satellitaire mondial.
Les glaciers ont toujours constitué un sujet de préoccupations populaires, de natures différentes selon les époques de l’histoire du climat et selon les saisons.
Lors du petit âge glaciaire, on redoutait leurs avancées qui menaçaient d’engloutir des villages de montagne, avec pour seul remède connu des processions et des prières, puis des actions de grâce une fois le péril écarté.
La fonte saisonnière des glaciers qui alimentent les torrents de montagne, et plus en aval des rivières et des fleuves, peut entraîner des crues importantes si cette fonte est aggravée par des précipitations en plaines.
Les glaciers participent aux équilibres hydrologiques locaux en tant que réserves d’eau et régulateurs de crues ; or depuis la fin du petit âge glaciaire c’est-à-dire le milieu du 19ème siècle, la majorité des glaciers est en phase de recul.
Enfin, la fonte des glaciers, au plan global et toutes choses égales par ailleurs, entraîne mécaniquement une certaine surélévation du niveau des océans puisqu’il y a déstockage d’eau terrestre (et inversement s’il y a lieu).
Les chiffres qui suivent ne sont que des ordres de grandeur pour fixer les idées, car ils diffèrent selon les publications 1.
Les océans couvrent 363 millions de km2 (Mkm2) soient 70% de la surface de la terre (510 Mkm2)
La quantité d’eau libre 2 existant sur la planète est de l’ordre de 1 360 millions de km3 (Mkm3) 3.
Cette eau serait répartie comme suit (l’eau atmosphérique pour sa part ne représente que quelques milliers de tonnes ou de m3, elle ne figure pas dans le tableau ci-dessous) :
Par conséquent, d’après les chiffres précédents, les glaciers à proprement parler représenteraient moins du centième du volume de glace et environ 0,015% du volume d’eau libre total de la planète.
-Le National Snow & Ice data center (NSIDC), institut coopératif entre la National Oceanic & Atmospheric administration (NOAA, département de la NASA) et l’université de Boulder (Colorado), publie une base de données des glaciers en accès libre et gratuit. La dernière version est datée de février 2012.
NSIDC répertorie 132 890 glaciers. Les informations fournies concernent la localisation (continent et pays, latitude et longitude), l’altitude, éventuellement le nom ou le numéro du glacier, le type, les mensurations (épaisseur, superficie, longueur, largeur, avec les degrés d’incertitude) ainsi que différents autres éléments d’informations (dates d’observation, de prise de vues, auteurs des observations, etc.).
Cette base de données est malheureusement très lacunaire : il manque un grand nombre de mensurations, en particulier les épaisseurs (avec parfois des valeurs aberrantes) et les altitudes. Les superficies sont indiquées pour 128 000 glaciers censés couvrir 469 500 km2. Les volumes des glaciers ne sont pas donnés.
-Un nouvel inventaire a été établi par un consortium international : le Randolph Glacier Inventory (RGI). Cet inventaire utilise évidemment des observations et des inventaires plus anciens mais repose surtout sur une exploitation nouvelle de données satellitaires.
Le RGI (nouvelle version 3.2) répertorie 197 654 glaciers répartis dans 19 régions du monde, pour une superficie estimée à 726 792 km2. Les éléments d’informations sont à peu près de même nature que ceux de la base NSIDC. Le nombre de glaciers est significativement supérieur à celui du NSIDC mais leur répartition spatiale est sensiblement la même.
-Plusieurs équipes scientifiques (Huss et Farinotti, Marzeion, Grinsted, Radic) ont procédé à des estimations du nombre, de la surface et du volume des glaciers entre 2010 et 2014. Certains auteurs donnent parfois des estimations très différentes à quelques années d’intervalle.
Ces publications récentes utilisent généralement l’inventaire RGI, complété par diverses autres informations.
-L’article le plus récent (Pfeffer & autres) a été publié par la revue Journal of Glaciologie en juin 2014. L’article est en accès libre. Il constitue une synthèse des publications antérieures les plus récentes et ajoute des éléments d’information complémentaires.
Dans ce qui suit, on s’appuiera sur l’inventaire RGI et l’article de Pfeffer.
Il faut à nouveau préciser que les glaciers situés à la périphérie des calottes glaciaires (Groenland et Antarctique) ne doivent pas être confondus avec les calottes polaires elles-mêmes.
Le nombre de glaciers répertoriés actuellement est d’environ 200 000. Ce nombre peut être légèrement faussé du fait de doubles comptages dans le cas de glaciers composés. Il dépend aussi du seuil de superficie au-delà duquel les glaciers sont pris en compte : il est possible que le nombre total de glaciers toutes dimensions comprises soit deux fois supérieur. Toutefois on estime que les 200 000 glaciers ainsi décrits représentent la quasi-totalité des superficies et des volumes (près de 99% selon Pfeffer).
Leur superficie totale est estimée à environ 730 000 km2, avec une incertitude de ± 35 000 km2. Les auteurs distinguent parfois les superficies respectives de trois groupes : glaciers en périphérie du Groenland (90 000 km2), glaciers en périphérie de l’Antarctique (135 000 km2) et glaciers du reste du monde (505 000 km2).
Leur volume total est estimé selon les différents auteurs entre 140 000 et 170 000 km3.4
Enfin la plupart des auteurs complètent l’estimation des volumes par l’élévation du niveau de la mer tout théorique qui résulterait d’une fonte totale des glaciers à partir de leur état actuel. Dans cette hypothèse extrême et en reprenant les volumes précédents, cette élévation serait par conséquent de l’ordre de (140 000 à 170 000 km3) / 363 Mkm2, soit 38 à 47 cm.
Le planisphère schématique ci-après montre où sont localisés les glaciers.
(source : « population data.net » ; les glaciers sont représentés en bleu)
On voit que les glaciers se rencontrent, soit aux hautes latitudes nord et sud, soit dans les massifs montagneux aisément identifiables sur le planisphère (Himalaya, Montagnes Rocheuses, Cordillère des Andes, Alpes).
Une autre représentation intéressante maintenant classique consiste en un schéma qui croise latitudes, altitudes et (en code couleur) températures du mois le plus chaud à la ligne d’équilibre 5. Chaque glacier est représenté par un pixel. Il faut un examen un peu attentif pour comprendre cette représentation.
(source Huss et Farinotti, universités de Fribourg et Zürich, 2012)
Enfin voici deux graphiques montrant la répartition des superficies et des volumes des glaciers entre grandes régions du monde.
Les répartitions sont en résumé les suivantes :
On voit la prépondérance considérable, en superficie et surtout en volume, des glaciers circumpolaires nord et sud (89% des volumes). Leur épaisseur moyenne est 2,5 fois plus importante que celle des glaciers de montagnes.
Il est généralement admis, ce qui est d’ailleurs logique, que les glaciers sont majoritairement en période de recul depuis la fin du petit âge glaciaire.
La quantification de ce recul en termes de volumes de glace est toutefois problématique. Le nombre considérable de glaciers, les difficultés d’accès, le manque de longues séries statistiques de relevés, et l’incertitude même sur les volumes actuels en rendent l’évaluation très incertaine 6.
L’avènement des satellites et de moyens de calculs de plus en plus puissants a permis des progrès importants en termes d’inventaires, mais ces derniers sont encore trop récents et trop imparfaits pour que l’on puisse en déduire des évolutions significatives.
Les glaciologues en sont donc actuellement réduits à utiliser des modèles, basés sur des périodes d’observations relativement brèves et un petit nombre de glaciers, puis à appliquer ces modèles à l’ensemble des glaciers de la planète. En outre, les observations du passé ne portaient le plus souvent que sur l’évolution des longueurs des glaciers et non celle de leurs volumes, et il a été nécessaire de rechercher une corrélation entre ces deux grandeurs. C’est dire que les estimations publiées sont à considérer avec circonspection.
Dans les articles scientifiques, la plupart des chiffres sont exprimés en contribution des glaciers à la surélévation du niveau des océans (qu’on désignera dans la suite par Sea level rise ou SLR).
Rappelons quelques ordres de grandeur. La SLR toutes causes de surélévation confondues 7, a par exemple été évaluée sur la base d’une recension des marégraphes mondiaux par Church et White en 2011 : ces auteurs donnaient un SLR global de 19,5 cm entre 1900 et 2009 (soit 1,7 mm par an). Les relevés satellites (Université Boulder, Colorado) donnent pour la période actuelle un SLR d’environ 3,2 mm par an.
La contribution de la fonte des glaciers au SLR a donné lieu à des estimations variées. On en donne ici quelques exemples (les marges d’incertitudes sont généralement de l’ordre de ± 20% à ± 30%) :
+1,6 cm sur la période 1961-2003 (Dyurgerov & Meier) soit + 0,4 mm par an
+4,5 cm sur la période 1900-2000 (Dyurgerov) soit + 0,45 mm par an
+2,8 cm sur la période 1900-1961 (Meier) soit + 0,47 mm par an.
Un article récent (Gardner, revue Science, mai 2013) relatif à la période 2003-2009, estime la contribution au SLR à 29% ± 13% du SLR total, et la fonte annuelle à 259 ± 28 Gt soit 259/0,9 = 290 km3. Tous calculs faits, on trouve environ + 0,8 mm par an de contribution au SLR, chiffres supérieur aux estimations précédentes (mais compatible avec l’hypothèse que la fonte des glaciers se serait accélérée ces deux dernières décennies).
Cet article permet aussi d’estimer la perte de volume annuel rapportée au volume total des glaciers (290 km3 rapporté à 140 000 ou 170 000 km3) : cette perte serait donc d’environ -0,2% par an.
Le domaine des glaciers, leur surface, leur épaisseur, leur volume, leurs évolutions saisonnière, décennale et séculaire restent encore largement à découvrir, même si les moyens modernes d’investigation et de calcul ont permis de progresser notablement depuis quelques années.
Cette incertitude est notamment due au fait que l’essentiel des glaciers se situe dans les zones circumpolaires, secteurs exposés à des conditions climatiques extrêmes, d’accès difficile ou impossible, et où les investigations terrestres ne peuvent avoir lieu au maximum que la moitié de l’année. Les archives concernant les glaciers circumpolaires sont pratiquement inexistantes car la glaciologie s’est surtout intéressée aux massifs montagneux les plus accessibles, qui ne représentent qu’une fraction réduite de l’ensemble.
Les glaciologues, dans leurs publications scientifiques, ne dissimulent pas la pauvreté relative du matériel statistique dont ils disposent, et ils expliquent méthodiquement les analogies, les approximations et les extrapolations qu’ils ont dû utiliser pour parvenir à leurs chiffres, qui en conséquence sont donnés avec des marges d’incertitude considérables.
Tous les chiffres cités précédemment sont donc à considérer comme provisoires, même si certains ordres de grandeur commencent à être approchés. Il semble notamment que le volume total des glaciers doive être sensiblement revu à la baisse par rapport à ce qui figure dans les ouvrages de vulgarisation. Mais la distinction entre les deux grandes calottes glaciaires et les glaciers périphériques qui leur sont associés n’est pas toujours nette.
Quant à l’évolution des glaciers, les nouveaux dispositifs d’observation en continu par satellites devraient à l’avenir pouvoir fournir des enseignements plus précis. Il paraît peu douteux que la période de 1850 à nos jours ait été globalement une période de recul, même si les observations des glaciers alpins ont montré des successions de crues et de décrues. Selon des estimations récentes, le volume perdu par les glaciers serait de l’ordre de 0,2% par an.
Enfin, puisqu’il s’agit d’une crainte souvent alléguée, l’élévation du niveau de la mer qui en a probablement résulté et qui en résulterait éventuellement si les tendances se poursuivaient, serait inférieure à un millimètre par an, ce qui paraît possible à gérer.
1 Ces chiffres fondamentaux et considérables ne sont donc connus qu’approximativement.
2 Par « libre », on entend ici exclure l’eau « de constitution » des trois règnes minéral, végétal et animal.
3 1 km3 = 109 m3. Pour une densité de 1 : 1 km3 = 109 tonnes = 1 gigatonne (Gt).
4 Pfeffer et autres utilisent des unités de masses, à raison de 1 tonne de glace = 1,11 m3 d’eau (densité de la glace : 0,9).
5 ELA signifie equilibrium line altitude, altitude de la ligne de partage entre la zone d’accumulation et la zone d’ablation d’un glacier.
6 Les glaciers les mieux étudiés et depuis le plus longtemps sont ceux des Alpes, mais leur importance au niveau mondial est minime, et l’extrapolation de leur comportement à l’ensemble des glaciers de montagnes et plus encore aux glaciers des zones circumpolaires est chose délicate.
7 Ces causes sont : l’expansion thermique, la fonte des calottes glaciaires, la fonte des glaciers, les prélèvements dans les nappes.
La question des ressources énergétiques, de leur exploitation et de la consommation d’énergie dépasse largement les frontières nationales pour être maintenant planétaire.
Un commerce énergétique international de plus en plus actif permet la mutualisation mondiale des ressources, compensant ainsi les disparités géographiques. La production d’énergie d’un pays donné peut assurer une partie de ses propres besoins mais rarement leur totalité. A l’inverse une production d’énergie excédentaire constitue une richesse exportable.
Ces échanges portent sur des matières pondéreuses dont les volumes et les tonnages sont considérables. Ils bénéficient de moyens de transport toujours plus puissants et plus efficaces et dont les coûts sont relativement peu élevés dans la chaîne qui va de la production à la consommation finale.
Certaines ressources, encore considérables à vue humaine sont toutefois limitées par définition. Leur épuisement progressif n’affectera pas seulement les pays détenteurs mais l’ensemble du monde.
Les effets éventuellement indésirables – réels ou supposés – résultant de la production et de la consommation d’énergie se manifestent parfois largement au-delà des frontières d’un pays, voire pour certains au niveau mondial.
Les données utilisées sont empruntées à la publication annuelle de British Petroleum (BP) : Statistical Review of world energy, édition 2014, qui comporte des séries longues pour toutes les formes d’énergies, fossiles ou non, ainsi que les émissions calculées de dioxyde de carbone (CO2).
L’unité utilisée pour la production et la consommation d’énergie sera ici la tonne équivalent pétrole (tep), qui permet de comparer et d’additionner les énergies de toutes natures. Même si les équivalences sont parfois discutables et conventionnelles, elles présentent l’avantage d’être utilisées universellement ; on ne les détaillera pas 1.
Les séries de productions en tep ne sont fournies par BP que pour les énergies fossiles. Les séries de consommation en tep sont fournies pour toutes les énergies.
Le graphique ci-dessous retrace l’évolution de la production d’énergies fossiles depuis 1980. On voit que le pétrole 2, qui était largement prépondérant jusqu’à l’année 2000, est peu à peu rejoint par le charbon et le gaz naturel, grâce d’une part à la montée en puissance de la Chine pour le charbon, d’autre part à l’exploitation des gaz non conventionnels (gaz dits « de schistes ») notamment aux États-Unis.
Comme les tendances paraissent robustes, il est vraisemblable que d’ici quelques années les trois énergies fossiles seront à égalité de production au niveau mondial.
Malgré quelques fluctuations, la production d’énergies fossiles augmente tendanciellement d’environ 230 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) par an. En 2013, elle était de 11 100 Mtep.
Le graphique ci-dessous montre comment se répartissait géographiquement la production en 2013.
Ces trois sources d’énergies ne sont pas interchangeables dans toutes leurs utilisations, et il existe des particularités régionales quant à leur nature (par exemple le Moyen-Orient ne dispose que de pétrole). Cela étant, on voit que toutes les grandes régions du monde sont représentées dans la production, avec une sorte de « prime » à la superficie. A cette aune, il est permis de penser que l’Amérique latine et l’Afrique sont loin d’avoir révélé toutes leurs ressources. Sans parler de la région arctique encore largement inexplorée.
Le graphique ci-dessous retrace la consommation d’énergie depuis 1980, cette fois pour toutes les énergies y compris les énergies « non-fossiles », regroupées pour ne pas alourdir le graphique 3.
L’énergie produite et l’énergie consommée sont pratiquement identiques à tout moment, car l’énergie une fois produite n’est pas stockable sauf exception 4.
La consommation totale d’énergie augmente tendanciellement d’environ 260 Mtep par an. En 2013, elle était de 12 700 Mtep.
Depuis vingt ans, la part des énergies non fossiles n’a pas significativement augmenté : elle est restée de l’ordre de 13% de la consommation totale. Les graphiques ci-dessous indiquent la répartition en 2013 des consommations d’énergies.
On voit que les énergies non-fossiles sont très largement dominées par l’hydraulique et le nucléaire.
Le nucléaire a évidemment pâti du tsunami de Fukushima, qui a entraîné la fermeture des centrales japonaises, mais aussi celle, progressive, des centrales allemandes.
Les énergies intermittentes, éolienne et solaire, assurent actuellement 1,3% de la consommation mondiale mais l’éolien progresse assez vivement.
Parmi les inconvénients résultant de la production des énergies fossiles, le plus cité est l’émission de dioxyde de carbone (CO2) qui est censé influer défavorablement sur le climat 5.
Les masses de CO2 émises par les sources d’énergies fossiles ne sont pas directement mesurées, mais calculés 6 en appliquant à chaque type de combustible un coefficient d’émission 7 (tonnes de CO2 émis par tep produite). Compte tenu de la répartition actuelle entre les trois énergies fossiles, 1 tonne équivalent pétrole émet environ 3,14 tonne de CO2 8.
Le graphique ci-dessous retrace les émissions calculées de CO2 depuis 1980, ainsi que les productions d’énergies fossiles. Les deux courbes sont évidemment parallèles.
Les émissions de CO2 dues aux combustibles fossiles augmentent tendanciellement d’environ 700 MtCO2 par an. En 2013, elles étaient de 35 000 MtCO2. Simplement pour fixer les idées, ces 35 000 MtCO2 correspondent (compte tenu des autres sources d’émissions : ciment, cultures et déduction faite des puits de carbone) à environ 2,3 ppmv de plus dans l’atmosphère 9. Selon l’idée que l’on se fait de la poursuite des tendances, on peut en déduire grossièrement l’évolution future de la concentration en CO2.
Les questions énergétiques dépassent très largement les cadres nationaux et même les cadres continentaux, pour s’étendre au monde entier.
La production et la consommation mondiales d’énergie progressent linéairement au rythme moyen de 260 millions de tep par an, ce qui, rapporté à la consommation de 2013, représente + 2% par an, rythme qui n’a rien de déraisonnable. Cette tendance linéaire moyenne est observée depuis près de vingt ans malgré les vicissitudes de la période. Elle est donc relativement robuste et susceptible de constituer un instrument de prospective au moins pour deux ou trois décennies.
Les ressources fossiles sont très largement prépondérantes dans l’ensemble de l’énergie mondiale.
Les populations des pays dits « en développement » aspirent légitimement à la qualité de vie qui est devenue celle des pays développés. Pour satisfaire à cette aspiration et sortir de la pauvreté, ces pays ont besoin d’énergies abordables et fiables que les ressources fossiles peuvent justement leur fournir en abondance et sans délai, soit en utilisation directe, soit comme monnaie d’échange.
Rien ne laisse penser que ces pays puissent renoncer à cet objectif de long terme. Pour y parvenir, ils exploiteront leurs propres ressources fossiles ou se les procureront ailleurs. Les pays développés n’ont ni le droit ni le pouvoir de les en empêcher, alors qu’ils en tirent largement profit directement ou indirectement.
Il est par conséquent vain d’imaginer des « scénarios » de ruptures de tendance pour les décennies à venir. Nous perdrions à ces chimères un temps et un argent précieux qui peuvent être employés de façon plus utile, notamment au bénéfice de ces partenaires encore déshérités.
Il n’est évidemment pas question de pratiquer le gaspillage des ressources. Nos pays développés, comme on le voit d’après les courbes de consommation, en ont pris conscience depuis plusieurs décennies et ont désormais largement adopté des politiques d’économie d’énergie.
Mais il serait tout aussi vain de nous imposer « pour l’exemple », des mortifications dont les résultats seraient manifestement dérisoires à l’échelle mondiale.
1 Les unités utilisées en énergétique se caractérisent par une grande diversité, d’où d’innombrables tableaux de conversions…
2 Les biocarburants ne sont pas inclus dans les énergies fossiles. Voir note n°3
3 Les biocarburants sont cette fois compris dans la consommation de pétrole (65 Mtep en 2013 soit 1,5% du pétrole).
4 Les délais d’approvisionnement sont assimilables à des stocks en mouvement et n’apparaissent pas dans les flux.
5. On ne discutera pas ici le bien-fondé de cette théorie.
6 Ce qui est mesuré est la concentration en CO2 de l’air ambiant, exprimée cette fois en volume (ppmv ou parties par million en volume). Le site de mesure le plus connu est situé à Hawaï (sommet de Mauna Loa).
7 Les coefficients varient selon les types de combustibles et même selon les auteurs ; on ne les détaillera pas ici.
8 Soit π fois pour le moment, moyen mnémotechnique commode. Les émissions sont parfois exprimées en tonnes de Carbone et non de CO2, sachant que 1 tonne de Carbone = 3,67 tonnes de CO2 (rapport des masses moléculaires soit 44 / 12). La confusion est fréquente entre ces deux expressions.
9 Source Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) et mesures de concentration de Mauna Loa, voir note n°6. Environ 1 ppmv pour 15 000 MtCO2 d’énergies fossiles (approximativement et sous toutes réserves).
La question du gaz naturel a pris ces dernières années une acuité nouvelle, du fait de la mise en exploitation massive aux États-Unis des « gaz de schistes », qui ont en quelques années modifié significativement le marché mondial de l’énergie.
La présente note a pour objet de fournir quelques éléments d’appréciation sur le gaz naturel en récapitulant des données historiques aisément accessibles.
Les données utilisées sont pour l’essentiel issues de la publication statistique annuelle de British Petroleum (BP) : Statistical Review of world energy, édition 2014, qui comporte des séries longues pour toutes les sources d’énergies, jusqu’en 2013 inclus. En ce qui concerne le gaz naturel, les séries commencent en 1965 pour la consommation, en 1970 pour la production et en 1980 pour les réserves.
-Ces séries sont complétées en tant que de besoin grâce à diverses autres sources.
Les unités utilisées par BP sont les suivantes :
-pour la production et la consommation : les volumes en mètres-cubes et les tonnes équivalent pétrole (tep ou toe en anglais) ; accessoirement les pieds cubes par jour (dont il ne sera pas fait état ici)
-pour les réserves : les volumes en mètres-cubes.
Dans la présente note, on se référera uniquement aux volumes en m3, avec pour unité courante de production et de consommation annuelles le milliard de m3 (Gm3), qui correspond à environ 1,1 millions de tep (Mtep).
Si la présence de gaz naturel dans le sol semble avoir été connue depuis longtemps, son utilisation en tant que source d’énergie, notamment en substitution des gaz manufacturés 1, ne remonte qu’aux années 1960. En Europe, les gisements de Lacq et de Groningue n’ont été mis en exploitation qu’entre 1965 et 1970.
Le graphique ci-dessous montre l’évolution de la production et de la consommation mondiales depuis 1960. Comme pour les autres sources d’énergies, les deux courbes sont presque confondues, car l’énergie produite doit être immédiatement écoulée 2.
La production atteint actuellement environ 3 400 milliards de m3 et augmente en moyenne de 70 millions de m3 par an depuis une vingtaine d’années, sans signe de ralentissement.
Selon certaines sources, en 2005 la production se répartissait ainsi :
-70% terrestre
-30% offshore
Le graphique suivant montre comment se répartit la production sur la planète. Pour ne pas surcharger le graphique, on a divisé le monde en grandes régions ; le détail par pays est donné à la suite (les pays sont classés par ordre d’importance, avec leurs pourcentages de production au sein de la région considérée).
-Moyen-Orient : Iran (29%), Qatar (28%), Arabie Saoudite (18%), Emirats Arabes Unis (10%), Oman
-Asie du sud-est : Chine (26%), Indonésie 16%), Malaisie (16%), Thaïlande (9%), Pakistan, Inde, Bangladesh
-Afrique : Algérie (39%), Egypte (27%), Nigéria (18%) -Amérique latine : Mexique (24%), Trinidad & Tobago (18%), Argentine (15%), Venezuela, Brésil, Bolivie
-Eurasie : Turkménistan (36%), Ouzbékistan (32%), Ukraine (11%), Kazakhstan (11%), Azerbaïdjan
-Espace économique européen 3 : Norvège (39%), Pays-Bas (25%), Royaume-Uni (21%)
On voit que d’une façon générale, les gisements de gaz naturel sont largement répartis sur tous les continents.
La production est en augmentation pratiquement partout dans le monde, avec une mention spéciale pour les États-Unis dont la production stagnait et qui s’est fortement redressée grâce à l’exploitation de gaz non traditionnel connu sous le nom de « gaz de schiste ».
La seule exception est celle de l’Europe, dont la production décline en raison de l’épuisement progressif des gisements traditionnels. Quoique la production européenne soit devenue modeste, il a paru intéressant de la détailler dans le graphique ci-dessous, car elle illustre dans une certaine mesure la notion de « pic gazier ».
Le cas de la production du Royaume-Uni est particulièrement représentatif de l’allure « en cloche » avec un pic de production en 2003.
Par contre, la production de la Norvège continue de progresser, et les Pays-Bas contrôlent leur production qui reste stable.
Le graphique ci-après montre la répartition des consommations entre grandes régions, avec un découpage mondial analogue à celui de la production.
La consommation de gaz est presque partout en croissance, à l’exception de celle de l’Europe, qui a d’ailleurs stabilisé sa consommation toutes énergies confondues.
Contrairement au pétrole, dont les 2/3 de la production sont l’objet d’échanges internationaux à longues distances, la grande majorité du gaz naturel est consommée dans les pays producteurs ou échangée avec des pays voisins ou proches.
Les tableaux ci-après résument les principaux échanges extérieurs respectivement par gazoduc et sous forme liquéfiée. On voit notamment l’importance des échanges intra-européens et des importations de gaz russe.
Les échanges à longues distances effectués par voie maritime représentent moins de 10% de la production.
D’après diverses sources, on estime que la production cumulée de gaz naturel en 1960 était d’environ 4 000 Gm3. En partant de cette valeur, on peut tracer la courbe ci-dessous.
Fin 2013, la production cumulée est de 100 000 Gm3.
La notion de réserves « prouvées » correspond aux réserves détectées et exploitables selon des technologies existantes ou en cours de mise au point. BP publie la série chronologique des réserves depuis 1980. En utilisant quelques valeurs complémentaires empruntées à d’autres sources et en interpolant entre ces valeurs, il est possible de reconstituer un historique des réserves prouvées en fins d’années. C’est l’objet du graphique ci-dessous.
Les ressources présumées de gaz naturel peuvent être évaluées en additionnant chaque année les volumes déjà produits et les réserves estimées.
- En 1960, la production cumulée était de 4 000 Gm3 et les réserves étaient estimées à un peu moins de 20 000 Gm3, soit 4 000 + 20 000 = 24 000 Gm3 de capacité totale. Mais à l’époque, on estimait déjà plausibles des ressources ultimes comprises entre 100 et 150 000 Gm3. L’ère du gaz naturel n’en était qu’à ses débuts.
- En 2000, la production cumulée était de 65 000 Gm3 et les réserves étaient estimées à 140 000 Gm3, soit 65 000 + 140 000 = 205 000 Gm3 de capacité totale supposée.
- En 2013, la production cumulée a atteint 100 000 Gm3 et les réserves sont estimées à 185 000 Gm3, soit 100 000 + 185 000 = 285 000 Gm3 de capacité totale supposée.
Cette croissance continue est déjà un élément d’information utile à connaître.
Une autre manière de présenter l’évolution des réserves estimées est d’utiliser le ratio : « rapport entre réserves estimées en fin d’année et production de la même année », soit R/P, ce qui donne la durée qui resterait à courir jusqu’à épuisement des réserves dans le cas – tout théorique évidemment – où la production se stabiliserait au niveau actuel 4.
Voici la courbe des rapports R/P depuis l’origine.
Cette courbe semble s’être stabilisée à environ 55 années de production, valeur qui était déjà atteinte en 1990 (la pointe de 2001 était due à une forte réévaluation des réserves du Qatar).
La production de gaz naturel a commencé de façon intensive il y a une cinquantaine d’années. Depuis lors, elle n’a cessé de progresser de façon régulière, sans aucune inflexion. Les réserves « prouvées » augmentent de façon tout aussi régulière, au fur et à mesure de la découverte de nouveaux champs et de la mise au point de nouvelles techniques d’extraction. Le rapport entre les réserves prouvées et les productions annuelles, exprimé en nombre d’années de « survie », oscille entre 50 et 60 ans… depuis trente ans.
Le gaz naturel jouit d’une grande faveur publique, pour différentes raisons dont sa commodité d’utilisation, son pouvoir calorifique élevé et ses faibles rejets de produits indésirables (inférieurs à ceux des autres énergies fossiles). Cette circonstance se traduit par une demande accrue et constitue une incitation puissante à la poursuite de la production et à la recherche de nouveaux gisements.
Il existe certes des régions privilégiées, mais les gisements gaziers sont bien répartis sur toute la planète, et notamment dans des pays encore défavorisés et qui ont besoin d’une énergie proche et abondante. De nouvelles découvertes sont régulièrement annoncées, que ce soit au large des côtes ou au sein des massifs sédimentaires, même si dans ce domaine l’exagération initiale et la déception ne sont pas rares. Des zones entières restent encore à explorer 5. Certaines sources officielles estiment que les ressources ultimes récupérables pourraient représenter deux ou trois fois les réserves « prouvées » actuelles.
Bref, la fin du gaz ne semble pas constituer une hypothèse de travail vraisemblable ni utile dans l’immédiat.
1 Les anciens se rappellent les « usines à gaz », vastes réservoirs cylindriques noirs qui parsemaient le territoire.
2 Les délais de transport et les stocks sont à peu près constants et n’apparaissent pas dans les courbes de flux.
3 L’Espace économique européen (EEE) se compose de l’Union européenne, plus la Norvège et l’Islande ; par commodité, on a ici englobé la Suisse dans cet ensemble (la Suisse fait partie de l’association de libre-échange – AELE – mais pas de l’EEE).
4 Tout théorique pour deux raisons principales : d’une part, si l’on en juge par la tendance passée, la production va continuer à croître dans les années qui viennent ; d’autre part la production diminue lorsque l’on a passé le « pic » et que l’on s’approche de l’épuisement du gisement.
5 Dont les zones arctiques, qui suscitent bien des convoitises.
Depuis quelques décennies le « pic pétrolier » et l’épuisement des ressources pétrolières sont régulièrement annoncés comme imminents, puis régulièrement repoussés dans le temps. Par contre, l’épuisement des ressources en charbon apparaît généralement comme une perspective lointaine, quoique des « pics charbonniers » (peak coal) et des épuisements aient été observés au niveau de certains pays (France, Royaume-Uni, Japon, Corée).
La présente note a pour objet de fournir quelques éléments d’appréciation sur ce sujet en récapitulant des données historiques empruntées notamment aux sources suivantes :
Contrairement aux ressources pétrolières, les ressources en charbon sont relativement bien réparties dans le monde. L’équilibre entre la production et la consommation peut souvent être assuré régionalement. L’Amérique du nord, la Chine et l’Inde assurent une part importante de leurs propres consommations ; il en va de même pour l’Allemagne, la Pologne, la Roumanie, la République tchèque et l’Ukraine. Certains pays sont fortement exportateurs, comme l’Afrique du sud, l’Indonésie ou l’Australie.
Le graphique suivant représente l’évolution de la production et de la consommation mondiales depuis 1965 1.
Une tonne métrique de charbon, au niveau global, équivaut à environ 0,5 tonnes équivalent pétrole (tep), mais ce ratio peut varier considérablement d’un site de production et d’un pays à un autre en raison de la grande diversité des pouvoirs calorifiques, depuis le lignite brute (0,33 tep/t) jusqu’à l’anthracite (0,67 tep/t). On ne s’étendra pas ici sur cette question 2.
On peut constater visuellement qu’il y a eu en général une adéquation satisfaisante entre offre et demande mondiale : on ne note sur longue période ni surproductions ni pénuries durables : la demande globale des consommateurs a déterminé l’offre des producteurs qui s’est adaptée sans difficultés.
La production annuelle, croissante jusqu’en 1989, a subi en 1990 les conséquences durables du démantèlement de l’Union soviétique. La forte reprise à partir de 2002 correspond à l’époque du décollage économique de la Chine.
Actuellement, la production s’établit à environ 8 milliards de tonnes par an (4 milliards de tep).
Le graphique ci-dessous montre les productions des pays ou des régions qui totalisent environ 95% du charbon mondial. Comme la Chine en produit à elle seule près de la moitié (47%), on lui a affecté l’échelle de gauche pour plus de clarté. Les productions sont ici exprimées en tonnes équivalent pétrole.
La production est largement dominée, outre la Chine, par six grands producteurs qui par leur diversité géographique (tous les continents sont représentés) illustrent bien la répartition relativement équilibrée des ressources.
On voit notamment que l’Union européenne, qui a connu un « pic charbonnier » en raison de l’ancienneté de ses exploitations, reste encore un producteur non négligeable grâce aux gisements de lignite de sa partie est. Cette production est essentiellement à usage interne.
Le graphique ci-dessous montre comment la consommation en tonnes équivalent pétrole s’est répartie, d’une part entre les pays de l’OCDE 3 et le reste du monde, d’autre part dans quelques grandes régions.
Sans surprise, on constate que les pays de l’OCDE, dont l’Amérique du nord et l’Europe, ont stabilisé puis fait décroître leurs consommations, notamment grâce aux politiques d’économie d’énergie, et que la consommation mondiale est tirée par le reste du monde, dont en premier lieu la Chine (le quart de la consommation mondiale).
La production (et la consommation) de charbon n’a commencé de façon significative qu’au début de l’ère industrielle, soit vers le début du 19ème siècle.
Pour les données historiques antérieures à 1965, on s’appuie sur les travaux de David Rutledge (université de Californie) qui fournit des séries détaillées. Selon ce spécialiste, les productions cumulées étaient les suivantes (Gt : milliards de tonnes de charbon – et non de tep) :
On partira de cette dernière estimation, en utilisant à partir de 1965 les séries en tonnes de l’USGS et de BP.
Le monde aurait donc, fin 2013, extrait environ 350 milliards de tonnes de charbon depuis le début de l’ère industrielle.
En matière de charbon comme de pétrole, on a l’habitude de parler de « réserves prouvées », cette dernière notion correspondant aux réserves détectées et exploitables selon des technologies existantes ou en cours de mise au point.
Ces réserves sont très mal connues et c’est encore peu dire, de sorte que le terme de « prouvées » est certainement excessif. BP world energy se contente de reproduire chaque année les données les plus récentes de World energy council, qui ne sont elles-mêmes mises à jour qu’à intervalles très irréguliers : on peut ainsi trouver plusieurs années de suite exactement les mêmes chiffres ce qui est évidemment invraisemblable.
Le graphique ci-dessous fournit une courbe d’évolution depuis 1974, telle qu’on peut la reconstituer tant bien que mal. Les réserves sont exprimées en tonnes, car la conversion en tep serait un raffinement illusoire.
Depuis une dizaine d’années, les réserves sont restées estimées à environ 900 milliards de tonnes.
Récapitulons d’après ce qui précède :
En 1974, la production cumulée était de 150 Gt et les réserves étaient estimées à 600 Gt, soit 150 + 600 = 750 Gt de capacité totale.
En 2013, la production cumulée a atteint 350 Gt et les réserves sont estimées à 900 Gt, soit 350 + 900 =1 250 Gt de capacité totale.
La capacité totale estimée a donc été multipliée par 1,7 en quarante ans.
Une autre manière de présenter l’évolution des réserves estimées est d’utiliser le ratio : « rapport entre réserves estimées en fin d’année et production de la même année », désigné par R/P, ce qui donne la durée qui resterait à courir jusqu’à épuisement des réserves dans le cas – tout théorique évidemment – où la production se stabiliserait au niveau de l’année considérée.
A défaut de produire des séries dans son rapport annuel, BP fournit sur son site internet un graphique interactif donnant le rapport R/P depuis 1993. On peut par ailleurs calculer ce rapport pour les années 1974 à 1992 avec les données retracées précédemment. Le graphique ci-dessous retrace l’évolution des rapports R/P depuis 1974. Fin 2013, le rapport R/P est de 113 ans.
Le monde disposerait donc, au mieux, d’un peu plus d’un siècle de réserves.
Or depuis 2002, la consommation de charbon (ainsi que la production) augmente chaque année linéairement d’environ 0,3 milliards de tonnes 4. A ce rythme, la consommation serait de 11 Gt dans dix ans, et sauf réévaluation des réserves dans l’intervalle, il resterait encore 90 ans de réserves. En prolongeant encore de dix ans la courbe de consommation et toujours sans réévaluation, on aboutirait vers 2035 à environ 70 ans de réserves.
Ce genre de prospective est particulièrement hasardeux ; on retiendra que la question de l’épuisement du charbon ne devrait se poser que vers la fin du 21ème siècle, ce qui laisse du temps pour y réfléchir.
Ceci d’autant plus que deux types d’évolution peuvent se produire dans l’avenir.
D’une part, les « réserves prouvées » ont toutes les chances d’augmenter. World energy council utilisait autrefois la notion de « ressources », plus géologique que technologique. En simplifiant, il s’agirait de gisements repérés ou probables, actuellement inaccessibles du fait notamment de leur profondeur mais qui pourraient devenir exploitables avec des techniques adaptées. Il est notamment fait état de ces ressources dans un tableau d’un rapport de l’Université d’Uppsala 5. Elles étaient estimées en 1995 par le WEC à environ 10 000 milliards de tonnes, soit 10 fois les « réserves prouvées » 6.
D’autre part ; l’augmentation linéaire de la consommation de charbon ne saurait se poursuivre indéfiniment. En effet, comme dans de nombreux autres domaines de la consommation et du mode de vie, il est probable que l’ensemble du monde se rapprochera peu à peu des standards occidentaux. A moyen ou long terme la consommation des pays en développement, et donc la consommation mondiale, devrait donc progressivement tendre vers une stabilisation.
Enfin, les ressources charbonnières étant géographiquement bien réparties, il ne semble pas que les ressources puissent être l’objet de convoitises ou de conflits comme c’est le cas pour le pétrole.
On conclura cet examen sommaire sur cette note optimiste. En attendant, on pourra lire ou relire « The Coal Question » de Jevons (1865) livre prophétique s’il en fut.
1 La question des unités est une source de confusion. BP exprime les productions en tonnes et en tonne-équivalent pétrole (tep, ou toe en anglais), la consommation en tep et les réserves en tonnes. Les Américains utilisent parfois la « short ton » de 0,907 tonnes métriques et la tonne « standard coal equivalent », étalon par rapport auquel sont définies les différentes qualités de charbon.
2 En gros, le pouvoir calorifique dépend de la concentration en carbone, qui augmente avec l’âge du gisement, depuis le carbonifère jusqu’au quaternaire. Plus cette concentration est élevée, plus la combustion produit d’énergie et moins elle émet de déchets.
3 Rappelons que l’OCDE (Organisation de coopération et de développement économique) rassemble 34 États parmi « les plus avancés », dont toute l’Amérique du nord et presque toute l’Union européenne (mais pas la Russie).
4 Environ 5 milliards de tonnes en 2002 et 8 milliards de tonnes en 2013 ; donc en réalité 0,27 Gt par an.
5 « Global coal production outlooks based on a logistic model », Höök et al. 2010.
6 Pour mémoire, le rapport « Meadows » de 1972 titré « Halte à la croissance ? » dans l’édition en français (page 174) mentionnait comme « réserves globales connues » le chiffre de 5 000 milliards de tonnes.
Le texte fondateur de la démarche est la directive 2009/28/CE (23 avril 2009) qui définit les objectifs de l’Union européenne en matière de recours aux énergies dites « renouvelables » en distinguant trois secteurs :
L’objectif commun aux 27 (28) États membres est fixé à 20% d’énergies renouvelables à l’horizon 2020 1.
L’annexe I de la directive définit pour chaque État l’« énergie produite à partir de sources renouvelables dans la consommation finale brute » observée en 2005, année de référence, et son objectif pour 2020. Cet objectif est qualifié de « contraignant ».
La France s’est vue fixer un objectif de 23% 2 (contre 10,3% en 2005).
L’annexe I définit aussi une « trajectoire » composée de quatre étapes intermédiaires « indicatives », en 2012, 2014, 2016 et 2018, auxquelles les Etats sont censés avoir accompli certaines proportions de leurs objectifs. Chaque Etat est tenu de fournir à la Commission avant le 30 juin 2010 sa propre feuille de route sous forme d’un plan d’action national.
La directive donne un certain nombre de définitions, notamment :
- « énergie produite à partir de sources renouvelables »: une énergie produite à partir de sources non fossiles renouvelables, à savoir: énergie éolienne, solaire, aérothermique, géothermique, hydrothermique, marine et hydroélectrique, biomasse, gaz de décharge, gaz des stations d’épuration d’eaux usées et biogaz.
- « consommation finale brute d’énergie »: les produits énergétiques fournis à des fins énergétiques à l’industrie, aux transports, aux ménages, aux services, y compris aux services publics, à l’agriculture, à la sylviculture et à la pêche, y compris l’électricité et la chaleur consommées par la branche énergie pour la production d’électricité et de chaleur et les pertes sur les réseaux pour la production et le transport d’électricité et de chaleur 3.
Ce plan, défini en application de la directive pour la période 2009-2020, est largement inspiré de la « programmation pluriannuelle des investissements en production d’énergie » (PPI) rendu public en 2009. C’est un document de 120 pages qui comporte un grand nombre d’informations et de données, notamment des tableaux de séries chronologiques des années 2005 à 2020.
-Le tableau 1 définit une chronique des consommations finales brutes totales en distinguant les trois secteurs : chauffage, électricité, transports (avec une rubrique spéciale pour l’aviation).
Deux scénarios sont présentés :
-un scénario « de référence » (au fil de l’eau) ;
-un scénario « efficacité énergétique accrue » qui prévoit une diminution régulière des consommations totales entre 2008 (165,2 Mtep 4) et 2020 (155,3 Mtep). C’est ce scénario qui est retenu dans toutes les projections suivantes.
-Le tableau 2 fournit pour ce scénario l’objectif en valeur absolue de consommation finale brute d’énergies renouvelables en 2020 : 35,6 Mtep (c’est-à-dire 23% de 155,3).
-Le tableau 3 fournit la chronique des pourcentages d’énergies renouvelables dans la consommation des trois secteurs, qui aboutit aux valeurs objectifs suivantes en 2020 :
-chaleur : 33%
-électricité : 27%
-transports : 10,5%
-Le tableau 4 fournit les chroniques des valeurs absolues de consommations qui aboutissent aux objectifs suivants en 2020 :
-chaleur : 19,7 Mtep
-électricité : 12,7 Mtep
-transports : 4,1 Mtep
(le total de 36,1 Mtep est légèrement différent du chiffre du tableau 2)
-Les tableaux 10 à 12 fournissent les chroniques des valeurs absolues de consommations pour chacun des trois secteurs avec le détail des contributions de chacune des technologies utilisées. Ces tableaux constituent la feuille de route détaillée adoptée par le gouvernement pour fonder sa politique énergétique depuis 2008. Ces valeurs absolues sont calculées en appliquant les pourcentages du tableau 3 aux consommations finales brutes du scénario « efficacité énergétique accrue » du tableau 1.
Avancement global.
L’année 2012 est le premier « rendez-vous » fixé par la directive pour évaluer l’avancement du plan par rapport à la feuille de route.
Cet avancement est analysé dans le rapport du SOeS (collection « Repères ») intitulé « Chiffres clefs des énergies renouvelables » d’octobre 2014, pages 33 à 42. Le tableau de la page 40 fournit la comparaison entre l’objectif indicatif 2012 et la réalisation ; il est reproduit ci-après (adaptation du tableau original).
On ne détaillera pas ici les différents postes du tableau.
On retiendra que la France accuse un retard dans la réalisation de ses objectifs, qui ne sont respectés en 2012 qu’à raison de :
-97% pour l’électricité (mais 93% hors hydraulique)
-96% pour la chaleur
-94% pour les biocarburants
COMPARAISON OBJECTIFS-REALISATIONS (source SOeS, octobre 2014)
Le tableau 10 fournit, pour le scénario « efficacité énergétique accrue », une « Estimation de la contribution totale (capacité installée, production brute d’électricité) prévue de chaque technologie fondée sur des sources d’énergie renouvelables en France afin d’atteindre les objectifs contraignants de 2020 et la trajectoire indicative pour les parts de l’énergie produite à partir de sources renouvelables dans le secteur de l’électricité de 2010 à 2014 » cette fois en unités électriques.
Le tableau original a été ici simplifié et divisé en deux parties (productions/puissances) pour plus de lisibilité.
A partir de ces deux tableaux, on peut calculer les facteurs de charge pris en compte dans le plan d’action national pour évaluer les puissances installées nécessaires dans l’avenir :
-Hydraulique : 30%
-Solaire photovoltaïque : 14%
-Solaire à concentration : 21%
-Éolien terrestre : 24%
-Éolien offshore : 34%
-Biomasse : 63% à 65%
Les facteurs de charge prévus pour les énergies intermittentes sont un peu supérieurs aux facteurs de charge observés.
Selon le tableau objectifs-réalisations précédent, les productions réelles en 2012 ont été les suivantes (les écarts sur l’hydraulique ne sont pas significatifs) 5 :
-Éolien : 1 220 ktep soient 14,2 TWh 6 au lieu de 18 TWh (déficit 2012 : 3,8 TWh, réalisation cumulée 79%)
-Solaire : 382 ktep soient 4,5 TWh au lieu de 1,4 TWh (excédent 2012 : 3,1 TWh, réalisation cumulée 329%)
-Biomasse : 491 ktep soient 5,7 TWh au lieu de 6,5 TWh (déficit 2012 : 0,8 TWh, réalisation cumulée 88%)
Le graphique ci-dessous illustre les courbes des objectifs 2005-2020, ainsi que les points des réalisations 2012.
Pour atteindre les objectifs de 2020, le tableau ci-dessous récapitule les productions à réaliser entre 2013 et 2020 et les capacités installées nécessaires à cette production :
Les puissances installées correspondantes sont calculées avec les facteurs de charge de l’éolien terrestre et du solaire photovoltaïque : en effet l’éolien offshore ne sera pas opérationnel avant 2020, et le solaire à concentration n’atteindra à cette date qu’une capacité faible ou négligeable.
On ne dispose pas encore de l’état des réalisations 2013 7 ; il est possible d’ailleurs que la prochaine édition des chiffres clefs des énergies renouvelables concerne l’année 2014, qui est le prochain « rendez-vous » de la trajectoire.
On peut toutefois s’appuyer en première approximation sur les chiffres de production de RTE (pour la France métropolitaine) et les comparer aux chiffres du tableau du §4.1 :
-Éolien : 15,9 TWh (au lieu de 21,9 TWh) : déficit de 6 TWh, la courbe de production réelle continue à diverger de la courbe objectif.
-Solaire : 4,6 TWh (au lieu de 1,8 TWh) : excédent de 2,6 TWh, le solaire serait en passe d’atteindre son objectif 2020 d’ici trois ou quatre ans
-Biomasse : 6,3 TWh (au lieu de 7,8 TWh) : déficit de 1,5 TWh, la courbe de production réelle continue à diverger de la courbe objectif.
Quoique les chiffres puissent différer légèrement selon les modes de calcul, il apparaît que le solaire photovoltaïque continue à être exagérément privilégié, ce qui peut s’expliquer par des tarifs de rachats particulièrement attractifs pour les investisseurs (et par conséquent un coût élevé pour les consommateurs d’électricité).
On peut constater que, trois années après son lancement effectif, le plan d’action national pour les énergies renouvelables a déjà pris un retard significatif, à une exception notable près, celle du solaire photovoltaïque.
Il est donc plus que probable que les « objectifs contraignants » de 2020 auront les plus grandes difficultés à être respectés par la France 8. On peut d’ailleurs s’étonner a posteriori que, un des objets principaux de la directive étant la réduction des émissions de CO2, il n’ait été tenu aucun compte dans les objectifs des États de l’existence d’un contingent de production nucléaire, ce qui aurait abaissé les objectifs français.
Quant aux perspectives plus lointaines (2025 et 2030) évoquées dans le projet de loi sur la « transition énergétique », il parait plus prudent d’en réserver l’examen au vu des résultats actuels, et compte tenu de ceux des prochaines années.
1 Inutile de dire que cet « objectif » ne répond à aucune analyse scientifique préalable ; c’est si l’on ose dire un « jeu de nombres ».
2 Les objectifs des différents Etat ont été fixés selon la situation de départ (2005) et les ressources disponibles, notamment en énergie hydraulique qui fait partie des énergies renouvelables. Les pays fortement pourvus sont très sollicités (Suède 49%, Finlande 38%,
Autriche 34%), contrairement aux plats pays (Benelux 11 à 14%).
3 Au vu des ordres de grandeur, cette dernière définition ne semble pas inclure la chaleur émise conventionnellement par les centrales nucléaires
4 Mtep = millions de tonnes équivalent pétrole. Ces valeurs sont proches de la « consommation d’énergie finale » des bilans énergétiques publiés annuellement par le SOeS (et qui ne concernent que la France métropolitaine).
5 Les chiffres sont légèrement différents de ceux du bilan RTE. On se contentera de ces ordres de grandeur.
6 1 ktep = 11,667 GWh
7 A ce sujet, on peut être surpris qu’il ait fallu attendre octobre 2014 pour connaître les chiffres « officiels » de 2012.
8 Le rapport du SOeS d’octobre 2014 donne des indications sur l’avancement des autres États de l’Union européenne, mais pour l’année 2011 seulement. Il apparait que le Royaume-Uni (objectif 2020 : 15%) et le Benelux (objectifs 2020 : 11 à 14%) étaient
encore plus en retard que la France.
Plusieurs organismes observent l’évolution des glaces de mer aux deux pôles. Ils produisent des bases de données et des graphiques dont l’origine est 1979 (début des observations par satellites) et qui sont régulièrement mis à jour, mensuellement ou quotidiennement. Tous les graphiques présentés ci-dessous sont des mises à jour à mi-décembre 2014. L’année 2014 est donc presque complètement connue.
Ces graphiques concernent exclusivement les « glaces de mer » (sea ice), c’est-à-dire les glaces qui flottent à la surface de la mer, par opposition aux glaces qui recouvrent les terres. Il est parfois difficile de distinguer ces deux types de formation aux lisières des continents, c’est pourquoi on trouve parfois des chiffres légèrement différents.
L’extension des glaces de mer fluctue bien entendu au cours de l’année, avec des maxima en fin d’hiver et des minima en fin d’été (respectivement le 15 mars et le 15 septembre dans l’hémisphère nord).
Mais il existe aussi des évolutions annuelles se superposant aux cycles saisonniers. Ces évolutions sont scrutées, surtout dans les zones polaires nord, à la fois pour des raisons de navigation (éventualité de passages maritimes nord pour relier les trois continents) et de ressources fossiles (supposées) convoitées par plusieurs
pays riverains.
Les notions utilisées sont les suivantes (on utilisera les termes anglais) :
-« sea ice extent », surface de mer couverte par un pourcentage minimum de glace ; usuellement on utilise les critères de 15% ou 30% de glace, selon les organismes.
-« sea ice area », surface de mer couverte par des glaces, chaque unité de surface étant corrigée du pourcentage de glace qui la recouvre. Sea ice area est donc par définition inférieure à sea ice extent.
-« sea ice anomaly », différence d’extension de sea ice area par rapport à la moyenne d’une période de référence, compte tenu bien entendu de la correction pour variations saisonnières.
L’unité utilisée est le million de kilomètres carrés (Mkm2)
Les périodes de référence choisies sont diverses : 1979-2000, 1981-2000, 1979-2008, ou encore décennies 1980, 1990, 2000, etc.
Certains graphiques comportent en grisé une plage d’incertitude des mesures, usuellement 2 écarts-types (« standard deviations ») en plus ou en moins.
Les noms des différents organismes et les références de leurs sites internet sont mentionnées en tête des graphiques.
-National sea ice data center NSIDC, Université de Boulder, Colorado (USA).
http://nsidc.org/data/seaice_index/images/daily_images/N_stddev_timeseries.png
Le seuil retenu est de 15% de glace.
La période de référence est 1981-2000. La courbe de l’extension 2012 est représentée en tiretés pour mémoire, car elle a correspondu au minimum d’extension estivale (3,5 Mkm2) depuis l’origine des mesures satellitaires.
-Arctic Sea-ice Monitor, par IARC-JAXA, Japon.
http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm
Le seuil retenu est 15% de glace.
Le graphique comporte les moyennes des années 1980,1990 et 2000, ainsi que les courbes des années « record » d’extension estivale.
-Ocean and Sea Ice, Satellite Application Facility (OSISAF), par Centre for ocean & ice (COI), DMI (Danemark).
http://ocean.dmi.dk/arctic/icecover.uk.php
Le seuil retenu est de 30% de glace.
Le graphique comporte les courbes des quatre années précédant 2014.
-National ice center (NIC), organisme commun à la NASA-NOAA et à la marine US (Navy et garde-côtes).
http://www.natice.noaa.gov/ims/images/sea_ice_only.jpg
Le NIC utilise le système IMS (Ice Mapping System) qui diffère des observations satellitaires habituelles, et qui est spécialement dédié à la navigation.
Le graphique comporte les courbes des neuf dernières années, ainsi que les maxima et minima correspondants.
Ces quatre graphiques, quoique différents dans leur présentation, sont assez concordants. Ils confirment que l’année 2014, avec un minimum de 5 Mkm2, a connu un net redressement par rapport aux années précédentes.
-Cryosphere Today du Polar Research Group de l’Université de l’Illinois (Urbana-Champaign)
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/current.area.jpg
Ce graphique est intéressant car il retrace à la fois les cycles saisonniers et la tendance générale.
Les graduations en abscisses correspondent aux débuts d’années.
On voit distinctement les chutes de 2007 et 2012 et le redressement ultérieur. Le minimum de 2014 s’est établi à 4 Mkm2 (à comparer aux 5 Mkm2 de sea ice extent).
L’autre graphique (de la même source) retrace l’évolution sur deux ans.
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/current.365.jpg
Il comporte aussi en partie basse l’anomalie par rapport à la période 1979-2008 (voir ci-après).
-Cryosphere Today du Polar Research Group de l’Université de l’Illinois (Urbana-Champaign).
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/seaice.anomaly.arctic.png
La référence est la période 1979-2008.
On voit que les années 2006 à 2014 sont marquées par une certaine stabilisation des surfaces englacées, après la baisse continue qui avait commencé dès l’année 1995 et s’était accentuée à partir de l’année 2000.
L’anomalie moyenne entre 2006 et 2014 est de -1 Mkm2 ; (la valeur en rouge est celle de la toute dernière mesure).
Contrairement à la zone polaire nord, qui n’est constituée que d’une banquise, la zone polaire sud comporte un véritable continent glacé (inlandsis) de 13,6 Mkm2 (près de 2 fois la surface de l’Australie et 8 fois l’inlandsis du Groenland). Ce continent est entouré de glaces de mer dont la surface évolue au fil des saisons, et dont la surface maximum en hiver dépasse la surface du continent lui-même.
-National sea ice data center NSIDC, Université de Boulder, Colorado (USA).
http://nsidc.org/data/seaice_index/images/daily_images/S_stddev_timeseries.png
Contrairement à l’Arctique, l’extension de la glace de mer (au seuil de 15%) est supérieure en 2014 comme en 2013 à la moyenne des années 1981-2010.
-Cryosphere Today du Polar Research Group de l’Université de l’Illinois (Urbana-Champaign)
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/seaice.area.antarctic.png
Le minimum et le maximum de 2014 dépassent les plus hauts niveaux historiques (satellitaires s’entend).
-Cryosphere Today du Polar Research Group de l’Université de l’Illinois (Urbana-Champaign).
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/current.365.south.jpg
-Cryosphere Today du Polar Research Group de l’Université de l’Illinois (Urbana-Champaign).
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/current.anom.south.jpg
La référence est la période 1979-2000.
L’anomalie a augmenté tendanciellement depuis l’année 2000 et se situe actuellement à environ +1 Mkm2.
Les extensions des glaces polaires nord et sud semblent évoluer en sens inverse l’une de l’autre.
C’est ce qu’illustre ce dernier graphique, également établi par Cryosphere Today.
http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/IMAGES/global.daily.ice.area.withtrend.jpg
L’anomalie « globale », si l’on peut s’exprimer ainsi, est restée en moyenne égale à zéro entre 1979 et 2005, elle a été inférieure à zéro entre 2005 et 2012, elle est revenue à zéro depuis 2013.
Il semble qu’aucune explication décisive n’a été donnée de cette sorte de « compensation » entre nord et sud, ni des causes de l’exception 2005-2012.
Parmi les conclusions que chacun peut tirer des différents graphiques présentés dans cette note, on peut retenir les suivantes :
-les graphiques présentés dans cette note concernent exclusivement les glaces de mer, mais non les glaciers terrestres des zones polaires ou circumpolaires (dont les inlandsis du Groenland et du continent antarctique).
-il ne semble pas exister de divergences notables entre les chiffres des organismes de recherche. Certes la plupart des données ont pour origine la NASA et ses filiales ou départements associés (NSIDC, NOAA, etc.), mais il pourrait exister des différences d’interprétation et de restitution ; ce n’est pas le cas.
-la période d’observation, 35 ans, est relativement brève pour des phénomènes soumis à des inerties considérables. Elle n’est toutefois pas négligeable : rappelons qu’une durée de trente ans est généralement considérée comme significative en matière de climat.
-sur cette période de 35 ans, les phénomènes décrits ne semblent pas avoir manifesté de véritables ruptures de tendances irréversibles, mais plutôt des évolutions temporaires suivies de corrections.
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En complément aux graphiques précédents, il faut signaler que depuis quelques mois, le site du NSIDC propose un graphique interactif sur lequel on faire apparaître les courbes saisonnières de fluctuations des glaces de mer pour n’importe quelle année et pour chacune des deux zones polaires.
http://nsidc.org/arcticseaicenews/charctic-interactive-sea-ice-graph/