« Comment produire de l’énergie en réduisant son impact sur l’environnement ? »
Libellé des Questions / Réponses
Bonjour Professeur. Quelle est la principale cause de ce réchauffement climatique ?
Bonjour. Selon plusieurs spécialistes, la cause anthropique de ce phénomène s’expliquerait par l’augmentation des gaz à effet de serre, dont les émissions d’oxyde de carbone, d’oxyde nitreux, de méthane et de gaz fluorés, qui résultent de l’industrialisation et de la déforestation. Autrement dit, d’un développement peu soucieux de l’environnement et de la préservation des ressources naturelles pour les générations futures, dont les pays industrialisés, qui sont les plus grands pollueurs, sont les premiers responsables.
Mais Professeur, il semble que les dégâts sont énormes. Quelles sont les estimations ?
Sambamara. Elles font peur surtout en Afrique. D’après certaines prévisions, le niveau des mers augmentera de 15 à 95 pour cent d’ici 2100. En Afrique, le nombre de personnes menacées par des inondations côtières passera de 1 million en 1990 à 70 millions en 2080.
Près de 30 pour cent des infrastructures côtières d’Afrique seraient à risque, les aménagements côtiers du Golfe de Guinée, du Sénégal, de la Gambie et de l’Egypte étant au nombre de ceux menacés. Au long de la côte Sud-est du continent, Le Cap, Maputo et Dar Es-Salaam sont à risque.
Une élévation de 1 mètre du niveau de l’Atlantique résultera en la disparition d’une partie de Lagos, la capitale économique du Nigéria. Alexandrie en Egypte pourrait également être gravement affectée : le pays perdrait alors 30 millions de dollars par an en termes de terres englouties, d’infrastructures détruites et de revenus touristiques perdus.
Une élévation du niveau marin de 50 cm submergera 2 000 kilomètres carrés de la Tanzanie, et coûterait 50 millions de dollars au pays.
Cela fait peur Professeur. Il parait aussi que les sols africains «émettent beaucoup de tonnes de carbones dans l’atmosphère. Comment vous expliquez cela ?
Sambamara. Vous savez, un peu moins de 15 pour cent de la dégradation des sols est due à différents types de défrichement, y compris la déforestation, 13 pour cent à la surexploitation, près de la moitié au surpâturage et presque un quart aux activités agricoles.
L’Afrique recèle environ 30 pour cent de la dégradation des sols observée à l’échelle mondiale. Cinq cent millions d’hectares y sont moyennement à sévèrement dégradés.
Des calculs récents indiquent que, entre 1850 et les années 1990, les sols africains ont émis quelques 136 gigatonnes de carbones dans l’atmosphère, l’équivalent de la moitié des émissions liées à la combustion des carburants fossiles, la moitié de ces émissions du sol étant due à la dégradation et à l’érosion des sols.
Professeur, parlez-nous un peu des effets du réchauffement climatique sur la biodiversité? Et quelles sont les régions les plus vulnérables ?
Sambamara. Sachez que les pays en développement sont les plus vulnérables. En effet, dans son résumé à l’intention des décideurs, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) indique que l’augmentation des concentrations de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère est principalement due à l’utilisation de combustibles fossiles et, dans une moindre mesure, aux changements d’affectation des terres.
D’autre part, le documentaire réalisé par l’ancien Vice-président des États-Unis, Al Gore, Une vérité qui dérange, a également attiré l’attention du public sur le changement climatique et explique comment l’utilisation des combustibles fossiles, comme le charbon, le gaz et le pétrole, a augmenté les quantités de carbone de dioxyde dans l’atmosphère. Le réchauffement climatique peut donner lieu à de graves modifications de l’environnement et avoir des conséquences sur la santé humaine. Il peut également entraîner une élévation du niveau des océans, menaçant les zones côtières et provoquant des modifications des précipitations, augmentant les risques de sécheresse et d’inondations, constituant une menace pour la biodiversité.
En plus des effets visibles sur les modes de subsistance des populations, le réchauffement climatique risque d’avoir un impact fort et direct sur la santé humaine. Ce sont les régions qui ont le moins contribué au réchauffement climatique qui sont les plus vulnérables aux maladies causées par la hausse des températures et qui risquent de voir le nombre de décès augmenter. Les côtes qui bordent l’Océan Pacifique, l’océan Indien et l’Afrique subsaharienne sont les plus menacées par les effets du réchauffement climatique.
Autre chose Professeur. Quels sont les impacts de ce changement climatique sur la santé humaine ?
Sambamara. Notons que l’ L’Organisation mondiale de la santé (OMS) rapporte que le changement climatique est responsable d’au moins 150 000 décès par an, chiffre qui devrait doubler d’ici à 2030. Parmi les conséquences graves dues au réchauffement climatique, on peut citer :
– Maladies infectieuses. Selon le GIEC, le réchauffement climatique aura des répercussions sur la santé des populations vivant dans les régions tropicales. En Afrique par exemple, la hausse des températures favorise la prolifération de moustiques et les populations seront davantage exposées à des maladies comme le paludisme, la dengue et d’autres infections transmises par les insectes. Ces effets sont également perçus dans d’autres pays. Des cas de paludisme ont été déclarés aux États-Unis, et le Royaume-Uni a enregistré en 2006 plusieurs cas de la maladie des légionnaires — une infection pulmonaire causée par une bactérie que les scientifiques attribuent au réchauffement climatique. Selon l’OMS, au Royaume-Uni et en Europe, le réchauffement climatique provoquera une augmentation des maladies transmises par les insectes. Les pays comme l’Azerbaïdjan, le Tadjikistan et la Turquie sont probablement déjà des pays à haut risque de paludisme. Toutefois, la capacité d’adaptation aux changements de température varie d’une région à l’autre. Les sociétés riches peuvent recourir aux avancées technologiques en utilisant par exemple des climatiseurs plus puissants et en construisant des maisons mieux conçues pour bloquer la chaleur. En revanche, les pays en développement manquent non seulement du savoir-faire mais aussi des ressources et des systèmes de santé publique nécessaires pour prévenir ces flambées.
– Vagues de chaleur. Les périodes prolongées de températures anormalement élevées peuvent également avoir des effets graves sur les populations vulnérables, comme les personnes âgées et les malades. Cela s’est déjà produit en Europe durant la vague de chaleur de 2003 qui a fait environ 35 000 morts. Dans une étude réalisée par le Hadley Center for Climate Prediction and Research au Royaume-Uni, des scientifiques ont démontré à l’aide de modèles informatiques que les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté l’apparition des vagues de chaleur. Les effets les plus courants sont l’hyperthermie ou coup de chaleur pouvant causer la mort si elle n’est pas traitée. Selon le GIEC, les jours chauds et les nuits chaudes seront plus fréquents.
– Asthme et autres maladies respiratoires. Les personnes ayant des problèmes cardiaques sont plus vulnérables à la hausse des températures, en particulier celles qui vivent déjà dans des régions chaudes, car leur système cardiovasculaire doit fonctionner à un niveau de pression plus élevé afin de garder la température du corps à un niveau normal. Les températures élevées augmentent également la concentration d’ozone, ce qui peut endommager le tissu pulmonaire et causer des complications chez les asthmatiques et les personnes souffrant de maladies respiratoires.
Mais Professeur, on dit aussi que le réchauffement climatique pouvait constituer une source d’insécurité.
Sambamara. C’est juste. En effet, des scientifiques et des activistes écologiques ont souligné que le réchauffement climatique constituait également une menace pour la sécurité nationale, affectant la sécurité alimentaire et favorisant les conflits qui concernent l’accès aux ressources. Lors du débat du Conseil de sécurité de l’ONU consacré à l’énergie, à la sécurité et au climat, la Ministre des affaires étrangères du Royaume-Uni, Margaret Beckett, a estimé que le réchauffement climatique constituait un risque en matière de sécurité. Malgré l’opposition de certains membres du Conseil, comme la Fédération de Russie et la Chine, elle a fait valoir que l’atteinte aux besoins de base dans les pays pauvres due au changement climatique pouvait augmenter les risques de conflit. De même, le Président ougandais Yoweri Museveni a qualifié le changement climatique d’un « acte d’agression des riches contre les pauvres ».
Et, de nombreux pays ont réalisé la gravité des conséquences, ce qui est un point positif. La Cour suprême des États-Unis a ordonné au gouvernement fédéral de prendre des mesures pour réglementer les émissions de CO2. Des manifestations ont lieu dans de nombreuses villes américaines, comme Boston et New York, afin d’inciter le gouvernement à réduire de 80 % les émissions de carbone de dioxyde d’ici à 2050. Aux États-Unis.
En Australie, les habitants et les entreprises de Sydney ont éteint les lumières, un geste pour attirer l’attention sur le réchauffement climatique. De même, les entreprises comprennent la nécessité de mettre en œuvre des mesures respectueuses de l’environnement.
Avant de finir Professeur. Parlez-nous des solutions d’y remédier.
Sambamara. Elles sont nombreuses mais pas simples à réaliser. Il faudra une réelle volonté politique pour y arriver. Il faudra réduire les émissions de CO2 nécessite d’agir simultanément sur plusieurs fronts : la maîtrise de la demande d’énergie, l’amélioration du rendement énergétique durant la production et la conversion des énergies fossiles, le remplacement des énergies fossiles par des énergies contenant moins ou pas de carbone et la mise en place d’un marché de permis d’émissions négociables de CO2. Il faudra :
– Maîtriser la demande d’énergie : Réduire les émissions de CO2, c’est d’abord maîtriser la demande énergétique. Cela passe par un comportement plus responsable des utilisateurs (consommer « local » pour réduire le transport des marchandises, privilégier l’usage des transports en commun, réduire la consommation domestique, etc.) et par des politiques d’incitation aux économies d’énergie (encouragement des transports en commun, mesures réglementaires et fiscales).
– Améliorer l’efficacité énergétique : de nouveaux systèmes de production, de transformation et d’utilisation de l’énergie doivent être étudiées pour consommer moins d’énergies fossiles (pétrole, gaz et charbon) et émettre moins de CO2. Cela passe notamment par la conception de moteurs et de chaudières offrant un meilleur rendement. Le domaine des transports, plus particulièrement émetteur de CO2, est en tout premier lieu concerné. Les constructeurs européens se sont engagés à réduire les émissions de CO2 à hauteur de 130g/km à l’échéance 2012. Toute la difficulté consiste à concilier les augmentations de rendement avec des réglementations de plus en plus sévères sur les émissions de polluants. De nouveaux modes de combustion devraient notamment permettre de concilier des rendements très élevés avec des niveaux d’émissions de polluants faibles.
– Emettre moins de CO2 : il s’agit ici de remplacer progressivement des énergies fossiles riches en carbone par des énergies, fossiles ou non, qui n’émettent pas ou peu de CO2.
En effet, les grosses installations industrielles de production d’électricité représentent plus de 40 % des 23 milliards de tonnes de CO2 émis annuellement dans le monde. En substituant le gaz naturel au charbon comme combustible, on pourrait diviser par 2,5 les émissions de CO2 par unité d’énergie produite.
En outre, l’utilisation du GNV (gaz naturel pour véhicule) et des biocarburants, et à plus long terme de l’hydrogène, dans le secteur transport permet aussi d’améliorer le bilan CO2. Mais chacune de ces solutions doit être étudiée « du puits à la roue », sur un cycle de vie complet qui prenne en compte l’ensemble des étapes, de la production à l’utilisation.
D’une manière générale, le recours aux énergies renouvelables (géothermie, énergie éolienne, énergie solaire) constitue une réponse efficace à la problématique de l’effet de serre. Toutefois, leur part dans la demande mondiale d’énergie primaire devrait rester faible dans les 30 prochaines années.
Pour finir Professeur. Comment peut-on produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement ?
Sambamara. Ce n’est pas trop compliqué. Vous savez, la demande énergétique mondiale augmente régulièrement, portée par la croissance démographique et l’élévation progressive du niveau de vie, en particulier dans les pays émergents.
Cette énergie est encore majoritairement produite à partir de ressources fossiles – pétrole, gaz naturel et charbon – qui génèrent des émissions de CO2 et contribuent au réchauffement climatique. Il est donc urgent de réconcilier développement économique et préservation de l’environnement en maîtrisant ces émissions. Pour cela, le captage et le stockage du CO2 constituent une voie très prometteuse.
Par ailleurs, les interactions entre l’industrie et l’eau sont nombreuses, notamment pour la production d’énergie ou le stockage du CO2. Une gestion éco-efficiente des ressources en eau est indispensable pour réduire l’empreinte hydraulique de l’industrie.
Professeur, vous avez parlé de captage et stockage de CO2. Comment cela puisse être réalisé ?
Sambamara : En fait, cette étape représente 70 % du processus en termes de coût et constitue un enjeu technologique et économique majeur. Il existe trois façons de capturer le CO2 :
– Le captage sur les fumées « postcombustion » consiste à récupérer le CO2 en lavant par solvant les fumées émises par la combustion. Il existe des techniques de captage de CO2 qui sont bien connues et employées dans le traitement du gaz naturel dont les concentrations en CO2 sont réglementées. Dans le cas d’un lavage des fumées, les installations sont très coûteuses et consomment des quantités importantes d’énergie.
– Le captage en « oxy-combustion » consiste à réaliser la combustion de l’énergie fossile en présence d’oxygène pur au lieu d’air, ce qui permet d’obtenir des fumées plus concentrées en CO2 (de l’ordre de 90%). Celui-ci est alors plus facile à séparer de la vapeur d’eau avec laquelle il est mélangé. Le principal problème est le coût de production de l’oxygène pur, obtenu en général par distillation cryogénique.
– Le captage du CO2, en amont, en « précombustion » : le combustible fossile est converti, préalablement, en entrée d’installation, en gaz de synthèse, mélange de CO (monoxyde de carbone) et d’hydrogène. Puis lors d’une étape de conversion, le CO réagit avec l’eau pour former de l’hydrogène et du CO2, qui peut être capté durant la combustion. L’hydrogène peut être alors employé pour produire de l’électricité. L’avantage de cette technologie réside dans la production d’hydrogène qui peut servir à différents usages : conversion de bruts lourds, production d’électricité et/ou de chaleur, etc. Mais elle nécessite encore de nombreux progrès technologiques et fait l’objet de divers programmes de recherche.
Le CO2 doit ensuite être acheminé, parfois sur plusieurs centaines de kilomètres, vers un lieu de stockage. Le transport du CO2 ne pose pas de problème particulier et est déjà couramment pratiqué. Pour les besoins de l’industrie pétrolière, on le transporte dans des gazoducs à l’état supercritique (à plus de 31° C et sous une pression de 73 bars), ce qui nécessite des installations de compression et d’injection adaptées.
Une toute dernière question Professeur. Qu’entendez-vous par stockage géologique du CO2 ?
Sambamara : (Sourire). En parlant de géologie vous me rappelez mes cours à l’Institut Des Sciences De La Terre de l’UCAD.
C’est le captage du gaz dès sa source de production et son stockage dans le sous sol, apparaît comme une solution prometteuse pour faire face au risque de changement climatique. Des percées scientifiques majeures sont attendues dans ce domaine.
Une fois capté et acheminé, le CO2 doit être injecté et stocké dans des roches poreuses souterraines. La roche couverture – couche géologique imperméable composée essentiellement d’argiles ou de sel – assure l’étanchéité du réservoir, empêchant toute remontée du CO2 en surface.
Il s’agit de couvrir non seulement la durée pendant laquelle les combustibles fossiles resteront disponibles (1 à 2 siècles) mais aussi la durée du cycle océanique (environ un demi-millénaire). En effet, il faut prendre en compte le cycle du carbone qui est régi par deux échanges : l’échange entre l’atmosphère et l’océan et celui entre la biosphère et l’atmosphère. Si les échanges avec la biosphère se font sur des échelles décennales, le cycle de l’océan s’étend sur plusieurs siècles. Une stabilisation des teneurs en CO2 dans l’atmosphère impose donc de conserver le CO2 dans le sous-sol sur des durées compatibles avec le cycle océanique.
Par mesure de précaution, on envisagera des solutions qui permettent d’effectuer le stockage sur des périodes pouvant atteindre des milliers d’années.
La fiabilité du stockage sur une longue durée constitue un enjeu primordial. Cette solution doit démontrer qu’elle est un moyen efficace de lutte contre le changement climatique (temps de rétention du CO2 suffisant) et qu’elle ne cause aucun dommage à l’environnement local. Seuls les sites présentant toutes les garanties relatives à la sécurité seront choisis. Pour ce faire, il faut disposer d’outils fiables de modélisation du devenir du CO2 stocké, et de techniques de gestion et de surveillance suffisamment sensibles, permettant de détecter toute remontée éventuelle de CO2 afin de mettre en place les mesures correctives.
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