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Le défi énergétique

Dossier - Iter : la fusion nucléaire par confinement magnétique
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L'humanité est confrontée à un défi grandissant : celui de la demande énergétique. Jusqu'à présent, la majorité de notre énergie est produite à partir de réserves fossiles : charbon, pétrole, gaz. Tôt ou tard, ces réserves viendront à disparaître. Il est donc nécessaire de recourir à des sources d'énergies non-fossiles.

  
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Le défi énergétique. © SD-Pictures, DP

1 - Les besoins énergétiques actuels et futurs

Au cours des siècles, notre consommation d'énergie n'a cessée d'augmenter et a explosé au cours du siècle dernier. En 2005, selon l'IEA (International Energy Agency), la puissance totale annuellement consommée était de 2.17 kW en moyenne par habitant à l'échelle de le planète [IAE, Energy 2005]. Ce chiffre n'est qu'une moyenne, et il ne reflète pas les grandes variations existantes entre les pays producteurs d'énergies fossiles, les pays industrialisés et les pays émergents.En se basant sur une consommation moyenne mondiale, la puissance totale consommée sur terre en un an s'élève aux alentours de 6.8 milliards d'individus1  x 2.17 kW = 14.75 Tera Watts an (TWan).

Au cours des années à venir, la demande ne va pas cesser d'augmenter. On peut estimer les besoins à venir à partir des prévisions de l'évolution de la population mondiale. De plus, on peut également supposer que la consommation moyenne mondiale va progresser de 2.17 kW à au moins 3 kW, les pays émergents accédant au « confort moderne ».

Illustration 1: Source : Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations Secretariat, World Population Prospects: The 2008 Revision, http://esa.un.org/unpp, Monday, August 31, 2009

Ainsi, en 2050, la population mondiale serait estimée par l'ONU à 9 milliards d'individus. Selon ces hypothèses, la consommation totale annuelle serait de 9 milliards x 3 kW = 27 TWan, et de 30 TWan dans l'hypothèse la plus défavorable, soit presque deux fois la puissance actuellement consommée. L'IEA confirme cette tendance. Le taux de progression annuelle de la demande énergétique serait de 1.5% à 4.6% selon les régions du monde [IEA, World Energy Outlook 2007, p.93]. Ainsi, en 2030, les projections montrent que la demande énergétique aura effectivement quasiment doublé.

Cliquez pour agrandir l'image Illustration 2: Consommation énergétique mondiale en PWh (1PWh = 1015Wh). EIA, International Energy Outlook 2009, http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html

2 - Quelle source d'énergie ?

Quelles sources seront utilisées pour fournir cette énergie ?Actuellement, 90% de l'énergie produite est réalisée à partir de combustibles fossiles (pétrole, gaz et charbon). Ces énergies fossiles  resteront prédominantes dans les prochaines décennies, en particulier pour les pays émergents.

Illustration 3: Consommation énergétique mondiale en PWh par sources (1PWh = 1015Wh). EIA, International Energy Outlook 2009, http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html

Les alternatives à long terme aux énergies fossiles sont les énergies renouvelables, la fission (dans l'hypothèse d'un cycle combiné avec des surgénérateurs) et la fusion. Bien que les ressources en énergies renouvelables soient inépuisables, elles ont malheureusement un certain nombre de limitations intrinsèques : les fluctuations de production ou les possibilités géographiques d'implantation. Les fluctuations de production impliquent le stockage de l'énergie, ce qui réduit l'efficacité et augmente les coûts. Cela ne veut pas dire que les énergies renouvelables sont sans intérêt, mais compte-tenu des quantités d'énergie fossiles actuellement consommées, il est peu probable qu'elles puissent à elles seules s'y substituer. La production d'énergie à partir de réaction nucléaire a un rôle à jouer pour faire face à la demande, en particulier si ces réactions présentent des avantages en terme d'abondance des ressources et d'impact environnemental, comme c'est le cas pour la fusion.

1 - <spanLiberation Serif'; mso-bidi-font-family: 'Liberation Serif'"><spanTimes New Roman'">  http://www.census.gov/ipc/www/popclockworld.htm