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Université catholique de Louvain
Année académique : 2012 - 2013
Impacts des limites de l'e�cience énergétique
sur la production économique
Promoteur : Jeanmart Hervé Mémoire présenté par :
Vermeulen Olivier
en vue de l'obtention du grade d'ingénieur civil mécanicien
École Polytechnique de Louvain
"Le réchau�ement climatique est aussi le symptôme de l'a�aiblissement des solidari-
tés. De cet égoïsme collectif qui est le nôtre.
Hédonistes ironiques, jaloux de téléchargement libre, consuméristes insouciants et cruels.
Le réchau�ement en cours, c'est aussi l'in�nité de nos désirs. C'est l'accumulation de ca-
melote. Et notre désinvolture devant la mise en danger du monde.
C'est la montée de l'insigni�ance.
Et parce que nous sommes joyeux, innocents et sans c÷ur ...
Parce que la crise climatique n'est pas qu'à l'extérieur de nous ...
Parce qu'elle est en nous ...
... nous ne remarquons rien."
Philippe Squarzoni, Saison Brune.
Remerciements
J'aimerais commencer ce mémoire en remerciant mes chers parents pour le soutien
qu'ils m'ont o�ert tout au long de mes études. Ce parcours des moins conventionnels était
pour moi un réel chemin de découvertes perpétuelles et je les remercie de tout c÷ur de
m'avoir permis de vivre une si belle aventure.
Il y a une quantité innombrable de personnes à remercier de par l'in�uence qu'elles ont
eue sur mon développement personnel et donc �nalement sur la réalisation de ce mémoire.
Je n'arriverai jamais à tous vous nommer, car je ne suis même pas conscient de ce que
chacun de vous a pu m'apporter au cours de nos multiples échanges. Néanmoins j'aimerais
citer les quelques personnes principales qui m'ont plus spéci�quement permis de réaliser
ce mémoire.
Bien évidemment, dans le cadre de mes études, j'aimerais remercier mon promoteur,
Hervé Jeanmart. Premièrement pour son écoute et sa disponibilité depuis notre discussion
très éclairante en avril 2010 et deuxièmement pour la patience qu'il a eue depuis le début
de ce travail de �n d'études.
Une pensée particulière également pour les autres étudiants de la faculté avec qui nous
avons eu de nombreux échanges à propos de nos études, autant concernant le contenu que
les raisons. Ceci nous a amenés à créer le GRRI en �n d'année précédente et c'est plein
d'énergie que nous relancerons ce groupe dès la rentrée académique prochaine pour que
nos études apportent réellement, dans notre domaine, un plus à la société.
Rapidement, j'aimerais encore remercier Louis Possoz pour les riches échanges que
i
nous avons eues au cours de cette année, Arnaud Latiers pour son soutien tout au long
de ce mémoire malgré le changement de sujet à mi-route, Michel Cornet de Climact pour
son aide précieux à la réalisation de mon modèle d'e�cience, Bonne-Maman pour son
chaleureux accueil pendant la rédaction de ce travail et son oreille attentive pendant
mes multiples ré�exions, ainsi que toute personne qui désire sortir de l'insigni�ance dans
laquelle nous baignons et qui ose vivre pleinement les changements que ses découvertes
personnelles lui imposeront a�n de trouver une simplicité cohérente dans cette humanité
si follement complexe.
ii
Table des matières
Introduction 1
1 Le lien entre l'énergie et le PIB 2
1.1 Le produit intérieur brut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.1 PIB et consommation matérielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1.2 Le PIB, est-ce un bon indicateur ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 E�et rebond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.2 Les énergies fossiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.3 Prévision énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3 E�cience énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3.1 Intensité énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.3.2 Augmentation de l'e�cience énergétique . . . . . . . . . . . . . . . 15
2 Modèle théorique de l'e�cience énergétique 16
2.1 Croissance de l'e�cience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2 Limite supérieure de l'e�cience énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3 Limite inférieure de l'e�cience énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4 Dé�nition du modèle �nal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.1 Modèle historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.2 Écarts du modèle historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3 Évolution temporelle de l'e�cience énergétique mondiale 28
3.1 Production énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
iii
3.2 Consommation énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3 PIB de consommation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4 E�cience mondiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4.1 E�cience de l'industrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.4.2 E�cience du transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.4.3 E�cience du bâtiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.4.4 Limite supérieure de l'e�cience énergétique . . . . . . . . . . . . . 43
4 Prévisions énergétiques et impacts sur le PIB 47
4.1 Prévisions énergétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.1.1 Une prévision énergétique en fonction des impératifs climatiques . . 48
4.2 Les impacts sur le PIB mondial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.2.1 La solution énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2.2 La solution climatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Conclusion 60
Bibliographie 62
Annexes 66
iv
Introduction
Pour sortir de la crise de l'emploi qui touche actuellement de nombreux pays, une
solution est souvent mise en avant, la croissance économique. E�ectivement, la croissance
du PIB (produit intérieur brut) augmente par dé�nition la totalité des revenus d'une po-
pulation, ce qui permet donc de maintenir le nombre d'emplois, d'o�rir un revenu aux
personnes se trouvant sans emploi et ainsi de limiter le niveau de chômage.
Ce travail étudie le lien entre le PIB mondial et la consommation énergétique, c'est-à-
dire l'e�cience énergétique. Ceci permettra de mieux comprendre les exigences qu'impose
une croissance du PIB au niveau énergétique et les impacts que cela peut avoir sur l'en-
vironnement.
Remarquons que par dé�nition cette croissance du PIB augmente e�ectivement la ri-
chesse totale de la population et pourrait ainsi diminuer le nombre de personnes n'ayant
pas de revenu, mais d'un point de vue historique elle n'a pas toujours été une bonne so-
lution. Depuis les années '70 le chômage n'a cessé d'augmenter dans l'Union Européenne
malgré une augmentation continue du PIB. En e�et, il ne s'agit que d'une question d'al-
location de cette croissance, car si le revenu de toute personne active augmente propor-
tionnellement à l'augmentation du PIB, il ne restera plus rien de ce surplus de PIB pour
o�rir un emploi aux personnes se trouvant sans revenu.
Il n'est donc pas assuré économiquement que la croissance du PIB diminuera le chô-
mage au niveau mondial, mais ce travail se penche uniquement sur la faisabilité ou non
de cette croissance a�n d'apporter un complément de ré�exion aux dirigeants politiques
qui doivent trouver des réponses aux crises trop mal-connues de ces dernières années.
1
Chapitre 1
Le lien entre l'énergie et le PIB
Depuis l'air du temps l'homme utilise de l'énergie pour produire les biens matériels et
les services qui l'entourent. L'énergie est indispensable a�n de transformer les ressources
naturelles et de les rendre utiles. Ces transformations de l'environnement peuvent être des
modi�cations de vitesse, de température, de forme, de composition chimique, de position
dans un champ magnétique, de composition atomique ou encore des interactions entre
matière et rayonnement [24]. Mais une chose est certaine, il est impossible de produire
une richesse sans utiliser d'énergie.
1.1 Le produit intérieur brut
Le PIB (produit intérieur brut) est une représentation de la richesse d'une population,
il est dé�ni par Mankiw comme étant la valeur marchande de tous les biens et services
�naux produits dans un pays au cours d'une période [29]. Vu la libéralisation du marché
et les échanges économiques que cela a entraîné à travers le monde ainsi que les dé�s envi-
ronnementaux transfrontaliers, tel le climat et la biodiversité, il va de soi que la question
énergétique est une question planétaire, c'est pourquoi ce travail ne parlera que du PIB
mondial.
Il y a plusieurs manières de calculer le PIB ; il peut par exemple représenter la consom-
mation totale de la population, ainsi que le total des revenus de la population ou encore la
production totale des biens de consommation par les entreprises. Ces di�érentes sommes
2
sont évidemment équivalentes puisqu'elles représentent chacune la totalité du �ux d'ar-
gent qui circule à travers la population et qu'un �ux mesuré à des endroits di�érents dans
un circuit fermé est toujours le même.
Un détail assez important en ce qui concerne le PIB est l'in�ation de la valeur moné-
taire. E�ectivement, l'argent que gagne un salarié aujourd'hui ne peut être comparé avec
le salaire d'il y a 100 ans et le prix d'un kilo de pommes n'est plus le même que dans
le passé. C'est pourquoi il est primordial de parler en PIB réel et non en PIB nominal,
le premier correspond à la production de biens et services valorisée à des prix constants
et le deuxième à des prix courants [29]. Le PIB réel est calculé en choisissant une année
comme étant l'année de base pour les prix des biens et services produits, ce PIB réel n'est
donc pas a�ecté par les variations de prix et ne re�ète donc qu'uniquement les variations
de la production des biens et services dans un système économique.
Bien évidemment, ce travail n'utilisera que le PIB réel a�n de pouvoir comparer la
production (et donc la consommation) de biens et services de l'économie mondiale à travers
le temps avec l'évolution de la consommation énergétique. Ceci permet de ne pas fausser
les résultats et d'étudier réellement le pouvoir d'achat en fonction de la consommation
d'énergie qui est une donnée physique et ne connaît donc naturellement pas d'in�ation.
Durant ce travail l'année de base pour toutes les valeurs de PIB est l'an 2011 et la
monnaie utilisée le Tera dollar américain (un millier de milliards de dollars américains),
dont l'abréviation est TUS$.
1.1.1 PIB et consommation matérielle
Quand le PIB est calculé via les consommations de la population, il su�t de ré�échir
à tous les biens et services achetés quotidiennement pour comprendre ce que représente
exactement ce PIB. Ces dépenses sont en ordre aléatoire et de manière non exhaustive :
logements, voitures, appareils ménagers, voyages, nourriture, gadgets quelconques, vête-
ments, loisirs, soins médicaux et cetera. Ces activités consomment toutes de l'énergie, que
ce soit directement ou indirectement et donc intuitivement le PIB est déjà fortement lié
à la consommation énergétique.
3
Une recherche plus en profondeur de ce que représente le PIB permet de comprendre
encore mieux ce lien entre le PIB et la consommation matérielle, Mankiw [29] explique
dans Principes de l'économie comment est calculé le PIB d'une nation. De plus, une vul-
garisation très éclairante et proposée dans la vidéo "Measuring GDP using the Income
Approach and the Expenditure Approach" du site Welker's Wikinomics [42]. Celle-ci ex-
prime très bien ce qu'implique le PIB calculé par le biais des revenus ou des dépenses et
que cette dernière approche est e�ectivement liée directement à la consommation de biens
matériels, et donc également à leur production.
En e�et, ce PIB est la somme des dépenses des ménages, des entreprises, du gouvernement
ainsi que la di�érence entre l'export et l'import d'une nation. Cette dernière composante
peut être retirée quand il s'agit du PIB mondial et les trois premières composantes sont
respectivement la consommation de biens et services par la population, les investissements
en biens capitaux des �rmes c'est-à-dire les stocks et les structures (matières premières,
machines, bâtiments, ...) et �nalement les dépenses du gouvernement qui sont l'éducation,
les infrastructures, les soins médicaux et cetera.
La question qu'il faut donc se poser est si un découplage entre la croissance du PIB et
l'augmentation de consommation énergétique est possible. Selon les dé�nitions données
par Camara [6], un découplage absolu a lieu quand l'économie croît alors que la consom-
mation énergétique stagne ou diminue et il y a découplage relatif lorsque la consommation
énergétique augmente moins vite que les activités économiques.
La notion de découplage absolu paraît donc impossible vu la dé�nition du PIB ci-dessus.
En e�et, vu que celui-ci comprend des biens matériels nécessitant intrinsèquement une
consommation énergétique et que les services qui se trouvent dans le PIB ne sont pas
possibles sans un minimum de biens matériels a�n de réaliser ces services. Une augmen-
tation des services occasionnera donc également une croissance des biens indispensables
à la réalisation de ces services et donc �nalement une augmentation de la consommation
énergétique à la production de ces biens.
Une économie uniquement basée sur des services et qui importe les biens nécessaires à la
réalisation de ses services pourrait donc connaître un découplage absolu, mais vu qu'au
4
niveau mondial la question d'import et d'export ne se pose pas, il est raisonnable de dire
que le PIB au niveau mondial ne peut être découplé de manière absolue de la consomma-
tion énergétique.
Néanmoins, le PIB pourrait être découplé relativement de la consommation énergé-
tique en augmentant l'e�cience énergétique de la production des biens matériels indis-
pensables à cette croissance économique.
Cette e�cience énergétique, qui représente le PIB réalisé par rapport à la consommation
d'énergie au cours d'un laps de temps, est le sujet de ce travail, mais voici d'abord encore
quelques ré�exions importantes avant de se lancer dans le vif du sujet.
1.1.2 Le PIB, est-ce un bon indicateur ?
Le PIB représente le �ux d'argent qui existe dans la population, cet argent représente
donc le pouvoir d'achat de la population, sa capacité à consommer. E�ectivement, le PIB
n'est en aucun cas représentatif du bonheur de la population. Les dé�nitions de bien-être
et de bien-vivre trouvent toutes leurs importances dans ce débat. Le bien-être est un sen-
timent de sérénité et de confort et si ce confort consiste entre autres en les produits et
services à disposition de la population, alors le PIB pourrait être une des composantes
de la mesure du bien-être. Par contre le bien-vivre exprime plutôt l'aptitude à jouir de la
vie et à vivre pleinement tout instant, indépendamment du bien-être ; il n'y a donc pas
de lien entre la satisfaction du vécu de chaque instant et le PIB.
De plus, vu que le bien-être ne dépend pas uniquement de la consommation mesurée
par le PIB, même ce bien-être n'augmentera pas nécessairement quand le PIB augmen-
tera. La �gure 1.1 venant du Rapport de la Commission sur la mesure des performances
économiques et du progrès social réalisé par Stiglitz, Sen et Fitoussi [36] illustre l'évolu-
tion du bien-être en fonction de di�érents paramètres qui le composent et, malgré une
augmentation de la consommation, celui-ci peut e�ectivement connaître une diminution
dû à d'autres composantes comme par exemple le déclin d'un environnement sain.
5
Figure 1.1 � Ecart de soutenabilité dans un cas stylisé de non-soutenabilité environnementale :
Lorsqu'une consommation excessive conduit à une dégradation de l'environnement
celle-ci implique à son tour une réduction du bien-être.
Source : Stiglitz, Sen et Fitoussi, 2008.
Dans ce travail il s'agit uniquement d'étudier le pouvoir d'achat de la population
qui peut e�ectivement amener un bien-être plus élevé mais n'indique pas le bonheur de
la population lié au vécu personnel du moment présent. Et vu que cette consommation
matérielle nécessite une consommation énergétique minimale, il est tout à fait adéquat
d'étudier la dépendance énergétique du PIB.
1.1.3 E�et rebond
Avant de passer à l'angle énergétique, voici encore une dernière ré�exion à propos de
l'e�et que peut avoir une augmentation de l'e�cience énergétique d'un produit ou d'un
service.
L'e�et rebond est dû à notre comportement culturel de vouloir à tout prix consommer
tout ce qui est à disposition.
Comme le décrit Paul-Marie Boulanger dans son article "Consommer mieux, autrement,
6
moins" [4] un produit devenant moins énergivore verra son prix d'achat ou d'utilisa-
tion diminuer. Le consommateur pourra donc soit consommer plus de ce même produit,
soit consommer un produit supplémentaire, ce qui �nalement peut même augmenter sa
consommation d'énergie totale et donc son impact environnemental.
Il est possible de vivre une transition de sa consommation personnelle vers une consom-
mation moins énergivore ; une personne décide par exemple d'utiliser son argent pour
suivre des cours de chant ou des cours de yoga auquel il se rend à pied. Il consomme
personnellement moins d'énergie, mais il n'a pas le pouvoir de décider ce que fera le pro-
fesseur de chant ou de yoga avec l'argent qui lui est dû. Le passage vers une économie de
services ne consommant que peu d'énergie est uniquement possible si toute la population
change sa manière de consommer et donc également de produire.
Néanmoins, selon les chi�res de la CIA (Central Intelligence Agency, l'agence américaine
de renseignement), le PIB mondial est constitué de 63.9% de services, ne laissant que
30.2% à l'industrie et 5.9% à l'agriculture [8] ; la société actuelle est donc déjà forte-
ment dans une économie de services. Mais pour que ces services tournent correctement un
minimum de production matérielle est nécessaire a�n de rendre ces services possibles (ma-
tériel bureautique, transport, bâtiments et cetera). De plus la société occidentale continue
à consommer son argent, gagné en rendant des services dans son économie locale, en ache-
tant plus de biens matériels produits par les économies industrielles des pays en voie de
développement. Cette production est relativement de moins en moins énergivore grâce à
l'e�cience énergétique accrue, mais en absolu la consommation énergétique totale n'ar-
rête pas d'augmenter. La conclusion de Némoz et Wallenborn à propos de l'e�et rebond
est d'ailleurs : "Même si chaque pratique prise individuellement est plus � e�cace �
qu'autrefois, les nouvelles concaténations de pratiques entraînent une augmentation de la
consommation d'énergie, tant au niveau des ménages qu'au niveau sociétal" [31].
1.2 Énergie
Après l'étude plus approfondie de la dé�nition du PIB et de ses implications, voici
quelques remarques importantes à propos de ce que signi�ent la production et la consom-
mation d'énergie ainsi que quelques ré�exions sur les prévisions énergétiques pour le siècle
7
à venir.
1.2.1 Généralités
Une première remarque est que l'énergie ne peut être produite à partir de rien. L'éner-
gie provient toujours d'une source et peut être transformée de diverses manières depuis
sa forme disponible dans l'environnement en une autre forme d'énergie plus utile pour
l'homme.
La production énergétique est donc un abus de langage qui désigne la transformation
en énergie utile à l'homme à partir d'une énergie primaire et il ne s'agit donc pas d'une
production d'énergie au sens strict du terme. En e�et, selon le premier principe de la ther-
modynamique [25], lors de toute transformation, il y a conservation de l'énergie. L'énergie
produite découle donc nécessairement d'une autre source d'énergie, que celle-ci soit ther-
mique ou sous forme de travail. Il serait donc plus judicieux de parler de "transformation
énergétique" et non de production. Néanmoins, le terme de production énergétique est
utilisé à travers ce travail comme étant la production d'énergie utile à l'homme et sous-
entendra bien évidemment que cette énergie est bien le résultat d'une transformation
depuis une autre source d'énergie.
Il est donc indispensable de trouver des sources d'énergie a�n de pouvoir les transfor-
mer en énergie utile pour l'homme. Actuellement trois di�érentes sources d'énergie sont
disponibles.
La plus grande source est constituée des énergies fossiles qui ont mis des millions d'années
à s'enfouir sous terre, créant des molécules hydrocarbonées qui libèrent de l'énergie lors
de leur combustion [32].
La source d'énergie représentant la plus petite production totale est l'énergie nucléaire,
celle-ci est présente dans le noyau d'éléments lourds comme l'uranium et elle se libère par
�ssion du noyau en énergie thermique [1].
Finalement, la dernière source correspond aux énergies renouvelables qui proviennent de
trois sources primaires d'énergie : l'énergie prise à la lune et la géothermie qui ne repré-
sentent que des quantités négligeables et surtout l'énergie solaire, qui peut être une source
directe ou indirecte d'énergie [26]. Cette énergie solaire indirecte est une transformation
8
progressive de l'énergie solaire sous diverses formes d'énergie utiles à l'homme : l'éner-
gie cinétique des courants atmosphériques (i.e. le vent), l'énergie potentielle de l'eau (i.e.
l'évaporation et la précipitation qui sont à la base du cycle de l'eau), l'énergie calori�que
(i.e. la couche super�cielle des sols) ou encore l'énergie bio-chimique (i.e. la photosyn-
thèse et la biomasse). Mais contrairement aux énergies fossiles, les énergies renouvelables
ne sont consommées qu'à une vitesse moins élevée que celle à laquelle elles sont régénérées
par le rayonnement solaire.
Actuellement l'énergie primaire mondiale est constituée d'environ 85% d'énergies fos-
siles, de 10% de renouvelables et de 5% de nucléaire. De légères variations existent dans
ces chi�res selon les sources littéraires.
1.2.2 Les énergies fossiles
Vu l'omniprésence des énergies fossiles dans la consommation énergétique, il est indis-
pensable de s'attarder un instant sur celles-ci.
Premièrement, les énergies fossiles sont toutes des dérivées de l'énergie solaire stockées
pendant près de 200 millions d'années sous terre. En e�et, en suivant le raisonnement
donné par M. Papalexandris dans son cours Combustibles, combustion et transfert de
chaleur, ces combustibles proviennent de di�érentes formes de biomasse, à savoir des
végétaux terrestres ou du phytoplancton marin.
Au fondement de ces biomasses se retrouve toujours la photosynthèse chlorophyllienne
qui nécessite deux choses :
� les matières premières, à savoir du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène sous
forme de CO2 et de H2O ;
� une quantité d'énergie su�sante et de forme adéquate, c'est-à-dire un rayonnement
lumineux de longueur d'onde comprise entre 400 et 700 nm.
La photosynthèse comporte deux stades, tout d'abord la phase lumineuse durant laquelle
a lieu le captage de l'énergie solaire et ensuite la phase obscure au cours de laquelle sont
synthétisés des sucres (C6H12O6) par absorption de CO2 et de molécules d'eau.
Finalement, la transformation de la matière organique des végétaux en combustibles fos-
9
siles comporte deux étapes majeures : une étape biochimique à température modérée,
n'altérant que peu la structure cellulaire de base, et une étape thermochimique éliminant
les fonctions les moins stables, pour aboutir à un cracking terminal [32].
Deuxièmement, contrairement à leur mécanisme de formation qui en absorbait, la com-
bustion des énergies fossiles va de pair avec l'émission de CO2. Cette émission augmente la
concentration de CO2 dans l'atmosphère, empêche ainsi les rayons infrarouges de quitter
l'atmosphère et �nalement la terre de se refroidir su�samment.
Il est donc très probable que le réchau�ement climatique actuel est majoritairement
dû à l'utilisation des énergies fossiles depuis le début de la révolution industrielle [20].
D'ailleurs, comme indiqué à la �gure 1.2 venant du Rapport de la Commission sur la me-
sure des performances économiques et du progrès social [36], la plus grosse augmentation
de l'empreinte écologique de l'humanité est la surface de terres forestières nécessaire pour
absorber les émissions anthropiques de dioxyde de carbone, ce facteur se multipliant par
plus de 10 et passant à plus de 50% entre 1961 et 2005.
Figure 1.2 � Empreinte écologique de l'humanité par catégorie.
De plus, l'exploitation de ces sources d'énergie est plus rapide qu'elles ne peuvent
se régénérer et, même si de nouveaux gisements seront encore trouvés dans les années
10
qui viennent, il est physiquement indéniable qu'au rythme actuel l'approvisionnement en
énergie fossile diminuera ou a déjà diminué d'année en année comme le montre la �gure
1.3 de Murphy et Hall [30]. Car au rythme actuel, même un redoublement du stock estimé
ne retarde que de 27 ans le pic des énergies fossiles.
Figure 1.3 � Deux estimations de la production globale d'énergies fossiles : en gris clair l'esti-
mation basée sur un stock de 1850 Gb de pétrole, et en gris foncé une estimation
basée sur 3700 Gb (1Gb = 1 milliard de barils).
Source : Murphy et Hall, 2011.
En guise d'exemple, un petit calcul très simple montre que chaque personne ne pour-
rait utiliser qu'une cuillère à café de pétrole par an pour que celui-ci puisse être considéré
comme étant une source d'énergie renouvelable. Il a fallu environ 200 millions d'années
pour la constitution du stock d'énergies fossiles, par contre, au rythme actuel de consom-
mation, il su�t de 200 ans pour vider ce stock. L'ordre de grandeur est donc un épuisement
d'un million de fois plus rapide que le rythme de constitution du stock. En ramenant ceci
à la consommation actuelle d'énergies fossiles qui vaut environ 1 tonne de fossiles par
personne (jusqu'à 3 tonnes pour les Européens), cela donne, à une vitesse un million de
fois plus lente, une consommation 'renouvelable' du pétrole de 1 gramme par personne
par an (ou 3 grammes pour les Européens si les parts de la consommation totale restent
11
les mêmes) ce qui correspond environ à une cuillère à café par personne et par an.
A�n de garder le climat dans des limites soutenables pour l'humanité et vu l'épuise-
ment inévitable du stock d'énergies fossiles, la consommation de ces énergies doit indé-
niablement diminuer au plus vite.
1.2.3 Prévision énergétique
Cette diminution des énergies fossiles aura comme conséquence une raréfaction géné-
rale de l'énergie disponible. Car même s'il est bien évidemment indispensable d'augmenter
les sources d'énergies renouvelables et de prendre les bonnes décisions politiques en ce qui
concerne les centrales nucléaires, celles-ci ne remplaceront pas d'ici quelques décennies la
quantité d'énergie o�erte par les énergies fossiles.
Voici un bref calcul a�n de comprendre ceci plus rigoureusement.
Sachant que les énergies fossiles représentent 85% de l'apport énergétique, si cette quan-
tité d'énergie doit être remplacée en 10 ans, il faudrait une croissance de 20.9% par an de
renouvelables et de nucléaire sur 10 ans. Pour garder la croissance de la consommation
énergétique de 2.6% par an (croissance énergétique de 1965 à 2011) une croissance de
24.0% par an de renouvelables et de nucléaire est nécessaire. Si une période de 20 ans est
su�sante, cette croissance descend à 9.95% et 12.8% respectivement.
Par contre si le nucléaire doit être également remplacé dans ces mêmes laps de temps cela
donne des croissance de renouvelables de 25.9% et 29.2% par an sur 10 ans et 12.2% et
15.3% par an sur 20 ans.
Une telle croissance énergétique serait un dé� de taille vu que la croissance des éner-
gies renouvelables n'atteint actuellement que 5% par an et que celle du nucléaire diminue
depuis les années '60 jusqu'à atteindre des taux négatifs ces dernières années. Faisons
donc un deuxième petit calcul.
Soit un taux de nucléaire stable et un taux de croissance des renouvelables de 5% par
an, la même quantité d'énergie qu'aujourd'hui est atteinte en un peu plus de 46 ans et il
faut 100 ans a�n de rattraper la croissance de 2.6% de consommation énergétique par an.
12
Valeurs qui augmentent légèrement à un peu plus de 47 et de 100 ans si le nucléaire est
également remplacé par les renouvelables.
Tous ces laps de temps sont en tout cas beaucoup plus longs que l'arrêt des énergies fos-
siles le demande a�n d'éviter un réchau�ement climatique plus qu'indésirable.
Il est donc tout à fait raisonnable de prétendre que la production énergétique est ac-
tuellement à un point culminant. Ce n'est donc plus qu'une question d'années pour voir
diminuer l'approvisionnement énergétique total, que ce soit de manière volontaire a�n
d'éviter une catastrophe environnementale due aux énergies fossiles ou quelques années
plus tard dans le chaos général suite à la catastrophe environnementale qui n'aura pas été
prise en charge de manière adéquate.
L'étude de l'e�cience énergétique permet de comprendre quelles seront les consé-
quences pour le PIB si la quantité d'énergie produite doit diminuer dans les années qui
viennent. Pour cela une prévision plus en détail de l'apport énergétique est faite au qua-
trième chapitre de ce travail après avoir estimé les limites d'e�cience énergétique.
Mais avant d'observer l'évolution de l'e�cience énergétique, voici encore quelques pe-
tites remarques à bien garder à l'esprit en lisant ce travail. Celui-ci ne prend en compte
que la quantité totale d'énergie disponible. La transformation des énergies primaires re-
nouvelables en énergies utiles pour l'homme a bien évidemment encore d'autres dé�s à
relever qu'uniquement la quantité d'énergie disponible, en voici quelques-uns :
� la raréfaction des matériaux nécessaires pour construire les infrastructures à cette
production énergétique ; celle des métaux en est un bon exemple comme l'expliquent
Bihioux et de Guillebon dans leur livre "Quel futur pour les métaux ?" [3] ainsi que
García-Olivares, Ballabrera-Poy, García-Ladona et Turiel [18] ou encore Delucchi et
Jacobson [13].
� la stabilité du réseau électrique qui nécessite un minimum de grandes productions
centralisées a�n d'avoir une fréquence stable sur l'ensemble du réseau ainsi que le
stockage de l'électricité a�n de pouvoir l'utiliser à tout moment [18].
� les transformations nécessaires à l'utilisation �nale d'énergie, le parc automobile
13
qu'il faut complètement transformer en voitures électriques en est un bon exemple.
� l'avantage que représentent les énergies fossiles, et en particulier le pétrole, en ma-
tière de densité énergétique est inégalable. Cela est indispensable pour ne pas avoir
une diminution directe de l'e�cience énergétique. L'aviation en est un bon exemple
qui sans kérosène aura beaucoup de mal à tenir le coup [28], même si selon certaines
sources [13] une réponse pourrait être de passer à de l'hydrogène électrolysé pour des
quantités non négligeables d'énergie, mais ceci demande certainement une recherche
rigoureuse dans les années à venir.
Les dé�s technologiques que relèvent ces di�érents points ne seront pas abordés au
cours de ce travail, bien qu'ils puissent également avoir des e�ets notables sur l'évolution de
l'e�cience énergétique, et l'énergie sera abordée dans le sens large du terme en supposant
un transfert aisé d'une source d'énergie à une autre si nécessaire.
1.3 E�cience énergétique
La dé�nition de l'e�cience est le PIB divisé par la consommation énergétique. Le PIB
représente la richesse produite et si cette richesse est produite en consommant une plus
petite quantité d'énergie, il s'agit e�ectivement d'une production plus e�ciente.
1.3.1 Intensité énergétique
L'intensité énergétique est l'inverse de l'e�cience. Et en e�et, si une même production
a lieu en consommant moins d'énergie, la production est moins intense énergétiquement.
Les termes d'e�cience et d'intensité énergétique doivent être utilisés avec parcimonie
dans des études à propos du découplage entre le PIB et la consommation énergétique.
Comme le souligne Fiorito [17], ce terme ne peut pas être utilisé pour des économies
nationales car d'autres facteurs, comme l'import ou l'export de produits nécessitants une
production plus ou moins énergivore, peuvent être les causes du découplage observé comme
l'indique également Camara [6] dans la �n de son article. Néanmoins, ce travail attaque
la question de l'e�cience et de l'intensité au niveau mondial et les e�ets invalidant les
14
études d'e�cience énergétique au niveau national ne sont pas présents quand l'ensemble
de l'économie mondiale est étudiée.
1.3.2 Augmentation de l'e�cience énergétique
A�n de permettre au PIB de croître comme il a pu le faire durant le vingtième siècle et
en tenant compte de la diminution de l'apport énergétique, il faut que l'e�cience croisse
plus rapidement que la croissance du PIB a�n de compenser la décroissance énergétique.
Cette augmentation de l'e�cience est présente depuis le début de l'humanité à des rythmes
di�érents, mais n'a jamais permis au PIB de se découpler de manière absolue de la consom-
mation énergétique. Car même si les technologies sont de plus en plus e�cientes, chaque
progrès technologique les rapproche petit à petit de leurs limites supérieures d'e�cience
énergétique qui est étudiée au chapitre suivant.
15
Chapitre 2
Modèle théorique de l'e�cience
énergétique
L'e�cience et l'intensité énergétique étant l'inverse l'une de l'autre, ces deux termes
seront étudiés en parallèle a�n de faciliter la compréhension du raisonnement poursuivi
dans ce travail.
2.1 Croissance de l'e�cience
Historiquement l'e�cience augmente d'année en année grâce notamment aux progrès
technologiques. Ceci permet d'augmenter la production de biens matériels sans que l'ap-
port énergétique ne doive pour autant croître aussi signi�cativement.
Ceci allant de pair avec une décroissance de l'intensité énergétique, une première ap-
proximation de cette dernière peut être réalisée par une exponentielle décroissante telle
que :
I(t) = q1.e−q2.(t−t0) (2.1)
En approchant les données expérimentales par cette formule, où t0 représente l'année
de référence de l'intensité énergétique, les signi�cations des deux paramètres sont :
� q1 = I(t0), l'intensité à l'année de référence des observations ;
16
� q2 = ε, la constante de décroissance, celle-ci dé�nit la courbure de la fonction dé-
croissante, au plus ε est grand, au plus l'intensité diminuera rapidement.
1700 1800 1900 2000 21000
1000
2000
3000
4000
5000
I(t)
[ Mtoe
TUS$
]Valeurs historiquesApproximation
Figure 2.1 � Évolution temporelle de l'intensité par approximation de la formule (2.1)
Ceci donne donc pour l'e�cience la formule suivante :
E(t) =1
I(t)= p1.e
p2.(t−t0) (2.2)
Où les paramètres sont :
� p1 = E(t0), l'e�cience à l'année de référence des observations ;
� p2 = q2 = ε, la constante de décroissance, qui dans le cas d'une fonction croissante
est plutôt appelée la constante de croissance.
Comme représenté aux �gures 2.2 et 2.1 cette approche suppose une e�cience in�nie
ainsi qu'une intensité diminuant jusqu'à zéro dans un -certes lointain- avenir.
Cette approche contient donc une erreur considérable pour les prédictions d'e�cience
et d'intensité énergétique. En e�et, il est impossible de produire une richesse sans consom-
mer d'énergie et il est donc nécessaire d'insérer une limite inférieure à l'intensité énergé-
tique ce qui induit une limite supérieure à l'e�cience énergétique.
Vu qu'il s'agit ici du noyau de ce travail, il est intéressant d'approfondir la ré�exion
a�n de ne pas se perdre à ce stade crucial de l'étude réalisée.
17
1700 1800 1900 2000 21000
0.005
0.01
0.015
E(t)[ T
US$
Mtoe
]
Valeurs historiquesApproximation
Figure 2.2 � Évolution temporelle de l'e�cience par approximation de la formule (2.2)
Une limite inférieure d'intensité implique qu'il est impossible de créer du PIB sans
consommation énergétique, mais qu'en est-il donc des économies basées principalement
sur les services ? Un service peut consommer moins d'énergie qu'une production indus-
trielle et produire plus de PIB que cette dernière, mais voici quelques ré�exions a�n de
mieux comprendre pourquoi le PIB est intrinsèquement lié à la consommation énergétique.
Tout d'abord une économie de services se construit à partir d'une économie de pro-
duction industrielle fortement ancrée, qui permet de réaliser ces services. Il ne serait pas
possible de produire les services actuels sans les ordinateurs et les modes de transports
multiples d'aujourd'hui. Contrairement à une économique nationale, il est donc impossible
de remplacer toute l'économie mondiale par une économie de services, il y aura toujours
une partie du PIB qui dépendra de la production industrielle et celle-ci évoluera propor-
tionnellement aux besoins du secteur des services.
Le calcul du PIB mondial par la somme des consommations au lieu de la somme des
revenus (ces deux sommes sont e�ectivement équivalentes) donne un tout autre aperçu du
lien étroit existant entre le PIB et la consommation énergétique. A�n de découpler le PIB
de la consommation énergétique, il faudrait que l'entièreté de la population dépense son
argent uniquement en des services ne consommant aucune énergie, ce qui est inimaginable.
18
Car, même s'il est possible de payer son voisin pour un cours de chant et de ne (quasi)
pas consommer d'énergie pour ce service, dès qu'il s'agit de transport, de se nourrir, de
s'habiller ou du chau�age des bâtiments, c'est-à-dire presque à chaque fois que de l'argent
est utilisé, de l'énergie est consommée.
Et voici une dernière remarque avant de passer à la suite du modèle théorique. Même
si une personne arrive à diminuer de manière fulgurante sa propre intensité énergétique,
c'est-à-dire de ne consommer quasi uniquement des biens ne demandant que très peu de
consommation énergétique. Celle-ci n'a aucune certitude que la personne payée pour tel
service ou tel bien n'utilisera pas cet argent de manière intense en consommation énergé-
tique. Il n'est donc uniquement possible de diminuer la consommation énergétique totale
si l'économie entière bascule vers des modes de production moins consommatrices d'éner-
gie et c'est e�ectivement les limites de ces modes de production actuels que représente
cette limite supérieure d'e�cience énergétique.
2.2 Limite supérieure de l'e�cience énergétique
Une limite inférieure d'intensité énergétique peut s'inscrire dans la formule de départ
(2.1) en y ajoutant une constante représentant l'intensité pour une valeur temporelle
in�nie. Ceci donne la formule suivante pour l'intensité :
I(t) = q3 + (q1 − q3).e−q2.(t−t0) (2.3)
Où le nouveau paramètre est :
� q3 = I(+∞), l'intensité pour des valeurs temporelles in�nies, c'est-à-dire sa limite
inférieure.
Par contre ceci donne une toute autre formule pour l'e�cience :
E(t) =1
q3 + (q1 − q3).e−q2.(t−t0)
=p3
1 + p3−p1p1
.e−p2.(t−t0)(2.4)
19
1700 1800 1900 2000 21000
1000
2000
3000
4000
5000
I(t)
[ Mtoe
TUS$
]
Valeurs historiquesApproximationLimite inferieure
Figure 2.3 � Évolution temporelle de l'intensité par approximation de la formule (2.3)
Où le nouveau paramètre est :
� p3 = E(+∞), l'e�cience pour des valeurs temporelles in�nies ou en d'autres mots
sa limite supérieure.
1700 1800 1900 2000 21000
0.005
0.01
0.015
E(t)[ T
US$
Mtoe
]
Valeurs historiquesApproximationLimite superieure
Figure 2.4 � Évolution temporelle de l'e�cience par approximation de la formule (2.4)
L'e�cience et l'intensité ainsi obtenues sont représentées aux �gures 2.4 et 2.3. Une
limite inférieure d'intensité peut paraître anodine, mais en comparant la �gure 2.4 et la
�gure 2.2 obtenue auparavant, la limite supérieure à la croissance d'e�cience prend toute
son importance.
20
Néanmoins des améliorations sont encore à faire à ce modèle. L'intensité est limitée
inférieurement, mais ne serait-ce pas le cas également pour l'e�cience ? Selon les approxi-
mations par les formules (2.3) et (2.4) l'e�cience aurait connu des valeurs décroissantes
jusqu'à zéro dans le passé. Mais est-ce vraiment réaliste ?
Dès que l'homme a été en mesure d'utiliser de l'énergie pour sa survie, une certaine ri-
chesse était présente, ne fût-ce que la chaleur ou la lumière d'un feu [33] et celle-ci pourrait
être assimilée à un certain niveau de PIB. Approximer ce PIB préhistorique est e�ective-
ment une a�aire fort compliquée et les données de la littérature comme celles que propose
DeLong [12] ne sont que des approximations du PIB reconstruites à partir de plusieurs
études historiques rigoureuses.
Par contre il est nécessaire d'ajouter également cette limite inférieure à l'e�cience a�n de
se rapprocher de la réalité physique de l'e�cience.
2.3 Limite inférieure de l'e�cience énergétique
Cette limite inférieure de l'e�cience correspond à une limite supérieure de l'intensité.
En e�et, dans les modèles précédents, comme à la �gure 2.3, un décrochage important
était présent entre les données historiques de l'intensité et son approximation pour le
passé. Ajouter une limite inférieure de l'e�cience ne donne pas l'impression de changer
grand chose, mais cela a un e�et considérable pour les valeurs historiques de l'intensité.
Ajouter une limite inférieure à l'e�cience donne la formule suivante pour celle-ci :
E(t) = p4 +p3 − p4
1 + p3−p1p1−p4 .e
−p2.(t−t0)
=p3 + p4.
p3−p1p1−p4 .e
−p2.(t−t0)
1 + p3−p1p1−p4 .e
−p2.(t−t0)(2.5)
Ce qui donne pour la totalité des paramètres :
� p1 = E(t0), l'e�cience à l'année de référence des observations ;
� p2 = ε, la constante de croissance ;
� p3 = E(+∞), l'e�cience pour des valeurs temporelles in�nies, c'est-à-dire sa limite
supérieure ;
21
� p4 = E(−∞), l'e�cience historique de départ autrement dit sa limite inférieure.
1700 1800 1900 2000 21000
0.005
0.01
0.015
E(t)[ T
US$
Mtoe
]Valeurs historiquesApproximationLimites inf et sup
Figure 2.5 � Évolution temporelle de l'e�cience par approximation de la formule (2.5)
E�ectivement ceci à un impact considérable sur la formule de l'intensité énergétique :
I(t) =1 + p3−p1
p1−p4 .e−p2.(t−t0)
p3 + p4.p3−p1p1−p4 .e
−p2.(t−t0)
=q3 + q4.
q3−q1q1−q4 .e
−q2.(t−t0)
1 + q3−q1q1−q4 .e
−q2.(t−t0)(2.6)
Où les paramètres deviennent comme pour l'e�cience :
� q1 = I(t0), l'intensité à l'année de référence des observations ;
� q2 = ε, la constante de décroissance ;
� q3 = I(+∞), l'intensité pour des valeurs temporelles in�nies, ce qui correspond à sa
limite inférieure ;
� q4 = I(−∞), l'intensité historique de départ, c'est-à-dire sa limite supérieure.
Comme illustré aux �gures 2.5 et 2.6, il persiste néanmoins encore une certaine dis-
cordance entre les points expérimentaux et l'approximation réalisée. Ceci sera discuté au
prochain paragraphe avant de dé�nir quel modèle sera utilisé dans la suite de ce travail.
22
1700 1800 1900 2000 21000
1000
2000
3000
4000
5000
I(t)
[ Mtoe
TUS$
]
Valeurs historiquesApproximationLimites inf et sup
Figure 2.6 � Évolution temporelle de l'intensité par approximation de la formule (2.6)
2.4 Dé�nition du modèle �nal
Ce chapitre propose un regard critique sur l'approximation trouvée au point précédent
a�n de proposer �nalement les fonctions d'approximation de l'e�cience et de l'intensité
qui seront utilisées pour la suite de ce travail.
2.4.1 Modèle historique
La dernière approximation peut être encore fort éloignée de la réalité historique de
l'e�cience et de l'intensité énergétique. Mais ceci n'est plus un problème de modélisation
dû à la physique du problème ; cette erreur est due au fait qu'il s'agit ici d'une modélisa-
tion mathématique d'une évolution historique et non d'une évolution physique soumis à
des lois scienti�ques claires et précises.
Considérons la formule (2.5) de l'e�cience. La valeur de l'e�cience du point d'in�exion
n'a aucune liberté par rapport aux limites supérieure et inférieure. En e�et, l'année -en
abscisse- à laquelle a lieu l'in�exion de la fonction est dépendante des données expérimen-
tales, mais son e�cience -en ordonnée- se trouve exactement au milieu des deux limites.
Soit E ′′(tinfl) = 0 et donc tinfl l'année d'in�exion, ceci donne :
E(tinfl) =p3 + p4
2=E(+∞) + E(−∞)
2(2.7)
23
Cela impliquerait que les avancées technologiques ont permis une augmentation exponen-
tielle de l'e�cience jusqu'à un certain moment (la date où a lieu l'in�exion de la courbe
ou tinfl) et qu'après tinfl l'e�cience a encore augmenté de la même quantité, mais en
se rapprochant déjà de l'asymptote horizontale en +∞, c'est-à-dire avec une diminution
progressive du taux de croissance depuis tinfl.
Comme il est visible à la �gure 2.7 la dérivée de la fonction (2.5) de l'e�cience est symé-
trique par rapport à la date d'in�exion et suit une courbe de Gauss.
1700 1800 1900 2000 2100 22000
0.005
0.01
E(t)
1700 1800 1900 2000 2100 22000
0.2
0.4
x 10−4
E’(t)
E’(t)E(t)
Figure 2.7 � Évolution temporelle de l'e�cience et du taux de croissance de l'e�cience selon
les formules (2.5) et (2.8)
Où la dérivée de E(t) vaut :
E ′(t) =(p3 − p4).p3−p1p1−p4 .p2.e
−p2.(t−t0)
(1 + p3−p1
p1−p4 .e−p2.(t−t0)
)2 (2.8)
Ceci correspond historiquement au fait que l'homme est confronté dans ses découvertes
technologiques à une di�culté accrue de se rapprocher de la limite supérieure d'e�cience
et que la croissance des découvertes diminue donc à force de se rapprocher de la limite
supérieure.
Par contre, historiquement, la croissance de l'e�cience ne doit pas nécessairement évoluer
selon une courbe gaussienne comme le suggère la formule (2.8).
24
Une première proposition de ce à quoi devrait ressembler la croissance de l'e�cience,
ainsi que l'e�cience en découlant, est décrite ci-dessous, mais une étude plus approfondie
à ce sujet devrait être menée a�n de se rapprocher d'avantage de l'évolution historique de
l'e�cience énergétique.
En se rapprochant de la limite supérieure de l'e�cience énergétique la croissance d'ef-
�cience diminue progressivement, mais l'ingéniosité de l'homme lui permet de garder une
croissance plus élevée pendant encore certaines décennies. Ceci a comme conséquence que
la courbe gaussienne de la croissance d'e�cience n'est pas symétrique comme le propose le
modèle, mais augmente encore d'avantage pour chuter plus rapidement quand les progrès
technologiques se rapprochent de plus en plus de la limite d'e�cience.
Figure 2.8 � Correction historique de l'évolution temporelle du taux de croissance de l'e�cience
La croissance de l'e�cience suit donc plutôt une courbe comme celle représentée à
la �gure 2.8. L'intégrale des deux cloches est identique, car il y a la même quantité de
progrès technologiques à réaliser avant d'atteindre la limite supérieure d'e�cience, mais le
chemin parcouru par l'humanité pour y parvenir est très di�érent suivant le cas observé.
En e�et, la croissance en 'courbe gaussienne déformée' donne pour l'e�cience énergétique
l'image se trouvant à la �gure 2.9.
25
Figure 2.9 � Correction historique de l'évolution temporelle de l'e�cience énergétique
Cette courbe d'e�cience, ainsi que sa dérivée à la �gure 2.8, a été faite avec un logiciel
de dessin et ne représente donc aucune réalité physique. Même si elles pouvaient mieux
correspondre aux données expérimentales, il ne s'agit ici que d'une approche intuitive,
n'étant pas basée sur des valeurs physiques sûres.
C'est pourquoi, à travers la suite de ce travail, l'e�cience et l'intensité seront respective-
ment représentées par les formules (2.5) et (2.6).
2.4.2 Écarts du modèle historique
Bien évidemment le modèle proposé ci-dessus ne correspondra pas non plus exacte-
ment à l'évolution historique de l'e�cience énergétique car cette évolution dépend des
grands événements qui ont in�uencé la capacité de l'humanité à mettre son énergie dans
l'innovation de ses technologies de production. Ce qui donne quelques écarts par rapport
à la courbe du modèle théorique.
En guise d'exemple, la �gure 2.10 représente l'évolution de l'intensité de 1800 à 2011.
Cette évolution, reconstruite à partir des données de Smil [34], de BP [5], de DeLong
[12] et de la World Bank [44], n'a pas suivi une courbe parfaite comme le proposent nos
approximations. Plusieurs paliers sont visibles tout au long de l'histoire, causés par des
26
progrès technologiques et des grandes découvertes, les principaux se trouvent aux alentours
de 1850, 1875 et 1920. Ces sauts d'amélioration de l'intensité pourraient par exemple être
respectivement dus à la découverte de la machine à vapeur, au moteur électrique et au
début de la consommation massive d'énergies fossiles. Mais ces détails ne changent pas
l'allure générale de l'évolution temporelle de l'intensité et le modèle proposé ci-dessus
reste donc tout à fait approprié pour l'approche que propose ce travail.
1800 1850 1900 1950 20000
500
1000
1500
2000
[ Mtoe
TUS$
]
Figure 2.10 � Évolution historique de l'intensité énergétique de 1800 à 2011.
Source : Smil, 2010 et BP, 2013 pour la consommation énergétique et DeLong,
1998 et World Bank, 2013 pour le PIB mondial.
Ici se termine l'étude du modèle théorique de l'e�cience énergétique. La suite de ce
travail est une application de ce modèle théorique aux données de l'économie mondiale.
27
Chapitre 3
Évolution temporelle de l'e�cience
énergétique mondiale
Dans ce chapitre l'e�cience mondiale est modélisée à partir des données historiques de
PIB et de consommations énergétiques ainsi qu'à partir des prévisions faites en matière
d'e�cience dans les di�érents secteurs économiques.
Di�érents scénarios sont présentés et comparés. Ce qui permet de réaliser des prédictions
du PIB mondial en fonction des prévisions énergétiques pour les décennies à venir au
chapitre suivant.
3.1 Production énergétique
Avant de commencer, voici une petite remarque par rapport aux unités utilisées dans
ce travail pour l'énergie. Étant donné que les énergies fossiles représentent la majorité
de la production énergétique, il est habituel de présenter les quantités d'énergie en mé-
gatonnes d'équivalent pétrole (Mtoe). L'unité SI de l'énergie étant le joule, 1 Mtoe vaut
41868 ∗ 1012 J ou 10000 Mtoe valent 418.68 EJ.
Les seules sources d'énergie primaires disponibles sur terre sont le soleil qui envoie par
rayonnement en constance 173000 TW ce qui correspond environ à 130300 ∗ 109 Mtoe
d'énergie par an ainsi que l'énergie géothermique du noyau central de la terre et l'énergie
provenant de la lune qui ensemble représentent 30TW ou 22600 Mtoe par an [26] [32].
28
La consommation énergétique a été l'outil principal pour le développement de l'huma-
nité à travers l'histoire [33]. Jusqu'à la �n du 18ème siècle cette consommation est restée
fort constante et celle-ci était quasi uniquement constituée de biomasse.
Par contre, comme représenté à la �gure 3.1, depuis la première révolution industrielle les
sources énergétiques se sont diversi�ées et la consommation énergétique totale n'a cessé
d'augmenter [19].
Figure 3.1 � Historique de la consommation mondiale d'énergie primaire par source (en EJ).
Source : adapté de Nakicenovic et al., 1998 et Grubler, 2008.
Les sources d'énergie sont actuellement divisées de la manière suivante :
� 80% d'énergies fossiles qui sont subdivisées en :
� 33% de charbon,
� 41% de pétrole,
� 26% de gaz ;
� 5% d'énergie nucléaire ;
� 15% d'énergies renouvelables subdivisées en :
� 36% d'hydraulique,
� 62% de biomasse,
� 2% d'autres renouvelables (principalement l'éolien et le solaire).
Les énergies fossiles sont des énergies non-renouvelables car elles sont consommées à
29
une vitesse plus élevées que celle à laquelle elles ne peuvent se régénérer. De plus, leur
combustion émet inévitablement du CO2, ce qui entraîne un e�et de serre dans l'atmo-
sphère et participe à un réchau�ement climatique anthropique jamais observé auparavant
[20].
En ce qui concerne l'énergie nucléaire, cette technologie n'émet pas de CO2 pour pro-
duire de la chaleur et ainsi générer de l'électricité. Néanmoins cette énergie doit être
contrôlée de manière très rigoureuse a�n d'éviter des catastrophes comme celles de Tcher-
nobyl ou de Fukushima.
Finalement, les énergies renouvelables sont également controversées.
Prenons l'exemple de la biomasse dont l'utilisation croît fortement ces temps-ci, mais,
comme l'explique par exemple le documentaire "La fausse promesse d'une énergie propre"
réalisé par Ste�en Weber et Reinhard Hornung en 2013, il ne s'agit plus uniquement de
résidus de bois que l'homme ramasse pour se chau�er ou cuire ses aliments. Une part
croissante de la biomasse actuelle provient d'agriculture intensive. Tout d'abord cette
agriculture intensive est dépendante d'une forte consommation d'énergie fossile pour sa
production d'engrais et de pesticides. De plus, elle provoque des bouleversements sur le
marché de denrées alimentaires tel le maïs ou le colza et met donc en di�culté les petits
agriculteurs qui doivent s'aligner sur ces nouveaux prix. La production même du biogaz
n'est pas non plus exempte de risques environnementaux, des fuites peuvent naître dans
les cuves de production de méthane qui est un gaz à e�et de serre encore plus mauvais
pour le climat que le CO2.
Amener la production de biogaz à grande échelle doit donc être suivi du début de la
�lière jusqu'à l'utilisation �nale du biogaz a�n de s'assurer que l'utilisation de celui-ci
ne produise �nalement pas plus de gaz à e�et de serre que le gaz naturel qu'il est sensé
remplacer et que sa production ne mette pas en danger l'activité économique d'une grande
partie de la population [41].
En ce qui concerne les sources d'énergie solaire et éolienne, leur bilan carbone doit
également être contrôlé, mais une fois que ceux-ci sont mis en fonctionnement, la produc-
tion d'électricité (ou de chaleur dans le cas des panneaux solaires) permet e�ectivement
30
une production d'énergie neutre en carbone.
Toute production énergétique peut donc, à des niveaux di�érents, avoir des e�ets in-
désirables sur l'environnement et/ou sur le système économique mondial ; a�n d'éviter ces
problèmes environnementaux et/ou sociaux, chaque nouvelle production d'énergie doit
être précédée d'une ré�exion à propos de la durabilité du projet énergétique et ensuite
être mise en place accompagnée d'un suivi rigoureux.
3.2 Consommation énergétique
La consommation énergétique mondiale est majoritairement destinée aux secteurs de
l'industrie, du transport et du bâtiment.
La �gure 3.2 représente la consommation énergétique pour les di�érents secteurs en
2007. L'industrie a consommé 3015 Mtoe, le transport 2300 Mtoe, le bâtiment 2759 Mtoe
et il y a eu 3955 Mtoe d'autres consommations des 12029 Mtoe totaux de 2007 [23].
Figure 3.2 � Pourcentages de la consommation énergétique des di�érents secteurs en 2007.
Source : International Energy Agency, 2010.
Dans ce travail les données de Smil [34] et de BP [5] sont utilisées a�n de représenter
la production mondiale d'énergie. Leurs données, qui sont obtenues respectivement par
reconstruction historique et par mesure directe, sont représentées à la �gure 3.3.
31
1800 1850 1900 1950 20000
5000
10000
15000
[Mtoe]
SmilBP
Figure 3.3 � Historique de la consommation énergétique mondiale.
Source : Smil, 2010 et BP, 2013.
Une légère di�érence existe pour certaines valeurs, mais la moyenne des di�érences
relatives entre les valeurs de Smil et de BP ne vaut que 4.4% (3.1) pour les années 1970,
1980, 1990, 2000 et 2008, qui sont les cinq années pour lesquelles les deux sources disposent
de données énergétiques.
∆ =
∑ |SMILi−BPi|SMILi+BPi
2
n= 4.4% (3.1)
1800 1850 1900 1950 20000
5000
10000
15000
[Mtoe]
RenouvelablesNucleaireFossiles
Figure 3.4 � Historique de la consommation énergétique mondiale par source.
Source : adapté de Smil, 2010 et BP, 2013.
Finalement les valeurs utilisées pour la consommation totale seront donc les valeurs de
32
BP de 1965 à 2011 et les valeurs de Smil pour les valeurs antérieures. Les données de Smil
sont corrigées linéairement du rapport entre les valeurs de BP et de Smil en 1965 jusqu'à
l'annulation de cette correction en 1800 a�n d'obtenir l'énergie mondiale comme illustré
à la �gure 3.4. Cette �gure est en mégatonnes d'équivalent pétrole (Mtoe) et correspond
donc bien au nombre d'exajoules (EJ) de la �gure 3.1 vu que 10000 Mtoe = 418.68 EJ.
3.3 PIB de consommation
Les données de DeLong [12] et de la World Bank [44] seront utilisées a�n de repré-
senter le PIB mondial. Comme expliqué dans le premier chapitre, ce PIB est en monnaie
constante a�n de représenter correctement la richesse d'année en année et d'échapper au
malentendu que crée une monnaie courante.
La représentation du PIB mondial est donnée à la �gure 3.5.
1800 1850 1900 1950 20000
20
40
60
80
[TUS$]
Figure 3.5 � Évolution temporelle du PIB mondial en TUS$ constant de 2011.
Source : adapté de DeLong, 1998 et World Bank, 2013.
A�n de réunir les données de DeLong et celles de la World Bank, le même ajustement
est utilisé sur les données de DeLong que sur les données de Smil pour la consommation
énergétique.
33
3.4 E�cience mondiale
A�n de représenter l'augmentation d'e�cience qu'il est possible d'obtenir au niveau
mondial il est nécessaire d'étudier les di�érents secteurs qui constituent la consommation
énergétique actuelle, c'est-à-dire l'industrie, le transport, le bâtiment et les autres. Une
fois cette limite théorique connue il est possible de l'ajouter dans le modèle théorique du
chapitre 2 et ainsi de prédire l'e�cience énergétique pour les décennies à venir.
Di�érents scénarios sont étudiés pour calculer cette limite supérieure d'e�cience éner-
gétique, les deux sources principales de cette modélisation sont le rapport "Energy Tech-
nology Perspectives 2010 - Scenarios & Strategies to 2050" de l'Agence internationale de
l'énergie (IEA) [23] ainsi que l'étude "Vers une Wallonie Bas-carbone en 2050" (WBC2050)
qui est une modélisation du scénario énergétique wallon d'ici 2050 réalisée par la société
de consultance en énergie et changement climatique Climact [9].
3.4.1 E�cience de l'industrie
Voici les di�érents secteurs qui seront détaillés dans ce paragraphe a�n de représenter
la limite supérieure d'e�cience de l'industrie :
� la sidérurgie (616 Mtoe) ;
� la cimenterie (240 Mtoe) ;
� la chimie et la pétrochimie (879 Mtoe) ;
� la papeterie (164 Mtoe) ;
� l'aluminium (93 Mtoe) ;
� les autres (1023 Mtoe).
Ceux-ci correspondent aux secteurs repris par la IEA et les valeurs entre parenthèses
représentent la consommation énergétique de chacun des secteurs en 2007 en mégatonnes
d'équivalent pétrole. La consommation totale de l'industrie était de 3015 Mtoe en 2007.
A�n de calculer l'e�cience totale, les e�ciences de chaque industrie seront sommées
en les pondérant par leurs consommations énergétiques listées ci-dessus.
Ce qui donne �nalement les résultats se trouvant au tableau 3.1 pour le secteur industriel.
34
IEAWBC2050
1 2 3 4
Sidérurgie 27.5 6.5 11.8 30.1 42.0
Cimenterie 35.0 13.0 17.0 34.0 41.0
Chimies 49.2 11.0 23.2 46.7 58.5
Papeterie 26.9 5.0 15.0 30.0 40.0
Aluminium 11.6 4.7 9.9 18.9 23.8
Autres 15.0 4.7 9.9 18.9 23.8
Total 29.7 7.6 15.0 31.1 39.9
Table 3.1 � Pourcentage d'augmentation de l'e�cience des secteurs industriels par rapport à
leurs consommations actuelles.
Le rapport "Energy Technology Perspectives 2010 - Scenarios & Strategies to 2050"
de l'IEA utilise dans ces prévisions les meilleures technologies disponibles actuellement
(BATs = best available technologies).
Climact propose quant à lui di�érents scénarios dans son modèle qui sont dépendants
des avancées technologiques qui seront mises en place d'ici 2050. Ce modèle WBC2050
fait donc des prévisions de nouvelles technologies encore inaccessibles actuellement mais
susceptibles d'être présentes d'ici 2050.
Les di�érents secteurs industriels sont commentés brièvement ci-dessous a�n d'avoir
un aperçu de la manière à laquelle les scénarios ont été réalisés.
La sidérurgie
Il y a trois procédés principaux dans la sidérurgie :
� les hauts fourneaux fonctionnant principalement à partir de minerai de fer (de 70 à
100%) ;
� les fours à arc électrique par recyclage de ferraille (également de 70 à 100%) ;
� la réduction directe de fer qui peut se faire à partir de minerai tout comme de fer-
raille.
35
Les fours à arc électrique consomment moins d'énergie que les hauts fourneaux et une
amélioration peut se faire en transitant vers ce mode de production. Néanmoins cette
transition est limitée vu la disponibilité de ferraille ; dans de nombreuses économies émer-
gentes comme la Chine ou l'Inde la �lière à hauts fourneaux va donc rester le mode de
production majeur.
Ceci donne une amélioration possible de 133 Mtoe par rapport aux 616 Mtoe de consom-
mation en 2007 selon le rapport de l'IEA. Ce qui donne une diminution d'intensité de
21.6% et donc une augmentation d'e�cience de 27.5% via la formule (3.2) qui est uti-
lisée pour l'ensemble de ce chapitre quand il s'agit de transformer un pourcentage de
diminution d'intensité en un pourcentage d'augmentation d'e�cience.
i2 = i1 − i1 ∗%i
m
e2 =1
i1 − i1 ∗%i
= e1 ∗(
1
1−%i
+ 1− 1
)
= e1 + e1 ∗(
1
1−%i
− 1
)
m
%e =1
1−%i
− 1
(3.2)
Dans le modèle WBC2050 plusieurs améliorations sont étudiées en plus de l'augmen-
tation d'e�cience générale des procédés, qui vaut 6%, 10%, 15% et 20% selon les di�érents
scénarios. Tout d'abord la réduction de smelt permet une amélioration de l'e�cience pour
les hauts fourneaux (de 0.8%, 2.7%, 5.6% et 8%) qui est pondérée à deux tiers de la
production totale. Ensuite le recyclage du gaz permet une amélioration de 17% et 25%
pour les hauts fourneaux (donc également pondérée à deux tiers) dans les deux derniers
scénarios.
La cimenterie
La production d'une tonne de ciment consomme actuellement entre 2.9 et 4.7 GJ
d'énergie dont 3.2 à 4.5 GJ d'énergie thermique. Avec une moyenne de 3.6 GJ par tonne
36
de ciment la consommation en 2007 était de 240 Mtoe d'énergie pour la production de
2774 mégatonnes de ciment.
Comme décrit dans le rapport de l'IEA, l'utilisation des BATs permettrait une ré-
duction par rapport à 2007 de 42 Mtoe pour l'énergie thermique, ce qui correspond à
une consommation de 3.2 GJ par tonne de ciment. Pour la consommation électrique un
gain de 5.2 Mtoe est réalisable et �nalement la disponibilité de substituts au mâchefer
permettrait de descendre le rapport mâchefer-ciment à 0.7, ce qui donnerait encore des
gains théoriques de 15 Mtoe d'énergie thermique.
Ceci donne une diminution de 25.9% de l'intensité et donc une augmentation de 35.0%
d'e�cience.
Dans le modèle WBC2050 une substitution du clinker par du laitier permet une réduc-
tion des émissions, mais l'e�cience énergétique n'en est pas changée et reste 13%, 17%,
34% et 41% pour les di�érents scénarios.
Figure 3.6 � Évolution temporelle de l'e�cience énergétique de la production de ciment expri-
mée en tonne de ciment par Gigajoule [27].
Source : adapté de Worrell, 2008.
37
L'étude de ce secteur permet de se rappeler que ces valeurs ne sont bien évidemment
que des prévisions d'e�cience si des améliorations sont réellement apportées au niveau
des di�érents secteurs. Comme le montre la �gure 3.6, le taux d'e�cience de la production
de ciment n'a plus réellement augmenté depuis les années '80 [27].
Les prévisions faites dans ce travail doivent donc nécessairement être accompagnées
d'une di�usion des meilleures technologies à travers tout le secteur industriel en question.
La chimie et la pétrochimie
Le rapport de l'IEA utilise pour les secteurs chimiques les meilleures technologies dis-
ponibles dans l'industrie (BPTs = best practice technology) au lieu de BATs car ceci est
beaucoup plus représentatif de ce qui est réalisable à grande échelle. Grâce à l'intensi�ca-
tion et l'intégration des procédés, la cogénération, le recyclage et la récupération d'énergie
un gain de 290 Mtoe peut être obtenu par rapport au 879 Mtoe de 2007.
Ce qui donne une diminution de 33.0% d'intensité et une augmentation d'e�cience de
49.2%.
Les mêmes améliorations sont représentées dans le modèle WBC2050.
En plus de l'amélioration générale d'e�cience de 6%, 10%, 20% et 24% selon les di�érents
scénarios, l'intensi�cation permet tout d'abord une augmentation supplémentaire de 5%,
10%, 20% et 24% de l'e�cience énergétique et ensuite l'auto-production électrique une
augmentation de 3.2%, 6.7% et 10.5% de l'e�cience dans les scénarios 2, 3 et 4. Ces
dernières sont calculées suite aux 33%, 66% et 100% d'auto-production selon les scénarios,
par le biais de cogénérations, qui, vu que la consommation électrique représente 38% de la
consommation du secteur chimique et qu'une cogénération optimale pourrait apporter une
diminution optimale de 25% en intensité énergétique, permet une diminution de l'intensité
de 3.1%, 6.3% et 9.5% sur l'ensemble du secteur.
La papeterie
La papeterie représentait 164 Mtoe en 2007 et le rapport de l'IEA décrit une amélio-
ration de l'e�cience grâce à di�érentes technologies à mettre en place. Tout d'abord 16
38
Mtoe peuvent être épargnées dans l'apport énergétique thermique ainsi que 6.8 Mtoe dans
l'apport électrique. Ensuite 6 Mtoe supplémentaires peuvent être gagnées en recyclant le
papier à 60% comme c'est le cas actuellement dans l'Union Européenne. Et �nalement la
cogénération permettrait dans ce secteur de récupérer encore 6 Mtoe, ce qui donne une
diminution totale de 21.2% d'intensité et donc une augmentation de 26.9% d'e�cience.
Le modèle de WBC2050 ne détaille pas les augmentations en e�cience, mais ne
s'éloigne pas vraiment de la valeur de l'IEA avec 5%, 15%, 30% et 40% selon les dif-
férents scénarios.
L'aluminium
La production d'aluminium a consommé 93 Mtoe en 2007, dont 50 Mtoe d'électri-
cité. L'amélioration des fonderies et des ra�neries a permis une augmentation d'e�cience
considérable dans les dernières années. Les BATs permettront une diminution d'encore
9.7 Mtoe par rapport à 2007 comme décrit dans le rapport de l'IEA, ce qui équivaut à
une diminution d'intensité de 10.4% et une augmentation d'e�cience de 11.6%.
Dans le modèle WBC2050 aucun chi�re n'est donné pour l'aluminium car ce secteur
ne représente pas une grosse consommation énergétique en Wallonie. Pour les di�érents
cas de ce modèle l'hypothèse est prise que l'e�cience du secteur de l'aluminium connaîtra
la même augmentation d'e�cience que les autres secteurs industriels, qui sont expliqués
ci-dessous.
Les autres secteurs
Vu que la consommation énergétique des plus petits secteurs industriels devient telle-
ment petite, une étude de leur augmentation d'e�cience est inintéressante pour un aperçu
macroscopique comme le propose ce travail. C'est pourquoi l'hypothèse suivante est faite :
l'augmentation d'e�cience des "autres secteurs industriels" est égal à la moyenne des sec-
teurs repris ci-dessus divisée par deux.
Cette hypothèse est sortie comme étant la plus représentative de l'e�cience atteignable
au niveau mondial lors d'une entrevue avec Climact pour la raison suivante. Suite à leur
39
petite part dans la consommation énergétique totale ainsi qu'à la multitude de procédés
di�érents, il est moins intéressant de promouvoir la recherche dans ces domaines. De plus,
les secteurs étudiés précédemment ne seront pas remplacés facilement par de nouveaux
secteurs vu leur nécessité pour le développement d'une économie moderne. Il est donc tout
à fait raisonnable d'estimer que l'e�cience de la totalité des petits secteurs augmentera
de la moitié de la moyenne des plus grands secteurs industriels. Ce qui donne les valeurs
reprises au tableau 3.1.
Par contre, a�n de calculer l'e�cience �nale des scénarios du modèle WBC2050, deux
secteurs sont ajoutés au calcul. En e�et, la chaux et le verre se trouvent dans les chi�res
wallons et peuvent donc être également utilisés pour calculer l'e�cience totale de l'indus-
trie. Les augmentations d'e�cience pour la chaux sont 13%, 23%, 30% et 36% et pour le
verre 8%, 28.3%, 56.5% et 68%. Les pourcentages des scénarios 2, 3 et 4 du verre sont
les sommes de di�érentes augmentations d'e�cience ; tout d'abord l'augmentation d'ef-
�cience du procédé général (15%, 30% et 36%), ensuite l'utilisation d'oxyfuel améliore
l'e�cience encore de 12%, 24% et 29% et �nalement l'augmentation en calcin représente
encore des augmentations de 5%, 10% et 12%, pondérées à 25%.
Totalité du secteur industriel
Une augmentation d'e�cience de 29.7%, selon le scénario de l'IEA, et de 7.6%, 15.0%,
31.1% et 39.9% selon les di�érents scénarios du modèle WBC2050, peut donc être atteinte
pour la totalité du secteur industriel.
Les valeurs du modèle WBC2050 reprenant les industries wallonnes ont une moyenne de
23.5% et ne sont donc pas fort éloignées de l'augmentation prévue par l'IEA au niveau
mondial.
3.4.2 E�cience du transport
La �gure 3.7 illustre l'évolution des di�érents modes de transport. En 2007, pour une
consommation totale de 2300 Mtoe, les véhicules légers représentent une consommation
de 1172.4 Mtoe d'énergie, les camions 507.7 Mtoe, l'aviation (passagers et marchandises)
251.5 Mtoe et �nalement les autres transports sont responsables des 368.4 Mtoe restant.
40
Figure 3.7 � Évolution de la consommation énergétique mondiale par mode de transport.
Source : International Energy Agency, 2009b.
Le tableau 3.2 représente les valeurs de l'augmentation maximale d'e�cience énergé-
tique du transport au niveau mondial en fonction des di�érents scénarios retenus.
IEAWBC2050
1 2 3 4
Véhicules légers 30 20 40 50 55
Camions 25 0 35 50 60
Avions 30 0 35 50 60
Autres 10 0 35 50 60
Total 25.7 10.2 37.5 50.0 57.5
Table 3.2 � Pourcentages d'augmentation de l'e�cience énergétique du transport par rapport
à sa consommation actuelle.
Les valeurs pour les di�érents modes de transport sont directement reprises du rapport
de l'IEA et du modèle WBC2050 et pondérées en fonction de la part de l'énergie totale
utilisée en 2007 par chacun des modes de transport.
41
3.4.3 E�cience du bâtiment
La limite supérieure d'e�cience pour le secteur du bâtiment sera abordée pour les
di�érents scénarios comme dans les sous-chapitres précédents.
Figure 3.8 � Économies d'énergie pour le bâtiment par secteur par utilisation �nale en 2050.
Source : International Energy Agency, 2010.
La �gure 3.8 montre les gains en énergie possibles pour le secteur du bâtiment selon le
rapport de l'IEA. Ceux-ci sont calculés pour un scénario d'e�cience maximale par rapport
à un scénario de référence qui n'a pas d'augmentation d'e�cience d'ici 2050. Ce dernier
prédit 4407 Mtoe de consommation énergétique pour le bâtiment et le scénario de mise
en place des meilleures techniques disponibles arrive quant à lui à une consommation de
2898 Mtoe.
Ceci permet de trouver la diminution d'intensité possible selon le rapport de l'IEA par
l'équation suivante :
intbatIEA=
4407− 2898
4407= 34.2% (3.3)
Et �nalement l'augmentation d'e�cience par la formule (3.2), qui vaut 52.1%.
En ce qui concerne l'augmentation d'e�cience disponible dans le modèle WBC2050,
deux données sont disponibles :
42
� Les exigences en matière de rénovation et de construction de bâtiments neufs amé-
liorent la performance moyenne du parc de 50%, 60%, 67% et 84% selon les di�érents
scénarios.
� La consommation totale des appareils diminue de 25%, 35%, 55% et 65%, l'e�cience
augmente donc de 33.3%, 53.8%, 122.2% et 185.7%.
Cette première amélioration représente la plus grande part des économies en énergie
réalisables et contient les éléments suivants : la taille des bâtiments, la mitoyenneté de
ceux-ci, les performances d'isolation de leur enveloppe, ainsi que les techniques de chauf-
fages et le confort souhaité dans les bâtiments.
La deuxième amélioration comprend les appareils se trouvant dans les bâtiments et ne
représente qu'une petite partie de la consommation totale. Dans ceux-ci sont compris les
appareils électroménagers, l'éclairage des bâtiments ainsi que les autres appareils élec-
triques multiples (télévision, ordinateur et cetera). Une meilleure gestion de la mise en
veille de ces appareils, la gestion intelligente de leur mise en fonctionnement ainsi qu'une
amélioration des appareils eux-mêmes sont entre autre les améliorations possibles.
Les pondérations utilisées sont de 90% pour les améliorations thermiques des bâti-
ments et de 10% pour les améliorations des appareils électriques. Ce qui donne les valeurs
suivantes pour l'e�cience du bâtiment des di�érents scénarios du modèle WBC2050 :
48.3%, 59.4%, 72.2% et 94.2%.
3.4.4 Limite supérieure de l'e�cience énergétique
Après le calcul des secteurs de l'industrie, du transport et du bâtiment il reste encore
les autres secteurs consommateurs d'énergie. Ceux-ci sont approximés de la même manière
que les plus petits secteurs de l'industrie, c'est-à-dire en prenant la moyenne des secteurs
étudiés (dans ce cas l'industrie, le transport et le bâtiment) et en divisant cette moyenne
par deux.
L'ensemble des secteurs sont représentés au tableau 3.3 pour les di�érents scénarios
étudiés. La totalité des di�érents secteurs est à nouveau une pondération en fonction de
43
leur consommation énergétique, qui se trouve pour l'an 2007 dans la première colonne du
tableau.
Consommation Augmentation d'e�cience énergétique
énergétiqueIEA
WBC2050
1 2 3 4
Industrie 3015 Mtoe 29.7 7.6 15.0 31.1 39.9
Transport 2300 Mtoe 25.7 10.2 37.5 50.0 57.5
Bâtiments 2759 Mtoe 52.1 48.3 59.4 72.2 94.2
Autres 3955 Mtoe 17.9 11.0 18.7 25.6 31.9
Total 12029 Mtoe 30.2 18.6 30.7 42.3 53.1
Table 3.3 � Pourcentage d'augmentation de l'e�cience énergétique totale par rapport à la
consommation énergétique actuelle se trouvant dans la première colonne.
Bien évidemment l'e�cience maximale ne peut être atteinte que si tout est mis en place
pour transiter vers des nouvelles technologies moins consommatrices d'énergie. C'est pour-
quoi ce travail propose trois scénarios di�érents d'augmentation d'e�cience parmi ceux
étudiés dans ce chapitre.
Le premier est un scénario de business as usual (BAU) qui correspondra à la plus
petite valeur d'augmentation de chaque secteur étudié, c'est-à-dire le premier scénario
du modèle WBC2050. En e�et, les valeurs minimales demandent déjà une amélioration
considérable des procédés industriels et il est donc raisonnable d'émettre l'hypothèse que
sans politique de changement ce scénario sera celui de la continuité actuelle.
Ensuite, le deuxième scénario reprend les meilleures technologies disponibles (BATs) et
sera la valeur moyenne pour tous les secteurs étudiés. Il se trouve donc bien à mi-chemin
entre les technologies futures qui pourraient voir le jour dans un avenir plus ou moins
lointain et les technologies utilisées actuellement à grande échelle et se retrouvant dans le
premier scénario.
Et le troisième scénario (MAX) reprend les limites supérieures maximales de chaque
44
secteur, ce qui correspond au quatrième scénario du modèle WBC2050.
Ceci donne �nalement le tableau 3.4 pour les augmentations d'e�cience qui seront
utilisées dans la suite de ce travail.
Scénarios BAU BATs MAX
Industrie 7.6 24.7 39.9
Transport 10.2 36.2 57.5
Bâtiments 48.3 65.2 94.2
Autres 11.0 21.0 31.9
Total 18.6 35.0 53.1
Table 3.4 � Di�érents scénarios d'augmentation de l'e�cience énergétique totale par rapport à
la consommation énergétique actuelle.
Les trois scénarios du tableau 3.4 permettent de calculer di�érentes évolutions de l'ef-
�cience énergétique mondiale comme illustré à la �gure 3.9.
1800 1900 2000 2100 22000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
[ TUS$
Mtoe
]
MAXBATsBAU
Figure 3.9 � Évolution temporelle de l'e�cience énergétique selon les 3 scénarios du tableau 3.4
Même si le scénario MAX représente une augmentation d'e�cience de presque le triple
du scénario BAU (53.1% par rapport à 18.6%), ces di�érents scénarios ne di�èrent pas
45
tellement. En e�et, l'ajout d'une limite est beaucoup plus contraignante que la valeur
exacte à laquelle celle-ci se trouve.
La �gure 3.9 illustre bien que les trois courbes suivent la même évolution et sature à dif-
férents niveaux, c'est-à-dire à 6.5[GUS$Mtoe
], à 7.4
[GUS$Mtoe
]et à 8.4
[GUS$Mtoe
]respectivement. Ce
qui ne représente qu'une diminution de 22.6% de la limite supérieure du scénario MAX
par rapport à celle du scénario BAU.
Suite aux di�érentes valeurs d'e�cience trouvées dans ce chapitre il est intéressant
d'étudier quels sont les impacts que ceci peut avoir sur le PIB mondial.
46
Chapitre 4
Prévisions énergétiques et impacts sur
le PIB
Ce dernier chapitre propose une étude en plusieurs étapes. Tout d'abord une prévision
de la courbe énergétique mondiale est proposée suivi des e�ets que cela entraîne pour le
PIB mondial.
Et ensuite un sous-chapitre est dédié aux besoins énergétiques a�n de maintenir le PIB à
sa croissance actuelle.
4.1 Prévisions énergétiques
Vu qu'un découplage absolu est impossible entre l'économie et la consommation éner-
gétique et vu qu'un découplage relatif connaît également des limites comme étudié aux
chapitres précédents de ce travail, il est primordial de remplacer les sources d'énergies
fossiles par des énergies renouvelables a�n d'éviter une crise écologique et pouvoir pour-
suivre un développement économique aussi �orissant qu'aujourd'hui, voir l'accroître.
Ce paragraphe propose une modélisation de l'énergie disponible pour le 21ème siècle,
qui comme expliqué au premier chapitre risque e�ectivement d'être un des plus grands
dé�s pour l'humanité.
Voici tout d'abord un bref rappel des di�érents problèmes liés à l'approvisionnement
47
énergétique.
Tout d'abord il s'agit de sortir au plus vite de la consommation d'énergies fossiles a�n
d'éviter une catastrophe climatique. Ceci est uniquement possible en remplaçant cette
énergie par d'autres sources d'énergie. Actuellement les alternatives sont les énergies re-
nouvelables et le nucléaire. Tous les deux ont leurs avantages et leurs inconvénients et il
s'agit donc de proposer un modèle d'accroissement de ces deux sources d'énergie tout en
restant dans un scénario réaliste pour le maintien de la planète.
De plus ces nouvelles sources d'énergie connaissent également certaines limites. La né-
cessité de matériaux à leur construction est une des premières limites [3]. Deuxièmement,
les sources elles-mêmes sont limitées, par exemple les réserves de nucléaire se videront à
leur tour, et encore plus rapidement si elles sont utilisées à grande échelle. Et même le
soleil est limité ! E�ectivement, il envoie jusqu'à 173000 TW d'énergie solaire en continu,
mais ceci n'est pas une quantité in�nie d'énergie et, de plus, faut-il pouvoir rendre cette
énergie utile pour l'humain [21].
4.1.1 Une prévision énergétique en fonction des impératifs clima-
tiques
A�n d'o�rir un modèle réaliste de l'apport énergétique pour les futures décennies,
quelques hypothèses sont émises, celles-ci sont expliquées en détail dans la suite de ce
sous-chapitre.
� Les énergies renouvelables croîtront avant de saturer à leur tour.
� Les énergies nucléaires resteront stables au niveau actuel.
� Les énergies fossiles sont actuellement à un point culminant et diminueront de ma-
nière équivalente à ce qu'elles ont augmenté.
48
Les énergies renouvelables
Ces énergies doivent être promues un maximum a�n de répondre au problème clima-
tique le plus rapidement possible. Par contre, comme énoncé au paragraphe précédent,
elles satureront également, tout d'abord car elles connaîtront une limite de matériaux dis-
ponibles à leurs productions [3] et surtout car ces énergies sont également limitées dans
leurs disponibilités annuelles [21].
Dale et al. proposent un modèle énergétique tenant compte de ces di�érentes limites et
arrivent à une stabilité énergétique de 600EJ par an [10] comme illustré à la �gure 4.1.
Cette limite de 14330 Mtoe par an permet de prédire l'évolution des énergies renouvelables
en leur imposant une limite supérieure de production annuelle.
Figure 4.1 � Production énergétique annuelle totale en[EJan
].
Source : Dale, Krumdieck et Bodger, 2012.
Le nucléaire
Le maintien du nucléaire à son niveau actuel suppose un remplacement des anciennes
centrales par des nouvelles au cours des prochaines décennies. E�ectivement les ressources
sont également limitées (à 41800 Mtoe au total) et un bref calcul montre qu'à la consom-
mation actuelle (d'une moyenne de 616 Mtoe par an pour les 10 dernières années) les
ressources ne tiendront que 70 ans. Néanmoins, une production d'énergie à 616 Mtoe par
49
an peut être maintenue dans la prévision pour les deux raisons suivantes.
� Les nouvelles technologies en matière de nucléaire pourraient voir le jour avant la
�n de l'uranium et le recyclage des produits de �ssion pourrait subvenir comme
remplaçant pendant encore de nombreuses années.
� Cette quantité de 616 Mtoe ne représente que 4% de la totalité de l'apport éner-
gétique mondial �nal et cette hypothèse ne met donc certainement pas en péril la
validité du résultat �nal de ce travail.
Les énergies fossiles
Comme l'a suggéré Hubbert en 1956, la consommation d'énergie fossile va diminuer
en suivant une gaussienne comme représenté à la �gure 4.2, jusqu'à ne représenter plus
qu'une fraction de ce qui est consommé aujourd'hui [30].
Figure 4.2 � Courbe de Hubbert pour la production de pétrole dans le monde.
Source : Hubbert, 1956.
De plus, cette consommation doit diminuer au plus vite a�n de ne pas représenter
de danger pour le climat. C'est pourquoi il est raisonnable d'imaginer que la production
d'énergie fossile devrait diminuer dans les décennies à venir de la même manière qu'elle a
augmenté dans les décennies passées. Évidemment il risque de rester encore des énergies
fossiles inexploitées, mais il est primordial pour l'humanité de ne pas sortir d'avantage de
carbone de la terre, ce qui permet d'émettre cette hypothèse.
50
Ces di�érentes hypothèses sont rassemblées à la �gure 4.3 pour chacune des sources
d'énergie. Les valeurs numériques de ces courbes se trouvent en annexe de ce travail.
1800 1900 2000 2100 22000
5000
10000
15000
[Mtoe]
RenouvNucleaireFossiles
Figure 4.3 � Prévision de la production énergétique mondiale des di�érentes sources d'énergie.
Totalité de la production énergétique
La prévision énergétique totale est réalisée en sommant les quantités d'énergie dispo-
nibles de chacune des sources, ce qui est illustré à la �gure 4.4.
1800 1900 2000 2100 22000
5000
10000
15000
[Mtoe]
RenouvNucleaireFossiles
Figure 4.4 � Prévision de la production énergétique mondiale jusqu'en 2200.
Un creux dans l'apport énergétique est donc observé suite à la diminution d'énergie
51
fossile dans les prochaines décennies. Ce creux est petit à petit comblé grâce à la croissance
des énergies renouvelables qui plafonneront à leur tour autour de 2200.
4.2 Les impacts sur le PIB mondial
Cette prévision énergétique permet de calculer le PIB pour les années à venir en fonc-
tion des di�érents scénarios d'e�cience énergétique proposés au chapitre précédent.
La �gure 4.5 présente les di�érents scénarios de PIB possibles en fonction des augmen-
tations d'e�cience selon le business as usual (BAU), les meilleures technologies disponibles
(BATs) et la limite supérieure maximale de l'e�cience énergétique (MAX). Les valeurs
numériques de ces courbes se trouvent en annexe de ce travail.
1800 1900 2000 2100 22000
50
100
150
[TUS$]
MAXBATsBAU
Figure 4.5 � Évolution du PIB mondial en fonction de la production énergétique et des di�érents
scénarios d'e�cience énergétique.
Les di�érents scénarios ne di�èrent pas énormément et il s'agit surtout d'une di�érence
pour les PIB �naux atteints vers 2200. Ceux-ci vont de 101.5 à 126.1 TUS$ en passant par
113.8 TUS$ pour le scénario des BATs, ce qui correspond à une diminution de maximum
20% pour le scénario de BAU par rapport au scénario maximal. En ce qui concerne le
creux de PIB qui en résulte jusqu'aux alentours de 2070, celui-ci ne di�ère que de 52 à 58
TUS$, c'est-à-dire une di�érence de 10%.
52
Une chose est certaine, si les hypothèses de production énergétique présentées ci-dessus
sont suivies, le PIB mondial diminuera jusqu'à un creux aux alentours des années 2060-
2070. Ce creux du PIB, contrairement aux di�érences entre les trois scénarios, est assez
conséquent, vu qu'il s'agit d'une chute de 17 à 25%. Bien évidemment, cela pourrait être
intéressant d'éviter cette chute du PIB a�n de garder une stabilité économique dans la
société.
Deux solutions sont proposées a�n de répondre à ce problème de chute du PIB. La pre-
mière comble tout simplement le manque d'énergie par des énergies fossiles et la deuxième,
appelée solution climatique, est une première ré�exion à propos de la réelle nécessité d'une
telle croissance du PIB pour l'humanité.
4.2.1 La solution énergétique
A�n de maintenir le PIB mondial stable et de l'amener à sa limite supérieure proposée
par les énergies renouvelables autour de 2200 sans créer d'instabilité économique, il est
possible d'étudier la question dans l'autre sens. Une prévision du PIB est faite à la �gure
4.6 a�n d'éviter cette instabilité économique que créerait une chute de ce dernier.
1800 1900 2000 2100 22000
50
100
150
[TUS$]
P IB3P IB2P IB1
Figure 4.6 � Di�érentes prévisions du PIB mondial se stabilisant à un PIB maximal en fonction
des énergies renouvelables disponibles en 2200.
53
Les di�érents PIB correspondent aux valeurs suivantes :
� PIB1, PIB du scénario MAX calculé au point précédent ;
� PIB3, prévision du PIB selon une courbe sigmoïde allant vers la limite supérieure
du PIB1 ;
� PIB2, la moyenne entre le PIB1 et le PIB3.
Le scénario PIB3 représente une croissance soutenue du PIB pendant les décennies à
venir avant de se stabiliser par manque de ressources énergétiques au même niveau que
les autres scénario du PIB.
Le scénario PIB2 représente quant à lui une croissance plus modérée dès maintenant a�n
de rejoindre plus modestement la limite supérieure du PIB mondial imposée par la limite
en énergies renouvelables.
Grâce à la prévision d'e�cience énergétique calculée dans ce travail, ces prévisions du
PIB permettent de trouver l'énergie nécessaire a�n de réaliser une telle richesse mondiale,
cette quantité est illustrée à la �gure 4.7.
1800 1900 2000 2100 22000
5000
10000
15000
[Mtoe]
P IB3P IB2P IB1
Figure 4.7 � Production énergétique nécessaire aux di�érents PIB en fonction de l'e�cience
énergétique du scénario MAX calculé au chapitre précédent.
Cette disponibilité énergétique est bien évidemment constituée d'énergies renouve-
lables, de nucléaire ainsi que d'énergies fossiles. Vu que l'augmentation des renouvelables
54
et le maintien du nucléaire ne peuvent pas répondre à une telle augmentation de la de-
mande énergétique, il faudra faire appel aux énergies fossiles a�n de combler ce manque
énergétique.
La quantité d'énergies fossiles est obtenue en soustrayant les renouvelables et le nucléaire
de la totalité d'énergie nécessaire, cette quantité d'énergies fossiles nécessaire a�n de sa-
tisfaire les di�érents scénarios du PIB est représentée à la �gure 4.8.
1800 1900 2000 2100 22000
5000
10000
15000
[Mtoe]
P IB3P IB2P IB1
Figure 4.8 � Quantité d'énergie fossile nécessaire a�n de répondre à la demande des di�érents
scénarios du PIB mondial.
La réduction des énergies fossiles dans cette solution énergétique est beaucoup trop
lente pour répondre aux problèmes climatiques. La �gure 4.9 montre les surplus d'énergie
fossile nécessaire a�n de répondre aux di�érents scénarios de PIB.
A�n de pouvoir suivre la croissance du PIB comme proposé à la �gure 4.6 une impor-
tante quantité de carbone devra être brûlée en plus de ce que nous consommerons dans le
scénario de référence. Le scénario PIB3 consomme quasi la même quantité de fossiles que
ce que nous avons déjà consommé et se stabilisera ensuite comme les autres scénarios par
manque de ressources. Vu la quantité de carbone émis par ce scénario, il peut, avec une
très grande probabilité, être quali�é de catastrophe climatique pour les siècles à venir.
En ce qui concerne le scénario PIB2, celui-ci est déjà plus modéré que le précédent, mais
une quantité non négligeable de carbone sera également émise et l'incertitude pour une
55
1800 1900 2000 2100 22000
5000
10000
15000
[Mtoe]
P IB3-P IB1P IB2-P IB1P IB1
Figure 4.9 � Surplus d'énergie fossile nécessaires par rapport à une réduction progressive des
fossiles comme prévu au sous-chapitre précédent. Les courbes verte et bleue re-
présentent la quantité de fossiles nécessaire en surplus de la production d'énergies
fossiles prévue selon la courbe rouge.
sécurité du climat est quand même fort présente.
Vu que ces di�érents scénarios du PIB mondial sont réalisés avec une augmentation
maximale de l'e�cience énergétique, ces résultats sont à utiliser avec précautions. Car une
e�cience qui n'augmente pas autant que prévu par le scénario MAX dans le chapitre pré-
cédent signi�e qu'une encore plus grande quantité d'énergie fossile doit être consommée
a�n de répondre à notre soif de croissance économique.
Ce choix de maintenir la croissance du PIB au niveau actuel est donc un choix politique
à faire en sachant que de réels problèmes climatiques risquent très probablement de se
produire.
Y aurait-il donc une solution proposant un climat viable pour les décennies à venir ?
4.2.2 La solution climatique
E�ectivement, la responsabilité se trouve dans les mains des politiques a�n de prendre
les bonnes décisions en matière de sauvegarde du climat. Cette responsabilité devrait oser
une diminution du PIB total pour les décennies à venir en soutenant la recherche dans les
56
énergies renouvelables a�n de répondre aux besoins minimaux des populations. Une baisse
du PIB se traduirait par une diminution de la consommation matérielle très énergivore
dans laquelle notre société baigne actuellement et ouvrirait la porte à d'autres emplois du
temps pour tout un chacun. Mais comme le montrent Cassiers et Delain [7], il n'y a pas
de lien entre le PIB et le bonheur d'une population, alors une baisse du PIB serait-elle
tellement catastrophique ?
Et que cela signi�erait-il pour le PIB par personne ?
Voici d'abord di�érentes prévisions de la population mondiale totale jusqu'en 2200. Une
prévision de DeLong [12] s'y retrouve, ainsi que les 3 scénarios proposés par les Nations
Unies [39].
1800 1900 2000 2100 22000
0.5
1
1.5
2
2.5
3x 10
4
(1)
(2)
(3)
(4)
Population(M
illions)
UNLow (1)UNMedium (2)DeLong (3)UNHigh (4)
Figure 4.10 � Di�érents scénarios de l'évolution de la population mondiale.
Source : Nations Unies, 2004 et DeLong, 1998.
Actuellement le PIB mondial vaut environ 70 TUS$ et il y a plus ou moins 7 mil-
liards d'humains sur la planète. Cela fait grosso modo 10000 US$ par personne par an
et vu qu'il ne s'agit pas uniquement de la population active, mais bien de la totalité de
la population mondiale, ceci est tout à fait convenable en terme de richesse moyenne. Ce
PIB par personne risque e�ectivement de connaître de fortes variations en fonction de la
population mondiale totale.
La �gure 4.11 représente le PIB mondial par personne en fonction des prévisions de la
population mondiale se trouvant à la �gure 4.10.
57
1800 1900 2000 2100 22000
5000
10000
15000
(1)
(2)
(3)
(4)
[ US$
pers
]
P IB3P IB2P IB1
Figure 4.11 � Évolution du PIB mondial par personne en fonction des di�érents PIB de la
�gure 4.6, ainsi que des di�érents scénarios de la population mondiale de la �gure
4.10 (indiqués par les chi�res entre parenthèses). En pointillé noir se trouve le
PIB par personne en fonction de la prévision de population de DeLong et d'un
PIB correspondant au scénario de référence, c'est-à-dire avec une diminution des
énergies fossiles dès aujourd'hui.
Le PIB par personne dépend e�ectivement de plusieurs scénarios ; du choix de l'éner-
gie consommée par an a�n de créer un PIB total le plus élevé possible, de la quantité
d'humains sur la terre ainsi que de l'e�cience énergétique.
Le scénario le plus probable en terme de population mondiale et suivant une production
énergétique a�n de préserver le climat (le scénario en pointillé à la �gure 4.11) procure
un PIB par personne qui diminue fortement jusqu'à 2060-2070 pour croître ensuite jus-
qu'à une stabilisation, aux alentours du PIB par personne actuel, en fonction des énergies
renouvelables disponibles ainsi que de la régulation de la population comme proposé par
DeLong (qui est le scénario en gras à la �gure 4.11).
Il est donc raisonnable de prévoir une diminution de la consommation économique par
personne dans les décennies à venir a�n de ne pas engendrer un désastre climatique. Mais
un PIB par personne même autour de 5000 TUS$ par an doit permettre une vie décente
en matière de besoins vitaux pour chaque humain. Cette nécessité climatique à revoir le
58
PIB à la baisse doit donc aller de pair avec une qualité de vie raisonnable pour chacun.
A�n d'éviter une société de chaos et de guerre, il s'agit de diminuer notre consomma-
tion et de réinventer notre emploi du temps. Comme l'explique à merveille De Schutter
[15], l'existence humaine ne peut plus être basée sur la seule consommation à tout prix,
qui entraîne une croissance inévitable du PIB et de la consommation énergétique vers des
plafonds intolérables pour la planète.
Cette diminution de la consommation totale doit être accompagnée d'une diminution des
inégalités à travers les populations. En e�et, une diminution des inégalités donnera plus
de pouvoirs aux populations défavorisées et celles-ci ne connaîtront plus cette pression
constante de devoir recopier le modèle de consommation e�rénée dans lequel baigne la
société capitaliste actuelle. D'ailleurs, d'après une étude de Wilkinson [43] une diminution
des inégalités améliore réellement le bien-être d'une population, contrairement au PIB qui,
à partir d'un certain seuil, n'a pas d'e�et signi�catif sur celui-ci.
Même si ce changement de mentalité vers le "moins, mais mieux" est e�ectivement une
solution assez utopique d'un point de vue culturel, il est indéniable que d'un point de vue
scienti�que, vu le dérèglement climatique que le maintien d'une croissance du PIB peut
entraîner, cette croissance économique à tout prix est une solution encore plus utopique
pour un développement durable.
59
Conclusion
Suite à cette étude de l'e�cience énergétique il est raisonnable d'a�rmer que le souhait
de croissance du PIB que proposent les politiques actuelles a�n de répondre aux crises
économiques, ne pourra se passer d'une consommation d'énergie accrue. En e�et, insérer
une limite physique à l'e�cience, tel discuté au chapitre 3, relie le PIB et la consomma-
tion énergétique de manière indissociable et les choix politiques en matière de croissance
économique devront être pris en connaissance de cause.
J'invite donc vivement le secteur des sciences humaines à étudier comment une société
peut tourner de manière durable en choisissant de vivre une diminution du PIB total tout
en gardant un accès aux besoins primaires pour chaque être humain.
Si néanmoins j'ose m'avancer un peu dans la sphère des sciences humaines, la politique
devra réguler cette consommation, et donc également son marché de production, a�n que
nous restions dans des limites acceptables pour le climat, comme le propose le scénario
énergétique du point 4.4.1 au chapitre 4. Cette diminution de production économique doit
être accompagné d'une redistribution plus équitable à travers les populations, ce qui risque
d'être plus compliqué pour les pays occidentaux qui vivent actuellement bien au-dessus
de cette moyenne durable qui devra un jour devenir la norme pour tous.
Les humains trouveront leur liberté dans le choix de leur panier de consommation, mais
avec une consommation absolue qui ne dépasse pas des seuils irréalistes comme c'est ac-
tuellement le cas. Car, vu que les consommations relatives de chacune de nos activités,
c'est-à-dire leurs intensités énergétiques, se rapprochent de leurs limites inférieures, il est
maintenant nécessaire de choisir volontairement de consommer moins et de vivre plus
simplement a�n de diminuer notre consommation absolue et de sauvegarder, pour les gé-
nérations à venir, l'environnement que nous connaissons aujourd'hui.
60
Les choix que nous faisons aujourd'hui créent l'image dont l'histoire se souviendra de
nous, ce qui rend nos choix extrêmement importants. Certains, comme la comédienne
Audrey Vernon, osent parler de "nouveaux nazis" [40] en imaginant ce que les générations
futures diront de notre société, et même si cela paraît un peu trop extrémiste et déplacé,
ces mots font ré�échir aux choix à faire aujourd'hui pour ne pas tomber dans ce genre de
con�it intergénérationnel dans les décennies à venir.
Oserons-nous donc mettre en place de réels changements politiques a�n de préserver un
endroit de bon-vivre pour les générations futures ?
Car il s'agit �nalement de trouver tout simplement le bon équilibre entre le nombre
d'humains sur terre et l'énergie solaire disponible a�n de vivre dans les limites physiques
de la planète tout en augmentant la qualité de vie de chacun. Pour ceci il faudra réinventer
notre emploi du temps tout en diminuant la production totale. Ce qui signi�e également
une diminution du temps de travail. Mais n'est-ce pas ce que nous désirons tous ? Tra-
vailler moins et pro�ter plus ...
Mais pro�ter autrement, e�ectivement.
61
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65
Tableaux des données utilisées
Dans cette annexe se trouvent les valeurs de la consommation ou de la production
énergétique, valeurs équivalentes au niveau mondial vu qu'il n'y a pas d'import et d'ex-
port, et du PIB mondial utilisées dans ce travail.
Jusqu'à l'année 2011, les valeurs de la production énergétique sont une adaptation des
valeurs de Smil [34] et de BP [5] et de 2012 à 2200 il s'agit d'une projection énergétique
en fonction des hypothèses émises au point 4.1.1 du chapitre 4.
Ces valeurs se trouvent au tableau 1 à la page suivante.
Le PIB mondial se trouve au tableau 2 et est reconstruit à partir des valeurs de De-
Long [12] et de la World Bank [44] jusqu'à 2011 et est ensuite une approximation en
fonction des di�érentes évolutions de l'e�cience énergétique calculées au chapitre 3 et de
la production énergétique se trouvant également dans cette annexe.
66
Année Fossiles Nuclear Renouv Total Année Fossiles Nuclear Renouv Total
1800 8 0 478 486 2010 10407 626 1611 12644
1810 11 0 502 513 2011 10689 599 1653 12941
1820 13 0 525 539 2020 9324 616 2037 11977
1830 23 0 549 572 2030 7650 616 2454 10720
1840 31 0 597 628 2040 6570 616 2970 10156
1850 49 0 621 670 2050 5181 616 3573 9370
1860 92 0 597 689 2060 3501 616 4268 8385
1870 142 0 597 739 2070 2187 616 5047 7851
1880 223 0 598 821 2080 1532 616 5892 8041
1890 344 0 574 919 2090 1206 616 6779 8602
1900 517 0 527 1044 2100 1019 616 7678 9313
1910 797 0 552 1349 2110 848 616 8558 10022
1920 950 0 602 1552 2120 627 616 9390 10633
1930 1082 0 632 1714 2130 415 616 10151 11183
1940 1310 0 637 1948 2140 271 616 10826 11714
1950 1743 0 673 2417 2150 175 616 11408 12198
1960 2671 0 823 3494 2160 110 616 11896 12622
1970 4657 17 933 5608 2170 66 616 12296 12978
1980 6079 161 1051 7291 2180 39 616 12619 13273
1990 7134 453 1185 8771 2190 25 616 12935 13576
2000 8118 584 1320 10022 2200 17 616 13181 13814
Table 1 � Production énergétique de 1800 à 2200 pour les di�érentes sources d'énergie.
Jusqu'en 2011 il s'agit d'une reconstruction à partir des données de Smil et de BP.
Après 2011 les valeurs sont une projections en fonction des hypothèses formulées au
point 4.1.1 du chapitre 4 de ce travail.
67
Année PIB Année PIB Année PIB1 PIB2 PIB3
Année PIB Année PIB Année PIB1 PIB2 PIB3
-1000000 18 1820 431891 2011 69981922 69981922 69981922
-300000 159 1830 495923 2020 64739374 67123408 68996634
-25000 538 1840 559954 2030 59599909 62720237 65273478
-5000 885 1850 623986 2040 58125859 61859401 65033010
-2500 3997 1860 768360 2050 54995814 59094600 62700206
-1000 11011 1870 912735 2060 50253254 54459816 58274538
-500 23790 1880 1170393 2070 47853828 52250301 56345650
1 32078 1890 1541337 2080 49684912 54606956 59301170
500 34539 1900 1912280 2090 53731789 59391321 64901268
750 42454 1910 2459032 2100 58678861 65176335 71616688
1000 61222 1920 3005783 2110 63579806 70913308 78296531
1100 68660 1930 3907583 2120 67825813 75914423 84168420
1200 64915 1940 5203659 2130 71638988 80418492 89482280
1300 55638 1950 7076904 2140 75297944 84733874 94573208
1400 77883 1960 11885394 2150 78623008 88656818 99209669
1500 101722 1970 19997361 2160 81526543 92087055 103275615
1600 133520 1980 29152508 2170 83966236 94976002 106713815
1700 173032 1990 40127612 2180 86510696 97967494 110247274
1800 303828 2000 53158572 2190 88565560 100390170 113121880
1810 367859 2010 68124834 2200 90165369 102268753 115340650
Table 2 � PIB mondial de -1000000 à 2200.
Jusqu'en 2011 il s'agit d'une reconstruction à partir des données de DeLong et de
la World Bank. Après 2011 trois scénarios di�érents sont proposés, ceux-ci sont des
prédictions du PIB en fonction des trois scénarios BAU, BATs et MAX de l'e�cience
énergétique présentés à la �n du chapitre 3 de ce travail ainsi qu'à la projection
énergétique dont les valeurs se trouvent également dans cette annexe.
68
![Poster MdC 2011 SN.ppt [Mode de compatibilité]hosting.umons.ac.be/aspnet/mdc2011/upload/668.pdf · à 2 m/hm à2m³/hm²Ægainde10pointdegain de 10 point de Ew–2m³/hm²à0.6V/h2](https://img.pdfslide.fr/doc/110x75/5eaded8d80337a696838718d/poster-mdc-2011-snppt-mode-de-compatibilit-2-mhm-2mhmgainde10pointdegain.jpg)
![ASPO 6 février 2019...'e&289(57(6 '( *$= 'pFRXYHUWHVGH JD]FRQYHQWLRQQHOVXSpULHXUHVj OD SURGXFWLRQ DQQXHOOH VDXIHQ HW (PHUJHQFH GX QRQ FRQYHQWLRQQHO RQVKRUH FRQWLQXH j DXJPHQWHU](https://img.pdfslide.fr/doc/110x75/5e6d7cf7e3ecdc17b376184d/aspo-6-ffvrier-2019-e289576-pfrxyhuwhvgh-jdfrqyhqwlrqqhovxspulhxuhvj.jpg)
