Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

Cours complet · enseignement scientifique (première), chapitre 7 · première, enseignement scientifique

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7.1 Introduction : le Soleil, encore, et pourtant pas seulement

Ce chapitre est nouveau. Il n'existait pas dans le programme de $2019$ : il a été créé par la révision de $2023$ , qui a réorganisé tout le thème « Le Soleil, notre source d'énergie ». Il en est l'aboutissement logique. Nous avons vu comment le Soleil rayonne, comment la Terre en reçoit et en réémet, comment la photosynthèse en capte un millième. Reste la question que se pose une société : de quoi disposons-nous pour faire fonctionner nos machines, et pour combien de temps ?

La réponse commence par un constat qui doit surprendre : la plupart de nos sources d'énergie sont solaires, y compris celles qu'on n'appelle jamais ainsi. Le pétrole que brûle un avion est de la lumière du Crétacé, captée par du plancton, enfouie, transformée pendant cent millions d'années. Le vent qui fait tourner une éolienne naît des différences de température créées par le Soleil. La pluie qui remplit un barrage a été évaporée par le Soleil. Sur la liste de nos sources d'énergie, seules trois échappent à cette parenté : la chaleur interne de la Terre, l'énergie des marées, et la fission des noyaux lourds.

La seconde idée du chapitre est plus subtile, et c'est celle que le programme met explicitement au cœur du sous-thème. « Renouvelable » n'est pas une propriété d'une substance : c'est une comparaison entre deux durées. La durée qu'il a fallu pour former la source, et la durée qu'il faudra pour l'épuiser en l'exploitant. Le bois est renouvelable si l'on coupe moins vite qu'il ne pousse, et cesse de l'être sinon. Cette définition-là, qui est celle du programme, oblige à raisonner et non à réciter une liste.

iRemarqueUn chapitre où le vocabulaire est un objet d'étude

Le programme demande explicitement une « analyse critique du vocabulaire d'usage courant : énergie propre, énergie fossile, énergie renouvelable, source d'énergie, ressource énergétique ». Ces mots sont employés tous les jours, dans la presse, la publicité et les discours politiques, souvent de travers. Une section entière leur est consacrée. Ce n'est pas de la pédanterie : quand un mot est faux, le raisonnement qu'il porte l'est généralement aussi.

7.2 D'où viennent nos sources d'énergie ?

7.2.1 L'arbre généalogique des sources

Définition 7.1Source d'énergie, vecteur énergétique

Une source d'énergie est un système naturel dans lequel de l'énergie est disponible sous une forme directement exploitable : un gisement de charbon, un rayonnement solaire, un vent, une chute d'eau, un minerai d'uranium. Un vecteur énergétique n'est pas une source : c'est un moyen de transporter de l'énergie qu'il a fallu produire ailleurs. L'électricité et le dihydrogène sont des vecteurs. On ne trouve ni prise de courant ni bouteille d'hydrogène dans la nature.

L'origine des sources d'énergie utilisées par l'humanité.

Toutes celles de gauche sont solaires ; seules changent l'ancienneté et la forme du stockage. Cette généalogie explique aussi les ordres de grandeur : le flux solaire disponible dépasse de plusieurs milliers de fois la consommation mondiale, alors que les stocks fossiles, eux, sont finis.</div>

Proposition 7.2Des sources et des flux issus du rayonnement solaire

De nombreuses sources ou flux d'énergie sont directement ou indirectement issus de l'énergie radiative transférée par le Soleil.

Directement : le solaire thermique et le photovoltaïque, qui utilisent le rayonnement tel quel. Indirectement : l'éolien (le Soleil chauffe inégalement l'atmosphère et crée les vents), l'hydraulique (le Soleil évapore l'eau, qui retombe en altitude), la houle (le vent frotte la mer), la biomasse (la photosynthèse), et les combustibles fossiles (la photosynthèse d'un passé lointain).

Exemple 7.3Le rapport de force, en ordres de grandeur

La Terre absorbe environ $1, 2 \times 1 0^{17}$ W d'énergie solaire. L'humanité consomme de l'ordre de $6 \times 1 0^{20}$ J d'énergie primaire par an, soit une puissance moyenne $P = \frac{6 \times 1 0 ^{20}}{3 , 15 \times 1 0 ^{7}} \approx 2 \times 1 0^{13} W = 20 TW .$ Le rapport vaut $1, 2 \times 1 0^{17} /2 \times 1 0^{13} = 6000$ . Autrement dit, la Terre reçoit en $\frac{3 , 15 \times 1 0 ^{7}}{6 000} \approx 5200 s \approx 1 h 30$ ce que l'humanité consomme en une année entière. La ressource n'est donc pas la limite ; la limite est notre capacité à la capter, à la stocker et à la transporter.

7.2.2 Stocks et flux

Définition 7.4Stock, flux

Un stock est une quantité d'énergie accumulée quelque part et qu'on prélève : un gisement de charbon, une nappe de pétrole, un minerai d'uranium, une forêt sur pied. Il se compte en joules et il diminue quand on l'utilise. Un flux est une puissance disponible en permanence, que l'on capte ou non : le rayonnement solaire, le vent, une rivière, la chaleur qui remonte du manteau. Il se compte en watts et il ne diminue pas parce qu'on l'utilise.

iRemarqueDeux gestions radicalement différentes

On gère un stock : on décide du rythme auquel on l'entame, sachant qu'il n'y en aura pas d'autre. On capte un flux : la seule question est de savoir combien on arrive à en intercepter, et le manque à gagner d'aujourd'hui n'est pas récupérable demain — l'énergie du vent d'hier est perdue à jamais. D'où deux problèmes techniques opposés : le stock pose un problème d'épuisement, le flux pose un problème d'intermittence et de stockage.

Exemple 7.5L'intermittence, chiffrée par le facteur de charge

On appelle facteur de charge d'une installation le quotient de l'énergie réellement produite en un an par celle qu'elle aurait produite en fonctionnant sans interruption à sa puissance maximale. C'est une grandeur sans unité, qu'on exprime en pourcentage : $f = \frac{E _{produite}}{P _{m a x} \times 8 760 h} .$ Les ordres de grandeur diffèrent beaucoup d'une filière à l'autre : quelques pour cent seulement pour une centrale de pointe qu'on n'allume qu'aux heures critiques, de l'ordre de $10$ à $15 %$ pour du photovoltaïque sous nos latitudes, de $20$ à $35 %$ pour de l'éolien terrestre, davantage pour l'éolien en mer, et jusqu'à $70$ ou $80 %$ pour une centrale nucléaire ou une grande centrale au charbon exploitée en base.

Ce chiffre dit une chose et une seule : combien l'installation produit par rapport à ce qu'elle pourrait. Il ne dit pas quand. Or c'est le « quand » qui pose le problème, parce que l'électricité ne se stocke pas facilement à grande échelle et que la consommation, elle, ne s'interrompt jamais. Un parc éolien à $30 %$ de facteur de charge ne produit pas $30 %$ du temps de façon régulière : il produit beaucoup certains jours et rien d'autres jours. C'est pourquoi l'intermittence se traite par le stockage (barrages de pompage-turbinage, batteries, hydrogène), par l'interconnexion des réseaux sur de vastes territoires, et par des moyens pilotables de complément.

7.3 Renouvelable ou non : une comparaison de durées

7.3.1 Le critère du programme

Proposition 7.6Le critère de renouvelabilité

La comparaison entre la durée de formation d'une source d'énergie et la durée prévisible d'épuisement de celle-ci en raison de son exploitation permet de distinguer une source d'énergie renouvelable d'une source d'énergie non renouvelable.

Notons $t_{formation}$ la durée nécessaire à la constitution de la source, et $t_{e ˊ puisement}$ la durée au bout de laquelle l'exploitation l'aura épuisée.

Si $t_{formation} ≪ t_{e ˊ puisement}$ , la source se reconstitue plus vite qu'on ne la consomme : elle est renouvelable.
Si $t_{formation} ≫ t_{e ˊ puisement}$ , on prélève infiniment plus vite que la nature ne reconstitue : la source est non renouvelable à l'échelle des temps humains.

Le critère porte donc sur un rapport de durées, pas sur la nature du matériau. C'est pourquoi une même source peut changer de statut selon la manière dont on l'exploite.

Le critère de renouvelabilité, sur une échelle de durées.

Tout ce qui se reconstitue en moins d'un siècle est du côté renouvelable ; tout ce qui a demandé des millions d'années ne se reconstituera pas à notre échelle. Le charbon, formé en quelque trois cents millions d'années, sera consommé en deux ou trois siècles : le rapport des deux durées vaut environ un million.</div>

Méthode : Citer quelques sources d'énergie renouvelables et non
renouvelables</h4><div class="text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text"> Ne pas réciter une liste : la reconstruire à chaque fois par le critère.

Demander : est-ce un flux ou un stock ? Un flux est automatiquement renouvelable (solaire, éolien, hydraulique, houle, marémotrice, géothermie de surface).
Si c'est un stock, estimer les deux durées. Formation : biomasse annuelle $\approx 1$ an ; bois $\approx 50$ à $80$ ans ; tourbe $\approx 1 0^{3}$ à $1 0^{4}$ ans ; charbon, pétrole et gaz $\approx 1 0^{8}$ ans ; uranium $> 4, 5 \times 1 0^{9}$ ans. Épuisement : de l'ordre du siècle au rythme actuel pour les fossiles.
Comparer. Non renouvelables : les trois combustibles fossiles et l'uranium. Renouvelables : tout le reste — à condition que le rythme de prélèvement ne dépasse pas le rythme de reconstitution.
Signaler les cas limites, qui sont les plus instructifs :

une forêt coupée plus vite qu'elle ne repousse cesse d'être une source renouvelable, et c'est le cas d'une partie du bois de feu mondial ;
la tourbe, formée en quelques milliers d'années, est classée non renouvelable dans les statistiques européennes bien qu'elle se forme encore ;
la géothermie profonde est un flux, mais un forage particulier peut épuiser localement la chaleur d'une roche plus vite qu'elle n'est réalimentée.

$\leftrightarrow$ Puissances de $10$ : toutes ces comparaisons se font en ordres de grandeur, jamais en valeurs exactes.

iRemarque« Renouvelable » ne veut pas dire « inépuisable », ni « sans

impact »<div style='margin-top:8px' class='text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text'> Trois confusions à écarter. Une. Une source renouvelable est limitée en puissance : un fleuve ne débite pas plus qu'il ne débite, une éolienne ne récupère qu'une fraction de l'énergie du vent. Deux. Une installation renouvelable exige des matériaux — acier, béton, cuivre, silicium, parfois des métaux rares — dont l'extraction n'est ni renouvelable ni sans impact. Trois. Le caractère renouvelable ne dit rien des émissions de gaz à effet de serre : brûler du bois émet du $CO X_{2}$ sur-le-champ, et ce n'est neutre que si la forêt est effectivement replantée et repousse — ce qui prend, précisément, cinquante à quatre-vingts ans.

7.4 Les combustibles fossiles : de la photosynthèse ancienne

7.4.1 Le charbon, une forêt enfouie

Proposition 7.7L'origine biologique des combustibles fossiles

Les combustibles fossiles se sont formés à partir de la matière organique produite par photosynthèse, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d'années.

Le charbon provient surtout de végétaux continentaux accumulés dans des marécages ; le pétrole et le gaz naturel proviennent surtout de plancton marin déposé au fond de bassins pauvres en dioxygène. Dans les deux cas, la chaîne est la même : photosynthèse, accumulation, enfouissement à l'abri du dioxygène, puis transformation lente sous l'effet de la pression et de la température.

La houillification : d'un marécage à l'anthracite. Chaque

étape enrichit le produit en carbone et l'appauvrit en eau et en composés volatils, ce qui augmente son pouvoir calorifique. Le processus n'est jamais « fini » : l'anthracite est simplement le stade le plus avancé que l'on exploite.</div>

7.4.2 Le pétrole et le gaz, un plancton enfoui

La formation et le piégeage d'un gisement d'hydrocarbures,

ici dans un piège anticlinal. Les roches mères des principaux gisements mondiaux datent surtout du Jurassique et du Crétacé, c'est-à-dire d'il y a $200$ à $70$ millions d'années. La photosynthèse d'un plancton disparu depuis longtemps alimente aujourd'hui les moteurs.</div>

Méthode : À partir de l'étude d'un combustible fossile ou d'une roche,
débattre de l'origine biologique ou non des matériaux analysés</h4><div class="text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text"> Quatre familles d'arguments, à mobiliser ensemble — aucune ne suffit seule.

Les indices visibles. Empreintes de fougères, troncs, spores et pollens dans le charbon ; tests de foraminifères et de coccolithophoridés dans les roches mères marines et dans les calcaires. C'est l'argument le plus ancien et le plus immédiat, mais il ne prouve rien sur la matière du combustible lui-même : un fossile peut être un simple passager.
Les biomarqueurs moléculaires. Les pétroles contiennent des molécules complexes que seuls des êtres vivants savent fabriquer : stéranes (dérivés des stérols des membranes), hopanes (dérivés de molécules bactériennes), et surtout porphyrines, dont la structure dérive de celle de la chlorophylle. Alfred Treibs les identifie dans des pétroles dès $1934$ : c'est l'argument décisif, car il relie directement le pétrole à la photosynthèse.
La signature isotopique du carbone. La photosynthèse incorpore préférentiellement le carbone $12$ , plus léger que le carbone $13$ . Toute matière d'origine photosynthétique en garde la trace, mesurable au spectromètre de masse. Charbon et pétrole portent cette signature ; les carbonates d'origine minérale ne la portent pas.
Le contexte géologique. Les gisements se trouvent dans des bassins sédimentaires, jamais dans des roches magmatiques profondes ; leur maturité augmente régulièrement avec la profondeur d'enfouissement. Une origine non biologique n'expliquerait pas cette régularité.

Un débat scientifique réel, aujourd'hui tranché. Une origine abiotique du pétrole a été sérieusement défendue — par Mendeleïev au XIX^e siècle, puis par l'astrophysicien Thomas Gold dans les années $1990$ , qui postulait des hydrocarbures profonds d'origine primordiale. La communauté scientifique a écarté cette hypothèse pour les gisements exploités, sur la base des biomarqueurs, des isotopes et du contexte sédimentaire. Il existe bien de petites quantités d'hydrocarbures abiotiques, formés par des réactions minérales dans certaines roches — mais sans rapport de grandeur avec les gisements industriels. Savoir citer un débat et dire comment il a été tranché vaut mieux que d'ignorer qu'il a existé.

La signature isotopique du carbone, exprimée par l'écart

relatif $δ^{13} C$ à une référence. La photosynthèse fractionne les isotopes du carbone ; toute matière qui en est issue en garde l'empreinte, même après cent millions d'années sous terre.</div>

iRemarqueCombien de temps de photosynthèse dans un plein d'essence ?

Le biologiste Jeffrey Dukes a publié en $2003$ une estimation qui donne le vertige : la quantité de matière organique ancienne nécessaire pour produire les combustibles fossiles brûlés dans le monde au cours de la seule année $1997$ représentait plus de quatre cents fois la production primaire nette annuelle actuelle de la planète entière. La raison tient au rendement effroyable de la fossilisation : sur toute la matière organique produite, une part infime échappe à la décomposition, et une part plus infime encore se transforme en combustible exploitable. Nous consommons en un an ce que la biosphère a mis plusieurs siècles à mettre de côté — et elle l'a mis de côté il y a des dizaines de millions d'années.

7.5 La biomasse : brûler ou fermenter

7.5.1 Deux voies de valorisation

Définition 7.8Biomasse

La biomasse est l'ensemble de la matière organique d'origine végétale, animale, fongique ou bactérienne utilisable comme source d'énergie : bois et résidus forestiers, pailles et résidus de culture, cultures dédiées, déjections animales, déchets organiques des ménages et de l'industrie agroalimentaire, boues de station d'épuration. C'est la seule source renouvelable qui soit stockable telle quelle, et c'est aussi la plus anciennement utilisée par l'humanité.

Proposition 7.9Combustion et fermentation

La biomasse est constituée de matière organique utilisable comme source d'énergie. L'énergie résultant de l'utilisation de la biomasse est principalement obtenue par combustion ou par fermentation.

La combustion libère l'énergie d'un coup, sous forme de chaleur : $C X_{6} H X_{12} O X_{6} + 6 O X_{2} 6 CO X_{2} + 6 H X_{2} O$ — c'est le bois dans une cheminée, les granulés dans une chaudière, la paille dans une centrale. La fermentation est une transformation biologique menée par des micro-organismes en l'absence de dioxygène ; elle ne libère qu'une partie de l'énergie et produit surtout un combustible transportable, liquide ou gazeux.

Les deux voies de valorisation énergétique de la biomasse.

En France, le bois-énergie, valorisé par combustion, reste de loin la première source d'énergie renouvelable, devant l'hydraulique et l'éolien.</div>

7.5.2 Comparer des pouvoirs calorifiques

Définition 7.10Pouvoir calorifique

Le pouvoir calorifique d'un combustible est l'énergie libérée par la combustion complète d'un kilogramme de ce combustible. Il s'exprime en mégajoules par kilogramme (MJ $\cdot$ kg $^{- 1}$ ) : c'est une grandeur quotient. On distingue le pouvoir calorifique supérieur (PCS), qui compte la chaleur récupérée en condensant la vapeur d'eau produite, et le pouvoir calorifique inférieur (PCI), qui ne la compte pas. Sauf mention contraire, les valeurs données ici sont des PCI.

Pouvoirs calorifiques par unité de masse de quelques

biomasses et, pour comparaison, de trois combustibles fossiles. À l'usage, il faut aussi tenir compte du volume : un mètre cube de bois pèse bien moins qu'un mètre cube de charbon, ce qui creuse encore l'écart.</div>

Méthode : Comparer différents pouvoirs calorifiques par unité de masse
suivant la nature de la biomasse</h4><div class="text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text">

Vérifier l'unité et la référence. MJ $\cdot$ kg $^{- 1}$ ou kWh $\cdot$ kg $^{- 1}$ ? ( $1$ kWh $= 3, 6$ MJ.) PCI ou PCS ? Par kilogramme de produit brut ou de matière sèche ? Trois questions, et tant qu'on n'y a pas répondu, aucune comparaison n'est possible.
Corriger de l'humidité si nécessaire. Un combustible contenant une fraction $h$ d'eau en masse a un pouvoir calorifique approché $PCI \approx (1 - h) PCI_{sec} - 2, 3 h (en MJ \cdot kg^{- 1}),$ le second terme étant l'énergie dépensée à vaporiser l'eau. C'est ce qui explique tout l'écart entre bois vert et bois sec.
Calculer l'énergie disponible : $E = m \times PCI$ , et la puissance moyenne $P = E /Δ t$ si l'on connaît la durée.
Tenir compte du rendement de l'appareil. Une cheminée ouverte restitue $10$ à $15 %$ de l'énergie du bois dans la pièce, un insert $70$ à $80 %$ , une chaudière à granulés plus de $85 %$ . À combustible identique, l'appareil change tout.
Conclure en comparant à masse égale, puis à volume égal, et dire lequel des deux critères importe dans la situation étudiée : la masse pour un transport routier, le volume pour un stockage domestique.

$\leftrightarrow$ Grandeurs quotients, puissances de $10$ , pourcentages.

Exemple 7.11Chauffer une maison au bois

Une maison a besoin de $60$ GJ de chaleur par an. On dispose de bois sec (PCI $= 16$ MJ $\cdot$ kg $^{- 1}$ ) brûlé dans un insert de rendement $75 %$ . $E_{utile par kg} = 16 \times 0, 75 = 12 MJ \cdot kg^{- 1}, m = \frac{60 \times 1 0 ^{3}}{12} = 5, 0 \times 1 0^{3} kg .$ Cinq tonnes de bois, soit environ sept ou huit stères. Avec du bois vert ( $8$ MJ $\cdot$ kg $^{- 1}$ ) et une cheminée ouverte ( $15 %$ ), il faudrait $m = \frac{60 \times 1 0 ^{3}}{8 \times 0 , 15} = 5, 0 \times 1 0^{4} kg,$ soit cinquante tonnes : dix fois plus, pour la même maison. Le combustible n'est que la moitié du problème ; l'autre moitié est le séchage et l'appareil.

7.6 Atouts et limites : un exercice de comparaison honnête

Méthode : Étudier des atouts et des limites liés à l'utilisation de
sources d'énergie renouvelables et non renouvelables</h4><div class="text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text"> Comparer deux sources d'énergie exige de fixer d'abord les critères, et de s'y tenir. En voici six, qui suffisent à couvrir l'essentiel.

Disponibilité : stock ou flux ? intermittent ou pilotable ? réparti ou concentré géographiquement ?
Densité énergétique : combien d'énergie par kilogramme, par mètre cube, par hectare occupé ?
Émissions de gaz à effet de serre, comptées sur tout le cycle de vie — construction, exploitation, démantèlement — et non à la seule cheminée.
Autres impacts : qualité de l'air, occupation des sols, biodiversité, eau, déchets, matériaux et métaux nécessaires.
Coût et infrastructure : investissement, coût du combustible, réseaux et stockage nécessaires.
Enjeux sociaux et géopolitiques : dépendance aux importations, emplois, acceptabilité locale, sécurité.

La règle d'or : aucune source n'est bonne sur les six critères. Une comparaison qui aboutit à un vainqueur sur toute la ligne a presque toujours oublié un critère.

Source	Principaux atouts	Principales limites
Charbon	abondant, bon marché, stockable	très fortes émissions de $CO X_{2}$ ,</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">pollution de l'air, non renouvelable</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Pétrole</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">très dense, liquide, transportable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">non renouvelable, émissions, dépendance</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Gaz naturel</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">moins émetteur que le charbon</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">non renouvelable, fuites de méthane</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Nucléaire</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">très dense, peu émetteur, pilotable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">déchets à vie longue, coût, non renouvelable</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Hydraulique</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">pilotable, stockable, durable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">sites limités, impacts sur les milieux</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Éolien</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">peu émetteur, coût en baisse</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">intermittent, matériaux, acceptabilité</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Solaire</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">flux immense, modulable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">intermittent, surface, stockage</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Biomasse</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">stockable, locale, valorise des déchets</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">surfaces, concurrence d'usage,</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">qualité de l'air si mal brûlée</td></tr><tr style="border-bottom:1.5px solid #2E2C26"><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Géothermie</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">continue, discrète</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">sites limités, sismicité induite</td></tr></table></div> iRemarqueAnalyse critique du vocabulaire courant Le programme demande explicitement cette analyse. Six expressions à passer au crible. « Produire de l'énergie » est un abus de langage. L'énergie se conserve : on ne la produit ni ne la consomme, on la convertit d'une forme en une autre, et l'on dégrade sa qualité à chaque conversion. « Énergie fossile », « énergie renouvelable » : ce n'est pas l'énergie qui est fossile ou renouvelable, c'est la source. L'énergie électrique produite par une centrale à charbon et celle produite par une éolienne sont rigoureusement identiques. « Énergie propre » n'a pas de définition scientifique. Toute installation exige des matériaux, de l'espace et un démantèlement. La question utile n'est pas « est-ce propre ? » mais « quels impacts, de quelle ampleur, sur quels milieux, comparés à quoi ? ». « Source d'énergie » et « ressource énergétique » ne se confondent pas : la première est un phénomène naturel, la seconde est la part de cette source que l'on sait extraire dans des conditions techniques et économiques données. La ressource change quand le prix ou la technique change, pas la source. « Réserves » désigne encore autre chose : la part des ressources jugée exploitable aujourd'hui avec certitude. C'est pourquoi le rapport « réserves prouvées sur production annuelle » du pétrole tourne autour d'une cinquantaine d'années depuis les années $1980$ sans jamais s'épuiser : ce n'est pas une date de péremption, c'est un indicateur de gestion. « Vecteur énergétique » : l'électricité et le dihydrogène transportent de l'énergie produite ailleurs. Parler d'une « énergie hydrogène » ou d'une « voiture à énergie électrique » masque la question qui compte : d'où vient l'électricité, et comment a-t-on fabriqué l'hydrogène ? iRemarqueÉnergie primaire, énergie finale, service rendu Trois étages qu'il ne faut pas confondre. L'énergie primaire est celle contenue dans la source telle qu'on la trouve. L'énergie finale est celle livrée au consommateur — l'électricité à la prise, le carburant à la pompe. L'énergie utile est celle qui rend le service : la lumière, le mouvement, la chaleur de la pièce. Entre les trois, les pertes sont considérables : une centrale thermique convertit en électricité $35$ à $60 %$ de l'énergie du combustible, un moteur thermique automobile $20$ à $35 %$ de celle du carburant. Réduire les pertes est souvent moins coûteux que produire davantage — c'est tout le sens des politiques d'efficacité énergétique. Exemple 7.12Deux erreurs de lecture à ne pas commettre Première erreur : confondre puissance installée et énergie produite. Lire qu'un pays a « installé $10$ GW de solaire » ne dit pas combien d'électricité il produira : il faut multiplier par le nombre d'heures et par le facteur de charge. Dix gigawatts de photovoltaïque à $13 %$ de facteur de charge donnent $E = 10 \times 1 0^{9} \times 8760 \times 0, 13 \approx 1, 1 \times 1 0^{13} Wh = 11 TWh par an,$ tandis que $10$ GW de nucléaire à $70 %$ en donneraient $61$ TWh. Comparer des puissances installées entre filières n'a donc aucun sens. Seconde erreur : confondre le mix électrique et le mix énergétique. Ce sont deux ensembles différents : l'électricité ne couvre qu'une partie de la consommation d'énergie d'un pays, le reste étant surtout du carburant et du chauffage. On peut donc parfaitement avoir une électricité très peu émettrice et une consommation d'énergie encore massivement fossile. La parade est simple : vérifier l'unité employée. Des TWh d'électricité et des tonnes équivalent pétrole d'énergie primaire ne décrivent pas le même objet. 7.7 Histoire des sciences et des techniques : quatre siècles de bascules Avant $1750$ — le monde vit du flux. Bois pour le chauffage, la cuisson et la métallurgie ; force musculaire des hommes et des bêtes ; moulins à eau et à vent, connus depuis l'Antiquité et répandus au Moyen Âge ; voile pour la navigation. Tout est renouvelable, et tout est limité : la puissance disponible d'un moulin se compte en kilowatts, et les forêts d'Europe reculent sous la demande des forges. $1712$ et $1769$ — la machine à vapeur. Thomas Newcomen construit en $1712$ la première machine à vapeur réellement utilisée, pour dénoyer les mines de charbon. James Watt en améliore radicalement le rendement à partir de $1769$ en séparant le condenseur du cylindre. Le charbon cesse d'être un simple combustible de chauffage : il devient une source de travail mécanique. C'est le basculement d'une économie du flux vers une économie du stock. $27$ août $1859$ — le pétrole industriel. Edwin Drake fait jaillir du pétrole à $21$ mètres de profondeur à Titusville, en Pennsylvanie. Le forage n'est pas une invention nouvelle ; ce qui l'est, c'est l'échelle industrielle qui suit. Avec le moteur à explosion — Lenoir en $1860$ , Otto en $1876$ , Diesel en $1893$ —, le pétrole trouvera l'usage qui fera sa fortune : le transport. $1869$ et $1882$ — l'électricité entre en scène. Aristide Bergès installe à Lancey, dans l'Isère, une conduite forcée pour actionner sa papeterie ; il popularisera vingt ans plus tard l'expression « houille blanche ». En $1882$ , Thomas Edison met en service à New York la centrale de Pearl Street, premier réseau électrique commercial. L'électricité, vecteur et non source, va rendre utilisables des sources jusque-là inexploitables à distance. $1839$ et $1954$ — le photovoltaïque. Edmond Becquerel observe l'effet photovoltaïque en $1839$ , à dix-neuf ans. Il faut attendre $1954$ pour que Daryl Chapin, Calvin Fuller et Gerald Pearson, aux laboratoires Bell, réalisent la première cellule au silicium de rendement utilisable — environ $6 %$ . Cent-quinze ans entre le phénomène et le dispositif : le délai est la règle plutôt que l'exception. $1942$ - $1954$ — la fission. Enrico Fermi obtient la première réaction en chaîne contrôlée le $2$ décembre $1942$ , sous les gradins d'un stade de Chicago. Le réacteur expérimental EBR-I, dans l'Idaho, allume quatre ampoules le $20$ décembre $1951$ ; la centrale d'Obninsk, en Union soviétique, est raccordée au réseau le $27$ juin $1954$ . En douze ans, une découverte de physique fondamentale devient une industrie. iRemarqueLes transitions énergétiques sont des additions, pas des substitutions<div style='margin-top:8px' class='text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text'> L'histoire scolaire raconte volontiers une succession : le bois, puis le charbon, puis le pétrole. Les chiffres racontent autre chose. Le monde brûle aujourd'hui plus de bois qu'au XIX^e siècle, et plus de charbon qu'à l'époque de la vapeur. Chaque source nouvelle s'est ajoutée aux précédentes au lieu de les remplacer, parce que la consommation totale augmentait plus vite que les substitutions. En $2023$ , environ $80 %$ de l'énergie primaire consommée dans le monde provenait encore des combustibles fossiles. Cette observation, sur laquelle l'historien des techniques Vaclav Smil insiste depuis longtemps, a une conséquence directe : construire des capacités renouvelables ne suffit pas à faire baisser l'usage des fossiles. Il faut aussi que la consommation totale cesse de croître. C'est un fait, pas une opinion, et il change la nature du problème posé. Exemple 7.13Le cas français, à ne pas confondre avec le cas mondial La France produit environ deux tiers de son électricité à partir du nucléaire, le reste venant principalement de l'hydraulique, de l'éolien, du solaire et, marginalement, du gaz et du charbon. Mais l'électricité ne représente qu'un quart environ de la consommation finale d'énergie du pays : le reste est constitué de carburants et de chauffage, très majoritairement fossiles. Un mix électrique peu émetteur n'est donc pas un mix énergétique peu émetteur. Confondre les deux est l'erreur la plus fréquente des débats sur ce sujet — et la lecture attentive de l'unité employée, TWh d'électricité ou Mtep d'énergie primaire, suffit à l'éviter. 7.8 Bilan Ce qu'il faut savoir De nombreuses sources ou flux d'énergie sont directement ou indirectement issus du rayonnement solaire : solaire thermique et photovoltaïque, éolien, hydraulique, houle, biomasse, et jusqu'aux combustibles fossiles. Font exception la géothermie, l'énergie des marées et la fission nucléaire. Une source est renouvelable ou non selon la comparaison entre sa durée de formation et la durée prévisible de son épuisement par l'exploitation. C'est un rapport de durées, pas une propriété de la matière. Les combustibles fossiles se sont formés à partir de matière organique produite par photosynthèse, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d'années. La biomasse est de la matière organique utilisable comme source d'énergie ; on l'exploite principalement par combustion ou par fermentation (alcoolique, produisant du bioéthanol ; ou méthanisation, produisant du biogaz). Ce qu'il faut savoir faire Citer des sources renouvelables et non renouvelables, en justifiant à chaque fois par la comparaison des deux durées. Étudier atouts et limites d'une source, sur des critères annoncés : disponibilité, densité, émissions sur le cycle de vie, autres impacts, coût, enjeux sociaux. Débattre de l'origine biologique ou non d'un combustible ou d'une roche, en s'appuyant sur les fossiles, les biomarqueurs moléculaires, la signature isotopique du carbone et le contexte géologique. Comparer des pouvoirs calorifiques par unité de masse selon la nature de la biomasse, en corrigeant de l'humidité et en tenant compte du rendement de l'appareil. Quatre nombres à retenir $6000$ : le rapport entre l'énergie solaire absorbée par la Terre et la consommation énergétique de l'humanité. $1 0^{8}$ ans : l'ordre de grandeur de la durée de formation des combustibles fossiles. $17$ MJ $\cdot$ kg $^{- 1}$ : le pouvoir calorifique du bois sec, à comparer aux $42$ du pétrole. $80 %$ : la part des combustibles fossiles dans l'énergie primaire mondiale en $2023$ . Ce que ce chapitre dit de la science elle-même Le mot « renouvelable » n'a de sens que rapporté à une durée. Cette remarque, qui paraît d'abord un raffinement de vocabulaire, est en réalité tout le chapitre : elle transforme une étiquette en un raisonnement, et elle oblige à demander « en combien de temps ? » là où l'on se contentait de « quoi ? ». Beaucoup de désaccords publics sur l'énergie sont, en réalité, des désaccords sur des échelles de temps qui n'ont pas été explicitées. Le second enseignement est celui de la preuve. Nous savons que le pétrole vient de la photosynthèse non pas parce qu'on nous l'a dit, mais parce qu'on y a trouvé des molécules dérivées de la chlorophylle et une signature isotopique que seule la vie sait produire. L'hypothèse contraire a existé, elle a été défendue par des scientifiques sérieux, et elle a été écartée — pas par autorité, par des mesures. Une théorie est solide quand on peut dire ce qui l'aurait réfutée, et montrer que cela n'a pas été observé. Savoir raconter cela vaut mieux que savoir réciter la conclusion. Continuer sur Adloun : animation, QCM, fiches, exercices ← De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants La forme de la Terre → Adloun — cours, exercices corrigés et annales du bac, du lycée aux classes préparatoires. Découvrir la plateforme · Tous les chapitres d'enseignement scientifique (première) · Tous les cours · Exercices corrigés · Annales du bac Mentions légales · CGV · Confidentialité

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Principaux atouts

Principales limites

Charbon

abondant, bon marché, stockable

très fortes émissions de

$CO X_{2}$ ,</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">pollution de l'air, non renouvelable</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Pétrole</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">très dense, liquide, transportable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">non renouvelable, émissions, dépendance</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Gaz naturel</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">moins émetteur que le charbon</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">non renouvelable, fuites de méthane</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Nucléaire</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">très dense, peu émetteur, pilotable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">déchets à vie longue, coût, non renouvelable</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Hydraulique</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">pilotable, stockable, durable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">sites limités, impacts sur les milieux</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Éolien</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">peu émetteur, coût en baisse</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">intermittent, matériaux, acceptabilité</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Solaire</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">flux immense, modulable</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">intermittent, surface, stockage</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Biomasse</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">stockable, locale, valorise des déchets</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">surfaces, concurrence d'usage,</td></tr><tr style=""><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top"></td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">qualité de l'air si mal brûlée</td></tr><tr style="border-bottom:1.5px solid #2E2C26"><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">Géothermie</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">continue, discrète</td><td style="text-align:left;padding:8px 12px;color:#34332D;vertical-align:top">sites limités, sismicité induite</td></tr></table></div>

iRemarqueAnalyse critique du vocabulaire courant

Le programme demande explicitement cette analyse. Six expressions à passer au crible.

« Produire de l'énergie » est un abus de langage. L'énergie se conserve : on ne la produit ni ne la consomme, on la convertit d'une forme en une autre, et l'on dégrade sa qualité à chaque conversion.
« Énergie fossile », « énergie renouvelable » : ce n'est pas l'énergie qui est fossile ou renouvelable, c'est la source. L'énergie électrique produite par une centrale à charbon et celle produite par une éolienne sont rigoureusement identiques.
« Énergie propre » n'a pas de définition scientifique. Toute installation exige des matériaux, de l'espace et un démantèlement. La question utile n'est pas « est-ce propre ? » mais « quels impacts, de quelle ampleur, sur quels milieux, comparés à quoi ? ».
« Source d'énergie » et « ressource énergétique » ne se confondent pas : la première est un phénomène naturel, la seconde est la part de cette source que l'on sait extraire dans des conditions techniques et économiques données. La ressource change quand le prix ou la technique change, pas la source.
« Réserves » désigne encore autre chose : la part des ressources jugée exploitable aujourd'hui avec certitude. C'est pourquoi le rapport « réserves prouvées sur production annuelle » du pétrole tourne autour d'une cinquantaine d'années depuis les années $1980$ sans jamais s'épuiser : ce n'est pas une date de péremption, c'est un indicateur de gestion.
« Vecteur énergétique » : l'électricité et le dihydrogène transportent de l'énergie produite ailleurs. Parler d'une « énergie hydrogène » ou d'une « voiture à énergie électrique » masque la question qui compte : d'où vient l'électricité, et comment a-t-on fabriqué l'hydrogène ?

iRemarqueÉnergie primaire, énergie finale, service rendu

Trois étages qu'il ne faut pas confondre. L'énergie primaire est celle contenue dans la source telle qu'on la trouve. L'énergie finale est celle livrée au consommateur — l'électricité à la prise, le carburant à la pompe. L'énergie utile est celle qui rend le service : la lumière, le mouvement, la chaleur de la pièce. Entre les trois, les pertes sont considérables : une centrale thermique convertit en électricité $35$ à $60 %$ de l'énergie du combustible, un moteur thermique automobile $20$ à $35 %$ de celle du carburant. Réduire les pertes est souvent moins coûteux que produire davantage — c'est tout le sens des politiques d'efficacité énergétique.

Exemple 7.12Deux erreurs de lecture à ne pas commettre

Première erreur : confondre puissance installée et énergie produite. Lire qu'un pays a « installé $10$ GW de solaire » ne dit pas combien d'électricité il produira : il faut multiplier par le nombre d'heures et par le facteur de charge. Dix gigawatts de photovoltaïque à $13 %$ de facteur de charge donnent $E = 10 \times 1 0^{9} \times 8760 \times 0, 13 \approx 1, 1 \times 1 0^{13} Wh = 11 TWh par an,$ tandis que $10$ GW de nucléaire à $70 %$ en donneraient $61$ TWh. Comparer des puissances installées entre filières n'a donc aucun sens.

Seconde erreur : confondre le mix électrique et le mix énergétique. Ce sont deux ensembles différents : l'électricité ne couvre qu'une partie de la consommation d'énergie d'un pays, le reste étant surtout du carburant et du chauffage. On peut donc parfaitement avoir une électricité très peu émettrice et une consommation d'énergie encore massivement fossile. La parade est simple : vérifier l'unité employée. Des TWh d'électricité et des tonnes équivalent pétrole d'énergie primaire ne décrivent pas le même objet.

7.7 Histoire des sciences et des techniques : quatre siècles de bascules

Avant $1750$ — le monde vit du flux. Bois pour le chauffage, la cuisson et la métallurgie ; force musculaire des hommes et des bêtes ; moulins à eau et à vent, connus depuis l'Antiquité et répandus au Moyen Âge ; voile pour la navigation. Tout est renouvelable, et tout est limité : la puissance disponible d'un moulin se compte en kilowatts, et les forêts d'Europe reculent sous la demande des forges.

$1712$ et $1769$ — la machine à vapeur. Thomas Newcomen construit en $1712$ la première machine à vapeur réellement utilisée, pour dénoyer les mines de charbon. James Watt en améliore radicalement le rendement à partir de $1769$ en séparant le condenseur du cylindre. Le charbon cesse d'être un simple combustible de chauffage : il devient une source de travail mécanique. C'est le basculement d'une économie du flux vers une économie du stock.

$27$ août $1859$ — le pétrole industriel. Edwin Drake fait jaillir du pétrole à $21$ mètres de profondeur à Titusville, en Pennsylvanie. Le forage n'est pas une invention nouvelle ; ce qui l'est, c'est l'échelle industrielle qui suit. Avec le moteur à explosion — Lenoir en $1860$ , Otto en $1876$ , Diesel en $1893$ —, le pétrole trouvera l'usage qui fera sa fortune : le transport.

$1869$ et $1882$ — l'électricité entre en scène. Aristide Bergès installe à Lancey, dans l'Isère, une conduite forcée pour actionner sa papeterie ; il popularisera vingt ans plus tard l'expression « houille blanche ». En $1882$ , Thomas Edison met en service à New York la centrale de Pearl Street, premier réseau électrique commercial. L'électricité, vecteur et non source, va rendre utilisables des sources jusque-là inexploitables à distance.

$1839$ et $1954$ — le photovoltaïque. Edmond Becquerel observe l'effet photovoltaïque en $1839$ , à dix-neuf ans. Il faut attendre $1954$ pour que Daryl Chapin, Calvin Fuller et Gerald Pearson, aux laboratoires Bell, réalisent la première cellule au silicium de rendement utilisable — environ $6 %$ . Cent-quinze ans entre le phénomène et le dispositif : le délai est la règle plutôt que l'exception.

$1942$ - $1954$ — la fission. Enrico Fermi obtient la première réaction en chaîne contrôlée le $2$ décembre $1942$ , sous les gradins d'un stade de Chicago. Le réacteur expérimental EBR-I, dans l'Idaho, allume quatre ampoules le $20$ décembre $1951$ ; la centrale d'Obninsk, en Union soviétique, est raccordée au réseau le $27$ juin $1954$ . En douze ans, une découverte de physique fondamentale devient une industrie.

iRemarqueLes transitions énergétiques sont des additions, pas des

substitutions<div style='margin-top:8px' class='text-gray-700 leading-relaxed font-sans text-xs select-text'> L'histoire scolaire raconte volontiers une succession : le bois, puis le charbon, puis le pétrole. Les chiffres racontent autre chose. Le monde brûle aujourd'hui plus de bois qu'au XIX^e siècle, et plus de charbon qu'à l'époque de la vapeur. Chaque source nouvelle s'est ajoutée aux précédentes au lieu de les remplacer, parce que la consommation totale augmentait plus vite que les substitutions. En $2023$ , environ $80 %$ de l'énergie primaire consommée dans le monde provenait encore des combustibles fossiles.

Cette observation, sur laquelle l'historien des techniques Vaclav Smil insiste depuis longtemps, a une conséquence directe : construire des capacités renouvelables ne suffit pas à faire baisser l'usage des fossiles. Il faut aussi que la consommation totale cesse de croître. C'est un fait, pas une opinion, et il change la nature du problème posé.

Exemple 7.13Le cas français, à ne pas confondre avec le cas mondial

La France produit environ deux tiers de son électricité à partir du nucléaire, le reste venant principalement de l'hydraulique, de l'éolien, du solaire et, marginalement, du gaz et du charbon. Mais l'électricité ne représente qu'un quart environ de la consommation finale d'énergie du pays : le reste est constitué de carburants et de chauffage, très majoritairement fossiles. Un mix électrique peu émetteur n'est donc pas un mix énergétique peu émetteur. Confondre les deux est l'erreur la plus fréquente des débats sur ce sujet — et la lecture attentive de l'unité employée, TWh d'électricité ou Mtep d'énergie primaire, suffit à l'éviter.

7.8 Bilan

Ce qu'il faut savoir

De nombreuses sources ou flux d'énergie sont directement ou indirectement issus du rayonnement solaire : solaire thermique et photovoltaïque, éolien, hydraulique, houle, biomasse, et jusqu'aux combustibles fossiles. Font exception la géothermie, l'énergie des marées et la fission nucléaire.
Une source est renouvelable ou non selon la comparaison entre sa durée de formation et la durée prévisible de son épuisement par l'exploitation. C'est un rapport de durées, pas une propriété de la matière.
Les combustibles fossiles se sont formés à partir de matière organique produite par photosynthèse, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d'années.
La biomasse est de la matière organique utilisable comme source d'énergie ; on l'exploite principalement par combustion ou par fermentation (alcoolique, produisant du bioéthanol ; ou méthanisation, produisant du biogaz).

Ce qu'il faut savoir faire

Citer des sources renouvelables et non renouvelables, en justifiant à chaque fois par la comparaison des deux durées.
Étudier atouts et limites d'une source, sur des critères annoncés : disponibilité, densité, émissions sur le cycle de vie, autres impacts, coût, enjeux sociaux.
Débattre de l'origine biologique ou non d'un combustible ou d'une roche, en s'appuyant sur les fossiles, les biomarqueurs moléculaires, la signature isotopique du carbone et le contexte géologique.
Comparer des pouvoirs calorifiques par unité de masse selon la nature de la biomasse, en corrigeant de l'humidité et en tenant compte du rendement de l'appareil.

Quatre nombres à retenir

$6000$ : le rapport entre l'énergie solaire absorbée par la Terre et la consommation énergétique de l'humanité. $1 0^{8}$ ans : l'ordre de grandeur de la durée de formation des combustibles fossiles. $17$ MJ $\cdot$ kg $^{- 1}$ : le pouvoir calorifique du bois sec, à comparer aux $42$ du pétrole. $80 %$ : la part des combustibles fossiles dans l'énergie primaire mondiale en $2023$ .

Ce que ce chapitre dit de la science elle-même

Le mot « renouvelable » n'a de sens que rapporté à une durée. Cette remarque, qui paraît d'abord un raffinement de vocabulaire, est en réalité tout le chapitre : elle transforme une étiquette en un raisonnement, et elle oblige à demander « en combien de temps ? » là où l'on se contentait de « quoi ? ». Beaucoup de désaccords publics sur l'énergie sont, en réalité, des désaccords sur des échelles de temps qui n'ont pas été explicitées.

Le second enseignement est celui de la preuve. Nous savons que le pétrole vient de la photosynthèse non pas parce qu'on nous l'a dit, mais parce qu'on y a trouvé des molécules dérivées de la chlorophylle et une signature isotopique que seule la vie sait produire. L'hypothèse contraire a existé, elle a été défendue par des scientifiques sérieux, et elle a été écartée — pas par autorité, par des mesures. Une théorie est solide quand on peut dire ce qui l'aurait réfutée, et montrer que cela n'a pas été observé. Savoir raconter cela vaut mieux que savoir réciter la conclusion.

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