L’effet de serre
Je viens de recevoir mi-décembre 2018 un email ainsi libellé de mon ami
Georges polytechnicien
« J'ai appris au cours d'une conférence à l'Institut Astrophysique de
Paris (IAP) sur le climat que du fait de l'effet de serre, la terre ne rejetait
en moyenne que 290 watts/m² alors qu'elle en reçoit 350. La surface de la terre
c'est en gros 500 millions de km². Soixante watts/m², ça fait 60 Mwatts/km² et pour la terre, l'effet de serre, ça fait sauf
erreur 30 millions de gigawatts, c'est à dire 20 millions de centrales EPR
produisant 24h/24. Ca fait froid dans le dos ....si
j'ose dire.
Joyeux Noel Georges »
Non Georges, tu ne fais pas d’erreur.
Cette puissance
de 60 watts par m² mentionnée par l'Institut Astrophysique de Paris (IAP), cela fait bien
compte tenu de la surface de la terre de 500 millions de km² une puissance moyenne de
30 000 000 GW (ou 30 milliards de MW). Et comme une centrale EPR c’est environ 1500
MW on trouve bien 20 millions de centrales EPR. Si l’on considère maintenant la
puissance moyenne six fois plus importante de 350 watts par m² que reçoit la
terre par rayonnement solaire cela ne correspond plus à 20 millions mais à 120
millions de centrales EPR ! (Voir la P 115)
Quant à un
raisonnement basé sur de la loi sur la conservation de l’énergie,
qui consisterait à dire que l’énergie rentrante de 350 watts/m² minorée de
l’énergie rejetée de 290 watts/m² serait une énergie rentrante
supplémentaire de 60 watts/m² résultant de la présence dans l’atmosphère de gaz
à effet de serre tels que le méthane (CH4) ou le gaz carbonique (CO2) il y a
lieu d’être prudent.
Cependant, cette
puissance rentrante de 350 watts reçu par m² de surface terrestre doit retenir
toute notre attention. Vu qu’une année c’est 8760 h, c’est aussi une énergie
thermique de 0,35 x 8760 = 3 066 kWh* reçu pour chaque m². Les quantités d’énergie reçues par la terre en provenance
du soleil sont à ce point considérables que l’on est en droit de se demander
pourquoi l’on commence seulement à faire appel à lui pour assurer nos besoins
en énergie.
Homo
sapiens dépend de l’eau de mer
Dans ces conditions, on
est aussi en droit de se demander pourquoi la température sur terre est encore
si clémente. La surface des mers et des océans représentant 70% de la surface
terrestre, il va falloir concentrer notre réflexion sur la capacité de l’eau de
mer à emmagasiner ces 3
066 kWh* d’énergie thermique reçue annuellement par m² à
la surface des océans. Compte tenu de la chaleur latente de
vaporisation de l’eau égale à 2 250 000
Joules/kg (ou 0,625 kWh/kg), on sait déjà qu’il faut environ 5 fois plus
d’énergie thermique pour évaporer un m3 d’eau en la maintenant à la température
constante de 100 °C (à savoir 625 kWh) que pour élever ce m3 d’eau de 0 à 100
°C (116 kWh) (Voir
P21).
Quiconque a lu la revue « La
recherche » et a compris la description faite par cette revue du cycle
évaporation-condensation de l’eau comprendra que si la hauteur moyenne de
précipitation dans le monde était voisine de celle observée en France à savoir
0,8 m c’est seulement 0,8 x 625 = 500 kWh qui serait prise en charge par
évaporation de l’eau de mer à sa surface. Ceci ayant pour conséquence de voir
le 2500 kWh excédentaire réchauffer l’eau de mer en profondeur.
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La
seule explication possible semble en effet être dans la pratique un échange
thermique sur une grande profondeur d’eau de mer et le fait que la
température des océans diminuant avec la profondeur (environ 4°C à partir de
1000m de profondeur avec une profondeur moyenne des océans voisine de 4000m),
la réserve thermique est considérable |
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On sait en effet qu’en raison de sa chaleur spécifique
élevée, un m3 d’eau élève approximativement sa température de seulement 1°C
lorsqu’il reçoit une énergie égale à 1 kWh. Il est vraisemblable que ces 2500 kWh
excédentaires vont se transmette par conduction ou
convection sur une grande profondeur. En supposant que cela se fasse sur 2000 m
d’épaisseur, l’élévation de la température annuelle serait tout de même de
1,25°C ce qui n’est pas négligeable. Certes l’élévation de la température près
de la surface est très certainement supérieure mais il faut reconnaitre qu’elle
reste jusqu’à présent raisonnable. En
revanche la combustion des produits fossiles augmente la teneur en gaz carbonique
(CO2) et provoque l’acidification de
l’eau de mer. Ceci par le fait que le gaz carbonique plus lourd que l’air à
tendance à descendre plutôt qu’à monter en affectant le phytoplancton et la chaîne
alimentaire marine.
Homo
sapiens
Nous sommes actuellement 7 milliards de
terriens sur terre avec une surface de réception de l’énergie solaire (mer+terre) de 500 millions de km². Cela correspond à une
surface disponible pour chaque homo sapiens de 71 400 m². Vu les 350
watts/m² reçus selon l’IAP par la terre du fait du rayonnement solaire cela
correspond à une quantité d’énergie disponible annuellement pour chaque homo sapiens de 0,35 x 8750 x 71 400 =
218 662 500 kWh. Si l’on compare ce chiffre à la consommation moyenne de
produits fossiles par terrien voisine de 20 700 kWh ** (Chiffre
correspondant sensiblement à la consommation moyenne d’un français) on
s’aperçoit qu’il reçoit du soleil une quantité d’énergie sensiblement 10 000
fois supérieur à son besoin ! (Seulement 1800 fois supérieur selon l’IRENA
voir page 166)
Synthèse
Pour résumer le Lutin nautique optimiste un peu frileux
pourrait dire « Chouette moi qui craint l’eau froide »
Quant au Lutin thermique pessimiste qui commence à
prendre place en chacun de nous, il craint que ces typhons à répétition et tous
les dérèglements climatiques actuels ne soit liés à une température de l'eau de
mer devenant trop élevée en surface. Il craint aussi que le gaz carbonique
n’affecte la biodiversité marine. En raison de l’incroyable surabondance énergétique venant du soleil par rapport à
ses besoins, il ne comprend pas pourquoi il ne peut actuellement les satisfaire
qu’avec la combustion des produits fossiles ou l’effet joule. Ceci d’autant
qu’il ne peut assumer financièrement parlant cette fiscalité effrénée sur les
produits fossiles et le prix très élevé de l’électricité nucléaire. Il
considère la situation actuelle à ce sujet comme source d’injustice sociale et
de conflits. Plus généralement, il redoute toutes les inégalités et il
considère qu’il va falloir changer de méthode pour solutionner les problèmes
sociaux qui en résultent. Il estime que pour endiguer la marée montante des procès climatiques,
l’arrivée d’un scientifique doublé d’un sociologue conscient des problèmes
sanitaires et ayant pouvoir de décision comme l’a été la chancelière allemande
va devenir nécessaire.
Il estime qu’il est anormal que ce soit le Japon qui mette le président de
Renault et la France à sa place à propos des inégalités entre les hauts
salaires et les bas revenus. Le Conseil Supérieur des Lutins Thermiques (CSLT)
garde en mémoire que les accords de Paris sur le climat ont été signés fin 2015
en se laissant cinq ans de réflexion avant de passer à l’action. Pour cette
raison il estime que l’intention de Green
Peace de vouloir lancer dès à présent une
procédure contre l’État devant le tribunal administratif deux ans avant
l’échéance est prématuré. Il craint de plus qu’une action en justice à ce
niveau ne freine l’action. Le seul avantage d’un tel procès serait selon le
CSLT d’atténuer les inégalités en dédommageant plus équitablement ceux qui ont
subi des dégâts à cause du réchauffement climatique. Quoiqu’il advienne à ce
sujet le CSLT estime qu’une transition énergétique réussie est inenvisageable
sans une volonté commune convergente émanant à la fois de l’individu et de
l’exécutif. Il constate à ce sujet avec satisfaction que l’état commence à
prendre en compte cette notion de Référendum d’Initiative Citoyenne. Il estime
que le Président de l’ADEME
a raison de considérer qu’il est temps pour des raisons sociales et
environnementales d’envisager une refonte en profondeur de notre modèle
énergétique et il espère même que l’ADEME très lié à notre gouvernement
pourrait être l’organisme assurant la dualité exécutif-individu. Il a
conscience que dans un monde malade du pétrole comme le nôtre, un monde où l’on
consomme plus d’énergie pour se chauffer et alimenter sa voiture que pour se
nourrir, voire même que pour s’éclaire (Voir page 575), fixer un nouveau cap
énergétique pour le monde de demain est une décision grave. Pour savoir dans
les grandes lignes quel est ce cap le lecteur peut se reporter à la conclusion
du long fichier sur la Solar Water Economy
*Ce chiffre est à rapprocher des 600 kWh reçu annuellement
par un m² de panneau solaire thermique en région parisienne qui semblerait
prouver que seulement 20% de l’énergie reçu du soleil est convertie en chaleur
par le panneau solaire thermique pour assurer la fourniture de l’eau chaude
sanitaire
(Voir
P 119
du livre sur l’énergie)
**La consommation annuelle sur terre d’énergie fossile
est voisine de 12 500 millions de tonnes équivalent pétrole (tep). Etant
donné qu’une tep correspond à 11 610 kWh et que nous sommes 7 milliards de
terriens on trouve bien
20 730 kWh par terrien