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Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives aux hydrocarbures ?



  1. #1
    GillesH38a

    Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives aux hydrocarbures ?


    ------

    Bonjour

    le débat étant vif et nourri autour des conséquences de la dépletion du pétrole, il a été proposé de le scinder en plusieurs discussions plus spécialisées. J'ai l'impression que tout le monde admet la possibilité technologique d'énergies alternatives (solaire, biomasse, surgénération, fusion) mais que les avis divergent profondément sur le niveau de vie qu'elles permettraient d'avoir.

    Je propose d'en ouvrir une ici sur l'évaluation quantitative de ce qu'on peut attendre des énergies alternatives, surtout parce que je viens d'avoir une idée qui me paraît tellement simple qu'elle est peut être soit fausse, soit banale. Ceci dit je ne l'ai pas encore vue explicitement exposée (bien sûr le débat est ouvert à toute autre idée !)

    Ma réflexion part d'une comparaison très éclairante sur la consommation énergétique actuelle faite par Jancovici sur http://www.manicore.com (plutôt consacré à l'effet de serre mais la dépletion du pétrole y est évoquée). Il propose de mesurer cette consommation en "équivalent esclave" (équivalent de travail humain pour les oreilles sensibles). Je n'ai pas vérifié ses calculs, mais il a l'air de bien maîtriser les coefficients de proportionnalité . Il arrive à un équivalent pour un Français au chiffre (oups, je veux dire nombre) un peu ahurissant à première vue de 100 esclaves gratuits/ habitant.

    Ahurissant? après tout pas tant que ça, si on songe par exemple au nombre d'hommes nécessaires pour propulser une voiture à 100 km/h sur 10 km, acheminer les produits exotiques dont nous disposons etc...

    Première chose : ce nombre me paraît une mesure quantitative pas trop idiote du "niveau de vie", même si on ne dit pas ce qu'on fait avec ces 100 esclaves ! je ne rentre pas trop dans la discussion de ce qu'on peut faire de plus ou moins intelligent avec notre argent, je constate juste qu'on a le confort de choisir , et si on veut un indicateur quantitatif c'est pas plus bete qu'autre chose. En plus c'est une unité naturelle sans dimension, ca evite de s'embeter avec des dollars courants ou des euros constants, etc;...


    Deuxième chose, je me demande par quelle contrainte ce nombre est il fixé? et c'est la mon idee toute bete, finalement il est comparable au rendement énergétique des énergies fossiles, le ratio énergie récupérée / énergie investie (le fameux EPR des anglo saxons), que j'appelerai A
    Ce qui se comprend assez bien par un calcul de dos d'enveloppe :
    si on dispose au départ d'une puissance P humaine, on peut en consacrer une fraction X à l'extraction d'une source d'énergie. Elle va nous fournir A fois l'énergie investie, donc APx

    D'ou l'énergie dont on dispose finalement
    P - x P + A x P = P(1+x(A-1))

    Le coefficient d'amplification est donc 1+x(A-1). Au maximum, x vaut 1 et on retrouve A. Au fond c'est assez naturel !

    Bien sur chacun ne travaille pas pour extraire son pétrole, mais c'est vrai en moyenne, sur les fractions de PIB nationaux et l'argent qu'on y consacre.

    Donc on aboutit au résultat assez simple : le niveau de vie maximal permis par une source d'énergie,, exprimé en équivalent humain disponible, est numériquement voisin de son rendement énergétique. Le vrai prix de l'énergie, en unité naturelle, c'est 1/A !!!
    Application numérique = 100 esclaves pour un Francais qui consomme environ le double de la moyenne mondiale, correspond a A = 50, ce qui est bien je crois le bon ordre de grandeur du rendement d'extraction du pétrole.
    (Hier je suis allé enfin voir le Cauchemar de Darwin. A part le fait que ça donne envie de se tirer une balle dans la tete en se demandant comment on a pu construire un monde aussi absurde, quelque part dans le film il signale que tant de % des Tanzaniens vivent avec "moins d'un dollar par jour". Le revenu moyen d'un salarié français est de 1500 euros par mois, soit 50 euros par jour. Divisé par 100, ca donne la richesse qu'on aurait sans pétrole : 0,5 euro / jour , ca colle en ordre de grandeur.)

    Alors finalement, pour savoir ce que peut fournir une autre énergie comme niveau de vie, y a qu'a connaitre son rendement énergétique !!!
    A mon avis l'agriculture/elevage du bétail du Moyen Age devait tourner autour de A de 2 à 3.

    Peut etre mon raisonnement est trop grossier, mais en tout cas c'est simple et ca colle en ordre de grandeur.

    MAIS ATTENTION ! avant de vous précipiter sur la liste des énergies, rappelez vous que les rendements actuels sont calculés DANS UNE SOCIETE UTILISANT LE PETROLE. Ce n'est pas innocent ! Si le petrole disparait, il faudra le remplacer là ou il est indispensable, en particulier les transports et l'extraction minière. Pour cela, il faudra évaluer la puissance nécessaire compte tenu du changement de technique : si le rendement final de ces étapes est bien plus faible qu'avec le pétrole (exemple : hydrogène photovoltaique ou nucleaire), cela diminuera sensiblement le rendement A final par rapport a l'actuel.

    Qu'en pensez vous ? ( en particulier, ce raisonnement montre que se fixer A > 1 est une condition évidente, mais très insuffisante; si la fusion n'atteint que 2 ou 3 , autant élever des chevaux...)

    -----

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  3. #2
    sterfil

    Re : Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives au hydrocarbures

    Citation Envoyé par gillesh38
    Bonjour

    le débat étant vif et nourri autour des conséquences de la dépletion du pétrole, il a été proposé de le scinder en plusieurs discussions plus spécialisées. J'ai l'impression que tout le monde admet la possibilité technologique d'énergies alternatives (solaire, biomasse, surgénération, fusion) mais que les avis divergent profondément sur le niveau de vie qu'elles permettraient d'avoir.

    Je propose d'en ouvrir une ici sur l'évaluation quantitative de ce qu'on peut attendre des énergies alternatives, surtout parce que je viens d'avoir une idée qui me paraît tellement simple qu'elle est peut être soit fausse, soit banale. Ceci dit je ne l'ai pas encore vue explicitement exposée (bien sûr le débat est ouvert à toute autre idée !)

    Ma réflexion part d'une comparaison très éclairante sur la consommation énergétique actuelle faite par Jancovici sur http://www.manicore.com (plutôt consacré à l'effet de serre mais la dépletion du pétrole y est évoquée). Il propose de mesurer cette consommation en "équivalent esclave" (équivalent de travail humain pour les oreilles sensibles). Je n'ai pas vérifié ses calculs, mais il a l'air de bien maîtriser les coefficients de proportionnalité . Il arrive à un équivalent pour un Français au chiffre (oups, je veux dire nombre) un peu ahurissant à première vue de 100 esclaves gratuits/ habitant.

    Ahurissant? après tout pas tant que ça, si on songe par exemple au nombre d'hommes nécessaires pour propulser une voiture à 100 km/h sur 10 km, acheminer les produits exotiques dont nous disposons etc...

    Première chose : ce nombre me paraît une mesure quantitative pas trop idiote du "niveau de vie", même si on ne dit pas ce qu'on fait avec ces 100 esclaves ! je ne rentre pas trop dans la discussion de ce qu'on peut faire de plus ou moins intelligent avec notre argent, je constate juste qu'on a le confort de choisir , et si on veut un indicateur quantitatif c'est pas plus bete qu'autre chose. En plus c'est une unité naturelle sans dimension, ca evite de s'embeter avec des dollars courants ou des euros constants, etc;...


    Deuxième chose, je me demande par quelle contrainte ce nombre est il fixé? et c'est la mon idee toute bete, finalement il est comparable au rendement énergétique des énergies fossiles, le ratio énergie récupérée / énergie investie (le fameux EPR des anglo saxons), que j'appelerai A
    Ce qui se comprend assez bien par un calcul de dos d'enveloppe :
    si on dispose au départ d'une puissance P humaine, on peut en consacrer une fraction X à l'extraction d'une source d'énergie. Elle va nous fournir A fois l'énergie investie, donc APx

    D'ou l'énergie dont on dispose finalement
    P - x P + A x P = P(1+x(A-1))

    Le coefficient d'amplification est donc 1+x(A-1). Au maximum, x vaut 1 et on retrouve A. Au fond c'est assez naturel !

    Bien sur chacun ne travaille pas pour extraire son pétrole, mais c'est vrai en moyenne, sur les fractions de PIB nationaux et l'argent qu'on y consacre.

    Donc on aboutit au résultat assez simple : le niveau de vie maximal permis par une source d'énergie,, exprimé en équivalent humain disponible, est numériquement voisin de son rendement énergétique. Le vrai prix de l'énergie, en unité naturelle, c'est 1/A !!!
    Application numérique = 100 esclaves pour un Francais qui consomme environ le double de la moyenne mondiale, correspond a A = 50, ce qui est bien je crois le bon ordre de grandeur du rendement d'extraction du pétrole.
    (Hier je suis allé enfin voir le Cauchemar de Darwin. A part le fait que ça donne envie de se tirer une balle dans la tete en se demandant comment on a pu construire un monde aussi absurde, quelque part dans le film il signale que tant de % des Tanzaniens vivent avec "moins d'un dollar par jour". Le revenu moyen d'un salarié français est de 1500 euros par mois, soit 50 euros par jour. Divisé par 100, ca donne la richesse qu'on aurait sans pétrole : 0,5 euro / jour , ca colle en ordre de grandeur.)

    Alors finalement, pour savoir ce que peut fournir une autre énergie comme niveau de vie, y a qu'a connaitre son rendement énergétique !!!
    A mon avis l'agriculture/elevage du bétail du Moyen Age devait tourner autour de A de 2 à 3.

    Peut etre mon raisonnement est trop grossier, mais en tout cas c'est simple et ca colle en ordre de grandeur.

    MAIS ATTENTION ! avant de vous précipiter sur la liste des énergies, rappelez vous que les rendements actuels sont calculés DANS UNE SOCIETE UTILISANT LE PETROLE. Ce n'est pas innocent ! Si le petrole disparait, il faudra le remplacer là ou il est indispensable, en particulier les transports et l'extraction minière. Pour cela, il faudra évaluer la puissance nécessaire compte tenu du changement de technique : si le rendement final de ces étapes est bien plus faible qu'avec le pétrole (exemple : hydrogène photovoltaique ou nucleaire), cela diminuera sensiblement le rendement A final par rapport a l'actuel.

    Qu'en pensez vous ? ( en particulier, ce raisonnement montre que se fixer A > 1 est une condition évidente, mais très insuffisante; si la fusion n'atteint que 2 ou 3 , autant élever des chevaux...)
    Un homme de constitution moyenne peut fournir une énergie de 80 Watts

    Un sportif arrive au double, mais pas bien longtemps

    Autrement dit une simple ampoule électrique équivaut à l'énergie que peut fournir un individu.

  4. #3
    jc_m

    Re : Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives au hydrocarbures

    Citation Envoyé par gillesh38
    . . . . . . .

    Je propose d'en ouvrir une ici sur l'évaluation quantitative de ce qu'on peut attendre des énergies alternatives, surtout parce que je viens d'avoir une idée qui me paraît tellement simple qu'elle est peut être soit fausse, soit banale. Ceci dit je ne l'ai pas encore vue explicitement exposée (bien sûr le débat est ouvert à toute autre idée !)

    . . . . . .
    Une évaluation quantitative : c'est exactement ce que j'ai proposé sur ce fil

    en partant sur un point précis (car on ne peut tout faire, et bien faire, d'un coup).

    A noter que pas mal de bribes d'évaluations plus ou moins "à la louche" ont déjà été publiée en différents fils de ce forum.

    Elles ne sont pas toutes dénuées d'intérêt mais il me semblera difficile d'en établir une synthèse sérieuse et je crains qu'un fil de discussion consacré sans plus de précision "à l'évaluation des énergies alternatives" devienne en moins d'une semaine un véritable souk, avec les plaisirs et le foisonnement du souk... qui sont assez éloignés de la rigueur que demande une évaluation sérieuse.

    Effectuer un travail sérieux demanderait une certaine structuration : quels sujets, quelle validation des sources, quelles échéances envisagées (les énergies renouvelables d'application immédiate, dans 5 ans, ou prospective sur un terme plus long ?)...

    Un travail sérieux (et qui nécessite de l'effort) se prépare pour avoir quelques chances de bien aboutir, un travail qui demande de l'effort et qui ne semblerait a priori pas sérieux... on ne s'y lance pas !

    Dans "évaluation quantitative de ce qu'on peut attendre des énergies alternatives" il y a de la thermodynamique, mais aussi des aspects environnementaux, financiers, sociaux, politiques... et on ne pourra pas prétendre attendre quoi que ce soit d'une énergie alternative donnée si l'on a éludé certains aspects qui pourraient conditionner son utilisation.

    En fait on pourra "attendre quelque-chose" d'une énergie alternative dans la mesure où elle constitue un passage obligé (coût du pétrole très élevé) ou bien parce-qu'elle présente un spectre d'avantages par rapport à des solutions pratiquées aujourd'hui.

    Dans le premier cas (passage obligé) il faudrait savoir estimer le seuil pour lequel s'effectuerait la permutation (seuil en valeur, estimation de l'époque du basculement... voir le Peak Oil !)... Difficile !

    Dans le second cas il y a déjà beaucoup à faire : pas mal de "solutions alternatives" sont d'ores et déjà avantageuses, et là on peut s'inspirer de certaines dynamiques en place dans d'autres pays (Allemagne, Espagne, Danemark...).

    Allez, pour finir un petit lien :

    Bedzed (en)

    Iguapura Bedzed (fr)

  5. #4
    GillesH38a

    Re : Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives au hydrocarbures?

    Je suis d'accord que c'est compliqué, mais je voulais savoir si l'idée simple que en gros :

    "Une source d'énergie permet d'assurer un équivalent en travail humain à peu près égal à son rendement énergétique" vous paraissait intéressante à creuser, ou évidemment fausse, ou banale, ou absurde......

    Je ne crois pas l'avoir vue exprimée, et j'ai encore des doutes sur mon raisonnement

  6. #5
    Pierre de Québec

    Re : Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives au hydrocarbures

    Citation Envoyé par gillesh38
    Deuxième chose, je me demande par quelle contrainte ce nombre est il fixé? et c'est la mon idee toute bete, finalement il est comparable au rendement énergétique des énergies fossiles, le ratio énergie récupérée / énergie investie (le fameux EPR des anglo saxons), que j'appelerai A
    Ce qui se comprend assez bien par un calcul de dos d'enveloppe :
    si on dispose au départ d'une puissance P humaine, on peut en consacrer une fraction X à l'extraction d'une source d'énergie. Elle va nous fournir A fois l'énergie investie, donc APx

    D'ou l'énergie dont on dispose finalement
    P - x P + A x P = P(1+x(A-1))

    Le coefficient d'amplification est donc 1+x(A-1). Au maximum, x vaut 1 et on retrouve A. Au fond c'est assez naturel !
    Bonjour,

    Je poserais le problème de cette manière :

    E0 : énergie disponible initialement;
    Ex : énergie investie pour extraire de l'énergie nouvelle;
    En : énergie nouvelle extraite.

    Initialement:
    Ei = E0

    À la fin :
    Ef = Eo - Ex + En

    Nous aurons gagné :



    Pour s'en tenir a tes variables, posons

    et





    L'équation (1) se réduit alors à

    Aux limites du monde des faits, le philosophe a trouvé celui des idées. (Karl Jasper)

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    GillesH38a

    Re : Que peut-on attendre quantitativement des énergies alternatives au hydrocarbures?

    Je poserais plutot non? ensuite ça fait apparaitre Ax au lieu de A; si on n'investit rien , x = 0 et on doit retrouver 1

    La critique qu'on pourrait faire à ce calcul est de se limiter à x = 1. Autrement dit, on se limite à investir dans l'extraction d'énergie la puissance humaine disponible au départ. On pourrait objecter qu'avec de l'énergie supplémentaire, on pourrait aussi utiliser cette énergie pour en extraire à nouveau, etc.. ce qui finalement conduirait à x>1. Du coup il n'y aurait pas de limite à
    (je suppose évidemment que A >1 !!).

    C'est un point extrêmement important en pratique, malgré sa présentation un peu théorique et abstraite ! si on se limite à x = 1, ça veut dire qu'une énergie donnée est limitée par son rendement énergétique dans le niveau de vie qu'elle peut assurer (indépendamment de la population NB).

    Si on s'autorise x>1, n'importe quelle énergie "intéressante " (A>1) peut être exploitée à l'infini pour fournir un niveau de vie toujours croissant !!!

    Quelque part je me demande si le débat sur ce qu'on peut espérer des énergies ne se ramène pas à adopter une ou l'autre des positions....les optimistes pensant inconsciemment x illimité et les pessimistes x < 1.

    Comme contre argument à la deuxième idée (possibilité de x>1 et énergie disponible "infinie"), je ferai remarquer qu'on ne peut pas exploiter un nombre infini de puits de pétrole ou faire fonctionner une centrale nucléaire tout seul !

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