Ecologie R

Un discours clair, riche et très large dont nous vous transmettons ci-après les pricincipaux extraits

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Boston (Massachusetts) le 15 juin 2011

Tournons nous vers le futur...nous devrons changer le cours de l’histoire...et nous devrons adapter notre économie, qui s’appuie sur l’extraction des combustibles fossiles, au plus vite, avant qu’il ne soit trop tard.
Je suis persuadé que la réponse à l’avenir qui se dessine se trouve dans le passé, à une époque où il y avait équilibre entre les intrants et les extrants.

Quand l’économie de l’énergie était durable. Je ne préconise pas pour autant un retour au dix-huitième siècle. Je souhaite simplement que nous retournions vers le futur grâce à des solutions systémiques novatrices et à de nouveaux investissements dans les infrastructures et la technologie.

Mais avant d’en arriver là, examinons comment nous en sommes parvenus à ce point.

Jusqu’à la fin du dix-huitième siècle, le développement de l’humanité se caractérisait par une croissance démographique modeste.

En l’espace d’un siècle toutefois, la population mondiale est passée de 1,6 à 6,1 milliards d’êtres humains, et les projections actuelles laissent croire que nous serons approximativement neuf milliards en 2050. Parallèlement, la consommation d’énergie doublera ou triplera.

L’Accord de Copenhague conclu au sommet mondial sur le changement climatique de décembre 2009 a pour objectif avoué de maintenir l’élévation de la température mondiale sous deux degrés Celsius. Pour y arriver, il faudra stabiliser la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère autour de 450 à 550 parties par million en équivalent de dioxyde de carbone. Toutefois, si les tendances prévues par l’Agence internationale de l’énergie pour le prochain quart de siècle se maintiennent au-delà de 2030, la quantité de dioxyde de carbone présente dans l’atmosphère atteindra 540 à 970 parties par million en 2100.

Que faire?
Manifestement, nous devons changer la trajectoire actuelle de la consommation d’énergie par le déploiement plus rapide de technologies plus efficaces et le recours à des sources d’énergie renouvelables libérant peu de dioxyde de carbone.

L'hydroélectricité

L’hydroélectricité est désormais la forme la plus courante d’énergie renouvelable et subvient à environ vingt pour cent de la demande mondiale d’électricité. Les centrales nucléaires produisent 16 pour cent de l’électricité mondiale, mais, cette année, nous avons eu un avant-goût des risques potentiels de cette source au Japon, et l’Allemagne a déjà annoncé son intention de tourner le dos au nucléaire.
Des sources d’énergie renouvelables moins polluantes s’avéreraient une solution plus commode, à longue échéance.

L’énergie du vent
Avec la baisse des prix, l’énergie éolienne est devenue la méthode de production d’électricité qui croît le plus rapidement et tout indique que son essor n’est pas prêt de s’arrêter. Le Global Wind Energy Council prévoit en effet que la capacité globale des installations éoliennes atteindra 240 GW d’ici 2012. Le vent produira alors plus d’un demi-million de gigawatt-heures d’électricité par année, soit trois pour cent de la demande mondiale.
Dans un article publié en 2008 dans New Scientist, un éminent expert de l’énergie éolienne américain, Walt Musial, du National Renewable Energy Laboratory, au Colorado, comparait la situation actuelle de la technologie éolienne à celle de l’automobile en 1940. Selon lui, la technologie pourrait être améliorée de maintes façons, ce qui rendrait les turbines encore plus efficaces, fiables et puissantes.

L’énergie du soleil
Tirer de l’électricité du soleil est une technologie qu’on lorgne depuis l’époque victorienne et les bâtiments qui régulent la température par une architecture astucieuse existent depuis des millénaires. D’ici 2015, le prix de l’électricité issue des cellules photovoltaïques devrait équivaloir à celui de l’électricité venant d’une génératrice classique. De nouvelles cellules photovoltaïques, moins onéreuses, pourraient faire en sorte que le soleil produise plus d’énergie que le nucléaire d’ici 2020.
La technologie photovoltaïque des semi-conducteurs organiques figure parmi les plus prometteuses pour la fabrication de piles solaires bon marché. Le CNRC (ISM) y travaille avec pour partenaires St-Jean Photochemicals, Konarka Technologies et l’Université Laval.

Ce consortium a mis au point un nouveau type exclusif de semi-conducteurs polymériques, une série d’appareils à architecture optimisée et des procédés de fabrication.

Un autre projet poursuivi par le CNRC à Ottawa (ISM) concerne la création d’un système photovoltaïque recourant à des puces solaires spéciales, à « triple jonction », et à une optique complexe pour concentrer 500 fois plus de lumière en surface. Ces composants sont groupés en un réseau qui suit le soleil dans sa course grâce à un ordinateur. Participent au projet l’Université d’Ottawa, l’Université de Sherbrooke, Cyrium Technologies et OPEL International.

L’énergie de la terre
Jamais ne s’est-on autant intéressé à l’énergie géothermique.

Selon la Geothermal Energy Association, les meilleurs sites produiraient de l’électricité pour aussi peu que 5,5 cents le kilowattheure, contre 8 ou 9 cents pour les centrales au gaz naturel. Néanmoins, il s’agit là des « meilleurs sites », c’est-à-dire ceux situés dans des lieux comme l’Islande, le Japon et la Nouvelle-Zélande, où l’activité volcanique affleure.
La situation est néanmoins sur le point de changer. En effet, de nouveaux développements permettent d’atteindre plus facilement et à moindre coût la chaleur terrestre, même à l’abri, sous des kilomètres de roc. Ainsi, une technologie baptisée « systèmes géothermiques évolués » permet de créer un point géothermique à peu près partout, par fracturation des roches chaudes et injection d’eau.

Plusieurs projets en ce sens se déroulent en Allemagne, en France, en Australie et aux États-Unis.

L’énergie de la biomasse
La biomasse abonde. Le problème est qu’elle ne restitue pas beaucoup d’énergie. Les arbres abattus et les cultures énergétiques ne concentrent que le quart de l’énergie qu’on trouve dans le charbon bitumineux. L’obstacle à surmonter est énorme si l’on veut que la production d’électricité avec la biomasse cesse d’être marginale.
Le CNRC pourrait avoir trouvé la solution dans les algues. Celles-ci ont retenu considérablement l’attention en tant que matière première pour les biocarburants, car certaines espèces produisent vingt fois plus d’huile que les cultures habituelles.

Les biocarburants tirés des algues unicellulaires font l’objet d’une étude aux installations du CNRC à Halifax (IBM), dans le cadre du Programme national sur les bioproduits.

Outre la fabrication de biocarburants, les algues unicellulaires ont besoin d’une quantité considérable de dioxyde de carbone pour proliférer, si bien les systèmes de culture industrielle pourraient séquestrer les émissions de ce gaz des sources ponctuelles, bref réduire notre dépendance sur les combustibles fossiles, qui ajoutent du CO2 à l’atmosphère.
Cette étude du CNRC fournira les données nécessaires pour évaluer exactement la possibilité qu’un système de production de biocarburants reposant sur les algues devienne une solution viable sur le plan de l’environnement et de l’économie, dans les conditions particulières au Canada. Ce programme prévoit une analyse des coûts de production, des incidences environnementales et du cycle de vie des biocarburants extraits des algues.

L’énergie de la mer

Le Canada se targue d’enregistrer les plus hautes marées au monde dans la baie de Fundy. À cet endroit, le niveau de la mer s’élève d’en moyenne 11 mètres jusqu’à un maximum de 17 mètres à son goulot le plus étroit et ce, deux fois par jour, jour après jour.
Le Conseil mondial de l’énergie estime qu’à elles seules, les marées de la baie de Fundy généreraient 17 000 gigawatt-heures d’électricité par année.

Certaines estimations situent la production mondiale d’électricité par les marées à un million de gigawatt-heures annuellement, soit cinq pour cent de l’électricité produite sur la planète, bien que des contraintes de nature pratique puissent n’autoriser l’exploitation que d’une fraction d’une telle puissance.
À Terre-Neuve, le CNRC (ITO) poursuit un programme qui évalue la performance des dispositifs captant l’énergie de la mer pour la transformer en électricité. L’objectif principal est d’aider ceux qui développent ce secteur en mettant à leur disposition une gamme d’instruments et de services comme des essais en bassin, la modélisation numérique et des essais sur le terrain.
Aussi prometteuses que semblent ces nouvelles, nous restons confrontés au fait qu’à l’inverse des centrales nucléaires ou thermiques alimentées au charbon ou au gaz naturel, bon nombre de génératrices faisant appel aux énergies renouvelables ne fonctionnent que de manière intermittente. Par conséquent, plus ces sources produiront d’électricité et plus les réseaux nationaux gagneront en instabilité. Le seuil pour les réseaux publics paraît se situer autour de trente pour cent de pénétration des sources renouvelables.

Les chercheurs élaborent de nouvelles méthodes pour équilibrer l’offre et la demande, afin que le consommateur ne puisse discerner les coupures à la centrale. Les compteurs intelligents en sont une. Ceux-ci modifient dynamiquement le prix de l’électricité pour inciter les gens à ne recourir aux appareils les plus énergivores que lorsque la demande est faible.

Le stockage est une autre solution. Trouver comment stocker l’électricité produite en excédent quand la demande est faible pour l’utiliser subséquemment en période de crête est un impératif si l’on veut que l’électricité émanant des sources renouvelables devienne aussi fiable que celle issue des combustibles fossiles. Les piles usuelles ne conviennent pas. Il faut trouver d’autres solutions.

Qu’il s’agisse du vent ou de la houle, du soleil ou de la lune, je suis persuadé que nous pouvons transformer notre dépendance sur l’énergie. Je fais cette affirmation, car je suis quelqu’un de foncièrement optimiste.

Cependant, une autre série de chiffres nous apprend que la chose s’avérera difficile.

On les doit à Daniel Nocera, qui enseigne la chimie au MIT, ici même, à Boston. M. Nocera fait partie des plus brillants penseurs en matière d’énergie. Il compte aussi parmi les principaux acteurs dans le consensus scientifique qui est sur le point de voir le jour concernant l’énergie solaire.

Pour l’instant, la demande mondiale d’énergie est d’environ 12,8 térawatts (un térawatt est un billion de watts). D’ici 2050, avec une population de près de 9 milliards d’habitants, la planète en consommera 30 térawatts.

M. Nocera propose un menu hypothétique réunir les 18 térawatts manquants de certaines ressources durables dont je viens de parler :
-couper toutes les plantes de la Terre pour en faire du carburant. On obtiendra 7 térawatts, mais nous n'aurons alors plus rien à manger ;
-construire des centrales nucléaires. On produirait environ 8 térawatts en bâtissant une nouvelle centrale d’un milliard de watts tous les 1,6 jour, jusqu’en 2050;
-utiliser toute l’énergie éolienne disponible à la surface du globe pour 2 térawatts de plus;
-chercher l’ultime térawatt en érigeant un barrage sur chaque cours d’eau qui peut raisonnablement en accueillir un.

Faites le total et vous obtiendrez les 18 térawatts requis.

Pour Nocera, toutes les pistes de l’énergie convergent vers le soleil.

Il rappelle que l’astre qui nous éclaire baigne la Terre de 800 térawatts. Trente nous suffiront. Un des principaux objectifs poursuivis par son laboratoire est de trouver comment transformer efficacement la lumière en combustibles chimiques (l’hydrogène, par exemple).
Concrétiser pareille vision se résume à deux problèmes scientifiques : des piles solaires bon marché et des systèmes peu coûteux pour séparer l’eau proprement et efficacement.

À l’Institut national de nanotechnologie du CNRC, à Edmonton, l’équipe de recherche de Jillian Buriak a réalisé de grands progrès dans la création de piles photovoltaïques en polymère bon marché, très faciles à fabriquer.

L’objectif n’est pas tant de parvenir à une efficacité supérieure mais à une plus longue durée de vie.
Les générations antérieures devaient composer avec des problèmes locaux, voire régionaux. Notre génération est aux prises avec un ensemble unique d’enjeux planétaires. À elle incombe la tâche de tracer une nouvelle voie vers une économie durable de l’énergie.

En mai, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat publiait un rapport brossant une vision rose d’un avenir vert. Avec un appui adéquat du gouvernement, le GEIEC soutient que nous pourrions tirer près de 80 pour cent de l’énergie dont nous avons besoin de sources renouvelables d’ici 2050. Il y a un hic, toutefois. Y parvenir signifierait que la future population de 9 milliards d’habitants en 2050 utilise moins d’énergie que les sept milliards que nous sommes actuellement, soit 407 exajoules par année, contre 490 exajoules.

Nous devons rapidement mettre au point des solutions durables pour alimenter l’avenir en énergie.

Rien n’est plus urgent, à mon avis. Bon nombre des idées, des connaissances et des outils nécessaires à pareille transition existent déjà, mais il en faudra assurément d’autres. Nous devons abattre les barrières entre l’industrie, les universités et le gouvernement pour trouver des solutions multidisciplinaires inédites au problème de l’énergie propre.

Et il nous faut investir dans la R-D thématique, tout comme on l’a fait avec le projet Manhattan il y a près de 70 ans. Sans progrès technologiques pour réduire les coûts, nous ne pourrons alimenter la planète en énergie avec des sources renouvelables.

Nous avons donc besoin des meilleurs cerveaux, de conditions propices à la collaboration et de solides investissements pour nous atteler à la tâche. Mais, comme le disait Doc dans Retour vers le futur : « Quand on y met du sien, rien n’est impossible. »

John R. McDougall,Président du CNRC

M. John R. McDougall, chef de file dans le domaine des politiques scientifiques et technologiques et dans celui de l'innovation au Canada, a été nommé au poste de président du CNRC en avril 2010.
M. McDougall est né et a grandi à Edmonton (Alberta). Considéré comme l'une des 50 personnes les plus influentes de cette province, il a, au fil de sa carrière été actif dans de nombreux secteurs et compte sur sa feuille de route nombre d'accomplissements importants.
Jusqu'à tout récemment, M. McDougall était président et chef de la direction du Alberta Research Council (ARC), poste qu'il a occupé au cours des 12 dernières années.
M. McDougall a amorcé sa carrière en travaillant pendant dix années en qualité d'ingénieur pétrolier. Il est ensuite rapidement devenu propriétaire exploitant d'une société internationale d'ingénieurs conseils. Par la suite, il a occupé un certain nombre de postes influents au sein d'entreprises de recherche et de sociétés manufacturières parmi les plus novatrices au Canada ainsi qu'au sein de consortiums et d'organisations sans but lucratif.
Actif dans son milieu et au sein de sa profession, M. McDougall a, au fil d'une carrière de 43 ans, apporté sa contribution à plusieurs importants conseils et comités consultatifs, tant au sein de l'administration fédérale qu'au sein d'organismes provinciaux.
Il a notamment été membre de la Commission consultative du Programme d'aide à la recherche industrielle du CNRC (PARI-CNRC) de 2002 à 2006 et a aussi contribué au Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG), au Réseau de Centres d'excellence AUTO21, à l'Edmonton Space & Science Foundation et l'Environmental Protection Advisory Committee.
Membre de l'Académie canadienne du génie et d'Ingénieurs Canada, M. McDougall est titulaire d'un baccalauréat en génie civil de l'Université de l'Alberta et a poursuivi des études supérieures en génie de l'environnement. De 1991 à 1997, il a été le premier titulaire de la chaire Poole de gestion pour les ingénieurs, un poste prépondérant au sein de  la faculté de génie.
M. McDougall a aussi été président du conseil et président fondateur d'Innoventures Canada.

Sources
Les cellules photovoltaïques organiques au CNRC
Les cellules photovoltaïques à concentration solaire au CNRC
Les biocarburants tirés des algues au CNRC
L’énergie des marées au CNRC
Jillian Buriak, INN
Groupe intergouvernemental sur l’évolution du climat, Quatrième rapport d’évaluation, 2007
Communiqué de mai de l’IPCC
Agence internationale de l’énergie, émissions de dioxyde de carbone
Global Wind Energy Council, prévisions sur l’énergie éolienne
Article du New Scientist sur l’énergie éolienne : Renewable energy: Anywhere the wind blows, 8 octobre 2008, par Rob Edwards
Article du New Scientist sur le stockage de l’énergie : Renewable energy: Electric dreams, 8 octobre 2008, par Helen Knight
Geothermal Basics, Geothermal Energy Association
Conseil mondial de l’énergie, l’énergie des marées
Daniel Nocera sur Youtube
Article de Daniel Nocera : Cook, TR et coll. Solar Energy Supply and Storage for the Legacy and Nonlegacy Worlds. Chem. Rev. 2010, 110, 6474-6502.