Combustibles fossiles : la fin est proche

Cela ne fait aucun doute : le secteur pétrolier a connu des jours meilleurs. Outre les turbulences qu’affronte actuellement l’or noir, dont les cours ont chuté à 30/40 dollars le baril, surgissent des questions sur la viabilité du modèle économique du secteur dans son ensemble. Prenons l’exemple de la dynastie Rockefeller et de l’Arabie saoudite, deux noms synonymes de fortunes colossales bâties sur le pétrole. Le Rockefeller Family Fund vient de faire part de son intention de céder sa participation dans Exxon Mobil, descendant direct de la Standard Oil fondée par John D. Rockefeller, et dans d’autres entreprises liées aux énergies fossiles, expliquant « ne plus voir de logique, tant financière qu’éthique, à détenir des positions dans ces entreprises ». De son côté, l’Arabie saoudite a dévoilé un projet de fonds d’investissement d’un montant de 2 000 milliards de dollars, dessinant les contours d’un avenir post-pétrole. Certes, ce ne sont que des exemples empiriques, mais l’heure est peut-être grave pour le secteur pétrolier.

Pour être honnête, en tant que chimiste de formation, je suis toujours étonné de la prédominance des combustibles fossiles dans le paysage énergétique mondial. Si l’on y réfléchit, cela n’a rien d’évident car, sur le fond, brûler des combustibles fossiles n’est rien d’autre qu’une manière aussi lente qu’inefficace de consommer de l’énergie nucléaire (voir graphique ci-dessous).

Les radiations électromagnétiques (c’est-à-dire la lumière du soleil) sont un sous-produit du processus de fusion nucléaire dans le soleil. Sur terre, les plantes transforment l’énergie contenue dans la lumière en liaisons chimiques en fabriquant des hydrocarbures complexes qui sont métabolisés (c’est-à-dire mangés) par les animaux puis convertis en nouvelles biomolécules. Lorsque les plantes et les animaux meurent, leur matière organique devient, dans des circonstances particulières et en quelques dizaines de millions d’années, du carburant fossile. À cet égard, ce sont donc des énergies renouvelables, mais dans une durée extrêmement longue. Par la suite, nous réalisons des forages pour récupérer ces combustibles fossiles, les transformer puis les brûler pour transformer l’énergie stockée dans leurs liaisons chimiques en énergie mécanique ou en chaleur. Le processus dans son ensemble est hautement inefficace, puisque l’énergie est « perdue » (pas au sens propre du terme, mais elle est partiellement transformée en formes d’énergie assez inutiles, par exemple en chaleur perdue) à chaque étape de la conversion. Le summum du gaspillage est atteint à la dernière étape, car les moteurs à combustion ont une efficacité nettement intérieure à 50 %. Et il ne s’agit pas d’un problème que les ingénieurs peuvent éliminer, mais bien d’une conséquence nécessaire, résultant directement des lois de la thermodynamique. Mais arrêtons-là l’exposé scientifique.

Le pétrole comporte d’autres inconvénients de taille, parmi lesquels :

• Une quantité disponible finie, car le rythme de consommation est largement supérieur au rythme de production
• Les conséquences environnementales de l’extraction, du transport et de la combustion (déversements, contamination des sols et des océans, émissions de CO₂, etc.)
• Une infrastructure complexe (pipelines, pétroliers, raffineries, stations-service, etc.) qui coûte cher à construire et à entretenir

Sans compter les autres coûts d’opportunité. Si nous sommes prêts à accepter tous les inconvénients du pétrole, pourquoi ne pas au moins essayer d’en tirer le meilleur ? Par exemple, pour un chimiste, il serait logique d’utiliser le savant mélange de molécules organiques comme précurseur de la synthèse complexe des polymères. Pourtant, les produits pétrochimiques ne représentent qu’une infime proportion (environ 2 %) des dérivés d’un baril de brut américain (voir graphique ci-dessous). Plus de 80 % des produits (essence, gasoil, fioul domestique et kérosène) sont tout simplement brûlés dans des moteurs ou des chaudières, ce qui, soyons honnêtes, est aussi inutile que barbare.

Mais pourquoi les combustibles fossiles, pétrole en tête, sont-ils toujours prédominants ? Pourquoi l’immense majorité des voitures est-elle toujours à combustion interne, et non à moteur électrique ? La réponse tient en un mot : stockage. Et, en la matière, les combustibles fossiles excellent. Cette question du stockage est lourde de conséquences pratiques, notamment dans le transport. Les véhicules qui utilisent des combustibles à base de pétrole sont relativement légers. Pour relier un point A à un point B, ils sont consomment une quantité assez modeste de carburant. Et c’est là que se trouve la principale difficulté que rencontre actuellement l’« électro-mobilité ». Un kilo de batterie électrique ne peut stocker qu’une infime fraction de l’énergie contenue dans un kilo d’essence, de gasoil ou de kérosène. Tant que les batteries ne pourront pas se recharger lorsque l’on conduit (et ce n’est pas demain la veille), les utilisateurs de véhicules électriques devront soit accepter une autonomie réduite, soit transporter des quantités colossales de batteries, ce qui alourdira le véhicule et réduira son efficacité.

Des ressources conséquentes sont actuellement allouées pour