Énergies fossiles : avantages, inconvénients et alternatives

Quoi qu'on en pense, les énergies fossiles constituent l'un des fondements de notre société moderne. L'usage du pétrole, du gaz naturel et du charbon nous permet de circuler, de nous chauffer, de nous éclairer, mais aussi d'avoir accès à une offre pléthorique de biens et de services. Autrement dit, le confort dont beaucoup bénéficient - notamment au sein des pays occidentaux - est intrinsèquement lié à l'exploitation des énergies fossiles.

Problème : l'exploitation des énergies fossiles est néfaste, pour l'environnement comme pour notre santé. Mais que doit-on faire alors ?

👉 Qu'est-ce qu'une énergie fossile exactement ? Quels sont ses avantages et ses inconvénients ? Qu'impliquerait le renoncement aux énergies fossiles ? Peut-on vraiment envisager de les remplacer par les énergies renouvelables ?

Greenly fait le point.

Énergie fossile, définition

Plusieurs millions d'années sont nécessaires au processus de formation d'une énergie fossile. C'est l'une des principales problématiques auxquelles la société de consommation est confrontée. On estime que beaucoup de charbons aujourd'hui exploitables se sont formés il y a 360 à 300 millions d'années pendant le Carbonifère. Ce fut sans doute l'époque la plus propice à son apparition.

L'intervention humaine peut être nécessaire pour faire d'une ressource fossile une source de matière et d’énergie. Par exemple, le pétrole brut est inutilisable en l'état. L'étape du raffinage lui permet cependant d'être transformé en carburant et en divers autres produits (à l'image de certaines matières textiles). À l'inverse, le charbon, le gaz naturel et le lignite peuvent être utilisés directement.

Quelles sont les 3 principales sources d'énergie fossile ?

Les trois principales sources d'énergie fossile sont le pétrole, le charbon et le gaz naturel. Selon les derniers chiffres du BP Statistical Review of World Energy 2022, la consommation mondiale d'énergie se répartit comme suit :

• 30,9 % de pétrole ;
• 26,9 % de charbon ;
• 24,4 % de gaz naturel ;
• 6,8 % d'hydroélectricité ;
• 6,7 % d'énergies renouvelables ;
• 4,3 % de nucléaire.

Toutefois, notons qu'il existe bien quatre formes d'énergie fossile : liquide (le pétrole), rocheuse (le charbon), gazeuse (le gaz naturel), et métallique (l'uranium, le cuivre, le lithium et le cobalt).

Ces ressources peuvent être extraites :

• par puisage (pour le pétrole et le gaz naturel) ;
• par extraction directe à la surface des sols (pour la tourbe) ;
• par extraction dans des mines (pour le charbon) ;
• par extraction dans des mines à ciel ouvert (pour le lignite).

En 2020, en France, le bouquet énergétique primaire réel se composait de :

• 40 % de nucléaire ;
• 28,1 % de pétrole ;
• 15,8 % de gaz naturel ;
• 12,9 % d'énergies renouvelables ;
• 2,5 % de charbon ;
• 0,8 % de déchets non renouvelables.

Si les trois principales énergies fossiles sont devancées par le nucléaire, c'est que la France a massivement investi ce segment dès la fin de la Seconde Guerre Mondiale. Le premier réacteur nucléaire français producteur d'électricité a été mis en service en 1956. Et bien que la "popularité" de l'énergie nucléaire soit régulièrement critiquée, Emmanuel Macron souhaite miser sur cette filière, avec la construction de six réacteurs EPR 2 d'ici 2050.

De fait, la France importe la plupart de ses énergies fossiles : 

• 100 % du charbon provenait des États-Unis, d'Australie, d'Afrique du Sud et de Colombie (économiquement déficitaire, il a donc été abandonné) ;
• 98 % du gaz naturel est importé de Norvège, d'Algérie, de Russie et des Pays-Bas, depuis l'épuisement du gisement de gaz de Lacq en 2010 ;
• 98,5 % du pétrole provient d'Afrique, des pays de l'ex-URSS, du Moyen-Orient, de la mer du Nord, du Niger et de la Russie.

Les avantages des énergies fossiles

Les énergies fossiles sont d'excellents combustibles. Fortes d'un rendement énergétique particulièrement intéressant (notamment pour le pétrole), elles ont par ailleurs bénéficié de leur niveau d'abondance sur Terre. Et ce, bien avant la Révolution industrielle.

Par la suite, d'époque en époque, la maîtrise de l'exploitation des énergies fossiles s'est accentuée. Associée à des méthodes de transport et de stockage relativement simples, cette maîtrise a conduit l'Occident à développer un modèle de croissance fondé sur le recours aux énergies fossiles. En tout ignorance, probablement, des dégâts environnementaux et sanitaires que cette exploitation engendrerait.

Les inconvénients des énergies fossiles

Les gaz à effet de serre

L'exploitation des énergies fossiles est synonyme de la création d'une quantité colossale de gaz à effet de serre (GES). Et si ces derniers sont naturellement présents au sein de notre atmosphère, le surplus imputable à l'activité humaine pose problème.

En bref, la quantité additionnelle de gaz à effet de serre dont nous sommes collectivement responsables provoque l'accentuation d'un phénomène bien connu : l'effet de serre. Dans sa forme naturelle, l'effet de serre est indispensable à la vie sur Terre. Sans lui, les températures sur notre planète seraient trop froides. À titre d'exemple, la planète Mars souffre de son absence d'effet de serre. Sa température moyenne avoisine - 67°C.

Le problème, c'est que le surplus de gaz à effet de serre provoque la création d'un effet de serre "additionnel". À l'effet de serre naturel s'ajoute désormais un effet de serre anthropique (c'est-à-dire d'origine humaine). Résultat : la température moyenne augmente. On parle de l'emballement de l'effet de serre. Un engrenage aux conséquences potentiellement dramatiques : car s'il n'était pas d'origine humaine, l'accentuation de l'effet de serre a causé la perte de la planète Vénus. Or, les équilibres systémiques régissant la vie sur Terre sont tout aussi sensibles à ces variations.

En mars 2022, l'Agence internationale de l'énergie indiquait que les énergies fossiles avaient été à l'origine de 36,3 milliards de tonnes de CO2 en 2021. Un niveau encore jamais atteint. Selon le dernier rapport du GIEC, pour limiter le réchauffement climatique à +1,5 °C, il est impératif de stopper l'extraction du charbon. De même, nous devons réduire de 60 % l'usage du pétrole et et de 70 % celui du gaz d'ici à 2050 (par rapport aux niveaux de 2019).

La pollution de l'air

L'exploitation des énergies fossiles se trouve à l'origine d'une gigantesque problématique sanitaire : la pollution aux particules fines. Selon Natura Sciences, en 2018, cette dernière a provoqué la mort prématurée de 8 millions de personnes. L'Asie est le continent le plus touché : au moins un quart de la mortalité serait lié aux particules fines dans une demi-douzaine de pays d’Asie. Plus localement, entre 2016 et 2019, Santé publique France a estimé que 40 000 décès annuels pourraient être attribuables à une exposition des personnes âgées de 30 ans et plus aux particules fines (PM2,5). 

Dans le détail, l'exposition chronique aux particules fines contribue à augmenter le risque de:

• maladies cardiovasculaires et respiratoires ;
• cancers pulmonaires.

Les stocks d'énergies fossiles

Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), en 2020, la consommation mondiale des ressources énergétiques était de 15 025 Mtep (million de tonnes équivalent pétrole). Elle pourrait atteindre 17 387 Mtep en 2035.

Or, le BP Statistical Review of World Energy 2020 estime qu'il reste environ :‍

• 139 ans de réserve de charbon (environ 1074 milliards de tonnes) ;
• 48,8 ans de gaz naturel (188 100 milliards de tonnes) ;
• 53,5 ans de pétrole (244,4 milliards de tonnes).‍

Mais ces chiffres demeurent des estimations, fondées sur le nombre de ressources identifiées. Or le nombre de ressources identifiées est sujet à débat.

Quelle est la différence entre les énergies fossiles et renouvelables ?

Utilisées depuis des siècles, les énergies fossiles doivent leur succès à leur facilité d'exploitation, ainsi qu'à l'attractivité de leur prix. Malheureusement, elles sont aussi responsables de la pollution de notre atmosphère, ainsi que du réchauffement climatique. En outre, elles ne sont disponibles qu'en quantités limitées. Là où notre consommation d'énergie ne cesse d'augmenter.

À l'opposé, les énergies renouvelables (également appelées “énergies vertes”) sont inépuisables et disponibles sur l'ensemble de notre planète. En outre, elles ne génèrent pas de gaz à effet de serre, et pourraient donc nous permettre de réduire notre impact environnemental sur ce volet.

Les sources d'énergie renouvelable sont :

• le vent pour l'éolien ; 
• le soleil pour le thermique et le photovoltaïque ; 
• la chaleur terrestre pour la géothermie ; 
• la biomasse pour la biodégradation ;
• la force de l'eau pour l'hydroélectricité. 

Leur principal défaut ? La plupart des énergies renouvelables sont intermittentes. Dépendante de la nature et de ses aléas, l'énergie renouvelable n'est pas disponible à tout moment. C'est le cas de l'énergie solaire par exemple, qui se voit entravée dès que la nuit tombe et que la météo devient nuageuse.

En 2020, en France, l'énergie renouvelable représentait 19,1 % de la consommation finale brute d'énergie. Un chiffre qui devrait atteindre 33% d'ici à 2030.

Le nucléaire est-il une énergie renouvelable ?

Non, l'énergie nucléaire n'est pas une énergie renouvelable. Toutefois, elle n'appartient pas non plus à la catégorie des énergies fossiles.

La raison est simple : si l'énergie nucléaire ne génère pas de CO2, elle est néanmoins produite à base d'uranium. Son isotope 235 est l'un des seuls isotopes fissiles se trouvant naturellement sur Terre. Il est compatible avec le principe de fission nucléaire, sur lequel repose le fonctionnement de nos centrales. Problème : l'uranium demeure une ressource limitée. Selon les prévisions, les conditions actuelles de fonctionnement permettraient à nos centrales nucléaires de recourir à l'uranium pendant environ un siècle.

Pour autant, les énergies fossiles englobent uniquement les énergies produites à partir de combustibles riches en carbone, et issus de la décomposition de matières organiques. Une définition incompatible avec l'énergie nucléaire.

Le charbon est l'une des sources d'énergie les plus anciennes. Il est aujourd'hui la première source de production d'électricité dans le monde.

Malheureusement, le charbon est très polluant :

• au moment de l'extraction, car les mines génèrent du CO2 et dégradent parfois les nappes phréatiques ; 
• au moment de l'exploitation (le charbon rejette 1,5 fois plus de CO2 que le gaz et 1,3 fois plus que le pétrole).

À l'échelle mondiale, le charbon est responsable de 40 % de nos émissions de CO2.

À l'inverse, le gaz naturel est considéré comme la moins mauvaise des énergies fossiles. En effet, la combustion du gaz naturel rejette 30 % de moins de CO2 que le pétrole et moitié moins que le charbon. 

Selon le BP Statistical Review 2022, la Russie pèse pour 17,4 % de la production mondiale de gaz naturel. Elle est devancée par les États-Unis (23,1 %) et talonnée par l'Iran (6,4 %).

Attention : si le gaz naturel est la moins polluante des énergies fossiles, cela n'en fait pas une énergie propre. Le gaz naturel représente un cinquième du total de nos émissions à l'échelle mondiale. Ceci sans parler des émissions "fugitives" - les émissions qui ne sont pas liées à l’utilisation finale du combustible

L'énergie hydraulique

Première source d'électricité propre en France, l'énergie hydraulique est produite grâce à la force de l'eau. Les centrales hydrauliques génèrent de l'énergie grâce aux chutes et au débit des cours d'eau retenus par les barrages. Plus la pression de l'eau est forte, plus elle crée de l'énergie.

En 2019, on comptait 2 000 installations en France (un des principaux producteurs en Europe). En 2020, cette énergie représentait 49 % de la production brute d'électricité renouvelable.

L'énergie éolienne

Les éoliennes installées sur terre (onshore) ou en mer (offshore) exploitent l'énergie cinétique du vent et la convertissent en énergie mécanique, puis en électricité verte. 

D'après les chiffres d'EDF, en 2019, le parc éolien français a produit 34,1 TWh (6,3 % de la production d’électricité nationale).

D'ici à 2030, la filière éolienne devrait représenter 32 % de la production d'énergie renouvelable en France, conformément aux objectifs définis par la loi sur la Transition Énergétique pour la Croissance Verte.

L'énergie solaire

Cette troisième forme d'énergie renouvelable est produite par le soleil. Les cellules photovoltaïques des panneaux solaires captent les rayonnements de ce dernier et les transforment en électricité.

On distingue deux types d'énergie solaire :

• l'énergie photovoltaïque ;
• l'énergie thermique.

D'après SolairePV, en 2022, le solaire photovoltaïque a couvert 4,1 % de l’énergie électrique consommée en France.

L'énergie géothermique

Cette énergie nécessite d'aller puiser la chaleur dans le sous-sol de la terre et ne dépend pas des conditions météorologiques.

Il existe trois formes de géothermie :

• superficielle, pour laquelle l'extraction de la chaleur (- 30°C) s'effectue à moins de 200 mètres de profondeur ;
• basse température ou basse énergie, qui puise la chaleur (entre 30 °C et 90 °C) dans les gisements d'eau jusqu'à 2 000 mètres de profondeur ;
• haute température, qui nécessite d'aller à plus de 1 500 mètres de profondeur pour obtenir des fluides supérieurs à 150 °C.

Actuellement, la France possède deux centrales en Guadeloupe et à Soultz-sous-Forêts.

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