Les thématiques traitées par A3E
L’Encyclopédie de l’Environnement traite d’un sujet immense qui recouvre :
– les milieux terrestres où la vie se développe, l’air, l’eau et le sol,
– les conditions offertes à la vie et notamment le climat, objet de profondes préoccupations à l’échelle du 21e siècle,
– les liens profonds entre la nature et le vivant, l’origine et l’érosion de la biodiversité, les écosystèmes et leur évolution,
– mais aussi les interactions entre l’homme, la nature et tous les êtres vivants.
Cet ensemble est organisé en huit rubriques, pilotées chacune par des experts du sujet, divisées elles-mêmes en modules thématiques qui comprennent les articles.
L’Encyclopédie de l’Énergie réunit des connaissances expertisées, structurées et personnalisées sous la forme d’articles, de biographies des auteurs, de compléments bibliographiques et de présentations des centres de compétence sur les divers sujets traités. Les articles sont classés sous douze rubriques : bases théoriques, usages de l’énergie, sources fossiles, hydraulique, autres sources renouvelables, nucléaire, électricité, nouvelles technologies (hydrogène, batteries…), environnement, économie et politique de l’énergie, histoire mondiale de l’énergie, statistiques.
L’atmosphère, raréfiée aux altitudes très élevées, traversée par le rayonnement solaire, est soumise dans sa partie basse, la troposphère, à une agitation permanente. Ses instabilités donnent lieu à des phénomènes météorologiques susceptibles d’être violents dont la prévision fait l’objet de coopérations internationales. Sa composition traduit sa contribution aux grands cycles matériels, de l’azote, de l’oxygène, de l’eau et du carbone. La connaissance et le contrôle de ses pollutions constituent des défis majeurs de notre époque.
Responsables de rubrique : Philippe BOUGEAULT & René MOREAU
Indispensable à la vie, l’eau occupe les océans, milieux d’une biodiversité encore mal connue et puissants régulateurs du climat, et elle parcourt les terres émergées où elle façonne les paysages et participe à la diversification des écosystèmes. Les caprices des précipitations conditionnent le débit des cours d’eau, de mieux en mieux aménagés dans les pays développés, ainsi que le stockage souterrain d’eau douce. L’alimentation des populations en eau d’une qualité garantie, notamment dans les pays arides, et le traitement des eaux résiduaires sont devenus des enjeux prioritaires.
Responsables de rubrique : Joël SOMMERIA & Georges VACHAUD
Le sol constitue la couche externe de la croûte terrestre résultant des interactions entre lithosphère, atmosphère, hydrosphère et biosphère. Il se différencie de la roche mère par la présence de vie et d’éléments réactifs dans le pouvoir épurateur du sol (minéraux, matières organiques, nutriments et microorganismes…). Milieu plus ou moins cohésif, le sol a un rôle central pour l’agriculture et la géotechnique. Amené à porter des charges lourdes, telles que barrages ou immeubles, il est soumis aux secousses de la croûte terrestre. Sources de risques, il nécessite parfois des renforcements.
Responsables de rubrique : Félix DARVE & Jean MARTINS
Une dizaine de glaciations rythmées par des causes astronomiques se sont succédées au cours du dernier million d’années, séparées par des rémissions comme l’Holocène qui a permis le développement de l’humanité. Et voici que, à l’échelle du siècle, une croissance rapide de l’effet de serre fait craindre une influence anthropique durable sur cette machine climatique. Si l’histoire du climat nous aide à appréhender son influence sur la nature et sur les sociétés, son évolution, marquée par le réchauffement des 50 dernières années, représente l’un des défis majeurs du 21e siècle.
Responsable de rubrique : Dominique RAYNAUD
Quelles lois fondamentales déterminent l’équilibre et le mouvement des milieux qui nous entourent ainsi que leurs échanges de chaleur ? D’où proviennent les diverses familles d’ondes de plus en plus utilisées pour transporter les informations et quels sont leurs mécanismes de propagation ? Tous ces phénomènes requièrent des ressources en énergies, consommables ou renouvelables, dont l’usage ne demeure pas sans influence sur l’environnement terrestre.
Responsable de rubrique : Joël SOMMERIA
La vie a émergé dans les océans où existaient des conditions physico-chimiques particulières, il y a moins de 4 milliards d’années. L’explosion de la biodiversité au cours du temps est étroitement liée à l’extrême diversité des milieux et écosystèmes rencontrés sur notre planète. Les espèces vivantes sont le produit de leur histoire : l’évolution. Elles doivent non seulement s’adapter en permanence aux conditions fluctuantes de leur environnement mais également faire face aux défis actuels des changements d’origine anthropique qui les menacent.
Responsables de rubrique : Laurence DESPRES & Jacques JOYARD
Les perturbations de notre environnement (polluants atmosphériques de l’air, toxiques chimiques, dissémination de la résistance aux antibiotiques, mais aussi effondrement de la biodiversité…) impactent la santé humaine. Les changements globaux en association avec les changements climatiques ont décuplé ces effets sur la santé. Ils peuvent avoir des effets immédiats, ou bien retardés qui sont parfois difficiles à identifier, notamment lorsque certains se cumulent entre eux. Leurs effets épigénétiques constituent un champ d’application immense.
Responsables de rubrique : Emmanuel DROUET & Renée GRILLOT
Les sciences humaines et sociales permettent de comprendre les liens profonds entre l’environnement, les conditions de mise en œuvre d’un développement durable ou la réalité des inégalités environnementales. Elles couvrent un vaste spectre disciplinaire : géographie et science politique pour les questions de l’aménagement de l’espace, sciences juridiques ou économiques pour l’évaluation des acquis, des besoins et des coûts en matière de protection de l’environnement ; histoire, sociologie, anthropologie pour situer ces problématiques à l’échelle du développement ou du déclin des civilisations.
Responsables de rubrique : René FAVIER & Isabelle MICHALLET
L’énergie existe sous diverses formes (mécanique, potentielle ou cinétique, électrique, chimique, nucléaire, thermique), mais quel est le principe qui les unit ? D’où vient l’énergie, base de toute vie sur terre ? Entre la photosynthèse des plantes et la traction de notre véhicule, les lois de la thermodynamique et l’entropie jouent un certain rôle. Pour passer des principes aux faits observables, plusieurs systèmes de mesure sont proposés : comment choisir entre eux ?
Ampoules électriques, réfrigérateurs, chaudières à gaz, machines à vapeur ou moteurs électriques : tous ces appareils rendent familiers les usages de l’énergie. Mais comment satisfont-ils nos besoins de lumière, chaleur ou force motrice ? Le passage des besoins aux usages peut être plus ou moins efficace pour des raisons techniques et se traduire par des demandes variables avec les revenus des consommateurs et les prix des diverses sources d’énergie.
La crise du bois de feu a été surmontée par le recours au charbon minéral puis au pétrole et au gaz naturel qui alimentent le bilan énergétique mondial à plus de 80%. L’exploitation de leur énorme stock en terre à l’aide de techniques de plus en plus performantes, type fracture hydraulique, a permis une croissance énergétique sans précédent depuis le milieu du 20e siècle. Sera-t-elle entravée par l’épuisement des ressources ou les impacts environnementaux de leur combustion ?
Souvent malaimée par ses origines militaires, ses grands accidents type Tchernobyl ou Fukushima, et les incertitudes entourant la gestion de ses déchets, la technologie nucléaire fournit pourtant 13% de l’électricité mondiale. Il est donc important de bien en connaître les fondements, les techniques, les cycles du combustible, les moyens d’assurer la sureté ainsi que les politiques très contrastées entre pays qui la récusent et pays qui comptent sur elle pour satisfaire leurs besoins en électricité.
Avec 15% de la production mondiale d’électricité, l’hydraulique reste la plus importante source renouvelable d’électricité. Entre très petite et très grande hydro, type » Les trois gorges » en Chine, cette filière est constituée d’aménagements allant du fil de l’eau au barrage réservoir ou à la station de transfert d’énergie par pompage (STEP). Ses gisements sont encore considérables en Afrique, Asie et Amérique latine. La réhabilitation des aménagements anciens l’emporte en Europe.
La biomasse, la géothermie, les énergies marines, les énergies éolienne et solaire (thermique, thermodynamique et surtout photovoltaïque) sont en train de bondir dans le bilan énergétique mondial parce que jugées les plus conformes à la protection de l’environnement. Où en est leur évolution technologique ? Quelle est leur compétitivité ? Par quels moyens, technique et organisationnel, peut-on surmonter le caractère intermittent de certaines d’entre elles ?
D’origine primaire (hydraulique, nucléaire ou autres renouvelables) ou secondaire (thermique biomasse, charbon, fuel-oil ou gaz naturel), l’électricité est le vecteur énergétique emblématique de la modernité. En témoignent les énormes différences de consommation entre un Américain et un Sahélien. Les capacités de poursuivre son développement, production, transport et distribution, dans le respect de l’environnement est désormais au cœur de la problématique énergétique mondiale.
En contribuant à la déforestation, donc à la stérilisation d’une partie des terres, le besoin de combustibles a, très tôt dans l’histoire humaine, lié énergie et environnement. Avec l’exploitation des sources fossiles, ont suivi les pollutions (sol, eau, air) locales puis les émissions de gaz à effet de serre (GES) dangereuses pour l’évolution du climat. Impossible donc de construire une politique énergétique sans prendre en compte ses impacts environnementaux.
Nouveaux usages énergétiques, nouvelles contraintes environnementales, progrès scientifiques et technologiques suscitent de nouveaux dispositifs de conversion, adaptables à une organisation renouvelée des systèmes énergétiques. Le vecteur hydrogène alimente ainsi des piles à combustibles utilisées dans des communautés d’énergie, très éloignées des grands systèmes centralisés. Elles concurrencent les batteries pour automobiles. Au delà, se profile le recours aux blockchains !
Le niveau de satisfaction des besoins en énergie, et les sources d’énergie choisies à cette fin, ne dépendent pas que des ressources et des techniques disponibles. Entrent en jeu l’organisation du système énergétique, les performances de ses entreprises, le fonctionnement de ses marchés ou la pertinence de sa fiscalité. Les coûts et les prix qui en résultent sont les principaux critères commandant les orientations des politiques énergétiques.
L’inertie engendrée par la longue durée des infrastructures énergétiques (plus d’un siècle pour les immeubles, environ un demi-siècle pour les centrales thermoélectriques) est à l’origine des prospectives longues, souvent sous forme de scénarios. Mais comment regarder loin devant si on ne connait rien aux évolutions longues du passé. La connaissance historique, tant nationale que mondiale, aide à mieux comprendre la vitesse possible des changements futurs souhaités.
Pas d’examen sérieux des évolutions énergétiques sans bases statistiques solides (consommations, productions, prix, investissements). De nombreux organismes, nationaux et internationaux, produisent ces données, sauf lorsqu’elles doivent être reconstruites sur très longues périodes. C’est ce dernier type de statistiques qui sera prochainement mis en ligne.
