Domestiquer l'effet de serre
Énergies et développement durable
Francis Meunier
Dunod
Introduction
1
Partie A
L'état des lieux et les tendances
Chapitre 1 · Le réchauffement planétaire et les prévisions
5
1.1 Le cycle du carbone7
1.1.1 Le cycle du carbone en régime stationnaire7
1.1.2 Le cycle du carbone en régime transitoire
7
1.2 L'effet de serre10
1.2.1 L'effet de serre et ses conséquences10
1.2.2 Vers quelle stabilisation en concentration en dioxyde de carbone?12
1.2.3 Les échéances pour les évolutions
13
Chapitre 2 · Les besoins croissants en énergie et l'effet de serre
17
2.1 Des besoins croissants en énergie
17
2.2 Le schéma alternatif de développement de l'AIE
24
2.3 L'augmentation de l'effet de serre: méfait ou signal d'alarme bénéfique?
25
Chapitre 3 · Le climat «bien public», et l'environnement dans le droit constitutionnel
29
3.1 Le climat «bien public»
29
3.2 L'environnement inscrit dans la Constitution française
31
3.3 Les permis d'émission
32
Partie B
Des solutions techniques pour domestiquer l'effet de serre
Chapitre 4 · L'utilisation rationnelle de l'énergie
37
4.1 La production d'électricité39
4.1.1 Augmentation du rendement grâce au cycle combiné41
4.1.2 Augmentation du rendement grâce à la cogénération42
4.1.3 Réduction des émissions de CO2 par substitution de combustible45
4.1.4 Notre scénario alternatif pour la production d'électricité
45
4.2 Les transports
48
4.3 Les autres secteurs (industrie, habitat, tertiaire, commercial, etc.)
52
4.4 Conclusion sur l'utilisation rationnelle de l'énergie
55
Chapitre 5 · Les énergies non fossiles
57
5.1 Les énergies renouvelables57
5.1.1 La biomasse57
5.1.2 L'énergie éolienne68
5.1.3 L'énergie solaire thermique71
5.1.4 L'énergie solaire photovoltaïque78
5.1.5 La géothermie82
5.1.6 L'hydraulique et autres énergies renouvelables85
5.1.7 Bilan des énergies renouvelables à l'horizon 203085
5.1.8 Maîtriser l'effet de serre grâce aux ENR86
5.1.9 Conclusion sur les ENR
89
5.2 L'énergie nucléaire91
5.2.1 Les inconvénients de l'énergie nucléaire92
5.2.2 Les avantages de l'énergie nucléaire95
5.2.3 Quel avenir pour l'énergie nucléaire?96
Chapitre 6 · Les puits de carbone (ou de CO2)
99
6.1 Capture assistée du dioxyde de carbone par la biosphère100
6.1.1 Reboisement et cultures énergétiques à haut rendement100
6.1.2 Traitement des déchets agricoles et urbains
102
6.2 Capture à la source des émissions de dioxyde de carbone et séquestration104
6.2.1 La capture du CO2104
6.2.2 La séquestration du CO2106
6.2.3 La réutilisation du CO2110
6.2.4 Conclusion sur les puits de CO2
110
Chapitre 7 · Le surcoût de la lutte contre l'effet de serre
113
7.1 Coût des combustibles fossiles pour la maîtrise de l'effet de serre
114
7.2 Qui doit payer la lutte contre l'effet de serre?
115
7.3 Un choix de société
118
Conclusion: vers quel avenir énergétique?
121
Annexes
Annexe I · Thermodynamique de l'effet de serre
131
I.1 Évaluation des flux d'énergie à la surface de la terre131
I.1.1 Bilan en régime permanent132
I.1.2 Bilan en régime transitoire
134
I.2 Le forçage radiatif135
I.2.1 Forçage radiatif positif lié à l'effet de serre cumulé135
I.2.2 Forçage radiatif négatif dû à l'utilisation des ENR
137
I.3 Condition pour la maîtrise de l'effet de serre
138
Annexe II · Les cycles thermodynamiques pour la production d'électricité
141
Annexe III · La cogénération
145
Annexe IV · La combustion
149
Annexe V · Les pompes à chaleur
151
V.1 Pompes à chaleur électriques
151
V.2 Systèmes à énergie totale (thermo-frigopompes)
154
V.3 Pompes à chaleur thermiques à sorption
154
Annexe VI · Canicule et réchauffement planétaire
157
VI.1 Climatisation et canicule
159
VI.2 Utilisation intensive de l'énergie solaire intégrée à l'habitat
160
VI.3 Utilisation de la cogénération pour la climatisation
161
Annexe VII · Unités et notations utilisées
163
VII.1 Unités163
VII.1.1 L'énergie163
VII.1.2 Autres unités
164
VII.2 Sigles et abréviations
164
Bibliographie
167
Index169