Scénario dépletionniste

[GillesH38]

Bon, j'ai été absent quelque temps du forum pour cause boulot, mais j'en ai profité pour essayer de faire un scénario quantitatif de ce que je pense etre le plus probable pour le XXIe siecle. Meme si le scénario est finalement faux, il n'est pas ininteressant comme je vais essayer de le montrer à la fin.

Hypothèses : contrairement à la plupart des scénarios, je ne suppose pas que la croissance économique/énergétique soit un a priori : je suppose que la consommation du XXIe siècle, au contraire de celle du XXe, sera principalement limitée par les ressources disponibles. J'adopte un modèle "logistique" à la Lahérrère (qui a deja fait ce genre d'estimation d'ailleurs). Ce modèle suppose que la production P(t) est liée à la quantité extraite à l'instant t Q(t) par une loi parabolique
[réédité erreur de typo]
P(t) = 4 Pmax Q(t) (1-Q(t)/Q0)/Q0


Où Q0 est l'utime recouvrable et Pmax la production maximale atteinte pour Q(t)=Q0/2. Ce modèle n'est qu'une approximation grossière et ne décrit pas les "accidents" de production, mais

- il donne une courbe raisonnable "en cloche".
- il donne bien sûr la bonne quantité totale extraite.
- il permet de trouver une solution analytique à la courbe P(t).

Donc il ne prétend pas être prédictif sur la courbe exacte, en revanche il en donne une forme grossière et peut etre utilisé lorsque les résultats dépendent surtout de la quantité produite : c'est le cas pour le CO2 qui n'est pas très sensible aux fluctuations à court terme mais dépend essentiellement de la quantité totale balancée dans l'atmosphère sur 100 ans (le temps de résidence).

La solution de l'équation logistique dépend de 3 paramètres ajustables :
- la quantité totale Q0
- la production maximale Pmax
- le moment du pic.
(pour les matheux, l'intégration de l'équation différentielle fournit
P(t) = Pmax/ch(2*(t-Tpic)*Pmax/Q0)^2)

J'ai donc pris essentiellement les chiffres de Lahérrère pour Q0, et j'ai ajusté des valeurs raisonnables de Pmax et Tpic pour reproduire les courbes deja connues.

Pour ceux intéressés par les valeurs numériques, voilà les valeurs que j'ai utilisées :

Liquides (pétrole conv+ non conv)
Q0 = 3000 Gbl (410 Gtep)
Pmax = 31 Gbl/an (4,2 Gtep/an)
Tpic = 2015

Gaz
Q0 = 12 000 Tcf (10^12 pieds cubes) soit 310 Gtep
Pmax = 128 Tcf/an (3,3 Gtep/an)
Tpic = 2030

Charbon

Q0 = 1200 Gt (800 Gtep)
Pmax = 6,75 Gt/an ( 4,5 Gtep/an)
Tpic = 2070

A cela, je rajoute le nucléaire, un peu au pif
Q0 = 90 Gtep
Pmax = 1 Gtep/an
Tpic = 2040

et l'hydraulique +renouvelable : je n'ai pas considéré qu'il suivait une loi logistique (bien que Lahérrère considère cela comme possible même pour les renouvelables), mais qu'il croissait vers une limite de 1,5 Gtep/an. Pour le CO2, ça ne compte pas. Pour l'énergie totale, on peut en discuter mais ça sert au moins de référence de base.

Voila les résultats comparés aux données récoltées sur le site de BP

Consommation d'énergie par source :


Bien sur les irrégularités du pétrole et du charbon ne sont pas reproduites (en revanche le gaz fitte assez bien). Mais on ne cherche que l'allure de la courbe et la surface totale.

Représenté en superposé, la "Tartiflette" énérgétique


Pic pétrole en 2015 (supposé au départ)
Pic pétrole+gaz en 2020
Pic fossiles en 2030.

Je rajoute des hypothèses pour la population mondiale : pic en 2050 à 9 milliards d'habitants. Je fitte aussi par une courbe logistique, même si c'est moins justifiable, mais ca fitte bien. J'en déduis aussi la courbe d'énergie totale (pic à 12,8 Gtep/an en 2030) et de la courbe de CO2 (pic aussi en 2030 à 9,1 Gt eq C /an)

[EDIT]Cette partie a été modifiée ici.
Finalement j'ai estimé aussi la concentration en CO2. Pour cela, ne disposant pas des modèles sophistiqués du GIEC, j'ai fait un "modèle du pauvre" en ajustant l'augmentation de CO2 chaque année par

delta PPM = A PCO2 - B(PPM-280)

A et B sont des constantes représentant l'une l'influence de la production de CO2 anthropique (PCO2) sur la concentration, et l'autre l'absorption par les milieux naturels (océans), ajustée de façon qu'on retrouve la concentration de 280 ppm avant l'ère industrielle pour PC02 =0
. A et B sont ajustés pour reproduire les points observés
(voir par exemple http://cdiac.ornl.gov/ftp/maunaloa-co2/ )

Voilà la courbe calculée , superposée à la consommation énergétique /habitant moyenne mondiale (en tep/hab/an).



Bilan : grâce au pic en 2030, non prévu même par les scénarios les plus optimistes du GIEC, la concentration en CO2 pique en 2060 à 440 ppm. Le rechauffement n'excède pas 1°C, ce qui reste modéré. La consommation d'énergie/habitant pique en.... 2010 c'est à dire demain, mais ne descend pas non plus de manière trop dramatique. Elle finit même par se stabiliser à cause de la décroissance démographique, mais cette dernière n'est pas certaine, elle vient juste de l'hypothèse logistique. En tout cas on reste dans des consommations énergétiques voisines du milieu du XXe siècle, même si bien sur le pétrole a presque disparu en 2100 : après on peu gloser sur la quantité de CTL et de voitures électriques qu'on peut avoir...Si vous supposez beaucoup plus de nucléaire (mais alors il faudra de la surgénération) on peut augmenter cette valeur.

Bilan :le scénario le plus simple reposant sur les réserves raisonnablement estimées evite à la fois un RC catastrophique et un écroulement des ressources énergétiques à la Olduvai. Neanmoins, il n'est pas compatible non plus avec la croissance indéfinie. L'humanité stagne et recule, mais la civilisation ne disparait probablement pas, en tout cas pas du vivant de n'importe quel lecteur de ces lignes ! . Evidemment, ça n'empeche pas que des crises économiques majeures comme en 1929 puisse ponctuer cette histoire, mais le monde ne s'est pas écroulé en 1929....

Finalement, pour moi la conclusion est que beaucoup de scénarios catastrophes sont en fait improbables, aussi bien pour le RC que pour la consommation d'énergie. Notons que si en partant de ce scénario "médian", on augmente un des problèmes, alors on diminue l'autre !

[DominiqueBoscher]

Félicitations pour cette démonstration.
Je n'ai pas ni ta compétence, ni tes connaissances mais je crois simplement que depuis toujours la plupart des experts se sont souvent trompés. Il y a tellement de facteurs et tellement d'inconnues qu'il me semble impossible d'être aussi précis et affirmatif que tu peux l'être.

[GillesH38]

Je suis absolument d'accord avec toi, je précise que ce n'est pas vraiment une prédiction : c'est un exemple de ce qui pourrait se passer si on prend simplement comme hypothèse que ce sont les réserves connues de fossiles qui gouverneront l'évolution de la consommation (ce qui n'est PAS l'hypothèse, ni des organismes comme l'EIA et l'IEA, ni du GIEC).

L'interet selon moi,c'est de fournir une référence (qui sans être une prédiction exacte est largement dans les possibles), par rapport à laquelle on peut comparer d'autres scénarios. Par exemple si on croit qu'on va mettre beaucoup plus que 450 ppm de CO2 dans l'atmosphère, il faut dire où on va les trouver par rapport aux réserves actuellement estimées !

[Krom]

Ma parole, c'est Fondation par ici.

Bravo Gilles, joli boulot.

(Le pic du nucléaire me trouble un peu, tout de même.)

[Alter Egaux]

Finalement, pour moi la conclusion est que beaucoup de scénarios catastrophes sont en fait improbables, aussi bien pour le RC que pour la consommation d'énergie. Notons que si en partant de ce scénario "médian", on augmente un des problèmes, alors on diminue l'autre !

Joli travail, Gilles.
La seule critique est que les courbes sont des projections (certes très utiles), mais ne faisant pas état de la géopolitique et de la réaction de certains Etats face à leur propre choix énergétique.
Et ca, c'est des scénarios catastrophes en perspective...

[Tiennel]

Comme on dit, le diable vit dans les détails... et les nations.

Bravo pour ce modèle, Gilles, il correspond bien à mon intuition sur l'impossibilité des scénarios "haut de fourchette" du GIEC (type le célébrissime A2, notamment utilisé comme base par Stern).

En fait, il est très proche d'Harold & Maude, puisque la seule différence c'est le "refus" de la décroissance énergétique par le nucléaire toutes voiles dehors, option que tu ne prends pas avec un sage Peak U en 2040. Que Dieu t'entende...

Ton scénario donne lui aussi tout son sel aux années 2008-2012 où l'énergie par habitant va chuter pour la première fois depuis un demi-siècle, dans un contexte de tensions mondiales croissantes. Profitons de cette année de répit !

[paradigme]

Très intéressant mais il est possible que tout ça, soit une façon bien humaine d'anticiper des situations inhumaines pour ne pas dire inimaginables qui risquent de se produire:

À la lecture de pas mal de bouquins sur le RC, et avec les dernières analyses du GIEC il me semble que l'inertie est beaucoup plus forte que tu ne le prévois... de plus j'ai l'impression que le RC est entré dans une courbe exponentielle.

Pour ce qui est de l'énergie, là aussi méfiance, la météo risque de mettre à mal bon nombres d'installations énergétiques.

Scénario optimiste attention aux désillusions !

[GillesH38]

merci pour vos appréciations .

pour répondre un peu plus en détail :

Le scénario etait surtout fait pour estimer l'impact sur le CO2. Rajouter du nucléaire permettrait d'augmenter la part de l'énergie mais ne changera pas les conclusions sur le CO2 (j'avoue quand même que ma loi adoptée pour décrire l'augmentation du CO2 est assez simpliste et que je ne l'ai pas testée sur les scénarios d'émission du GIEC, je vais le faire des que possible).`

Pour paradigme : quel que soit le scénario, pour mettre du CO2 il faut bruler du carbone d'une manière ou d'une autre. Le GIEC continue à ne pas considérer que les ressources disponibles soient un facteur limitant. Je propose simplement de prendre en compte ce facteur.

Le pic du nucléaire correspond essentiellement aux réserves conventionnelles d'uranium et à l'absence de surgénération. Le changer significativement demanderait un développement poussé au maximum des centrales à surgénération, ce qui suppose quand même qu'on arrive à maîtriser cette technique (c'est pas encore fait) et qu'on maîtrise le problème du rythme de croissance et de la disponibilité du combustible surgénéré (plutonium ou uranium 233), sans parler des problèmes politiques. Mon point de vue étant plutot de n'adopter que des hypothèses à peu près certaines (c'est en gros un "socle minimal"), je préfère ne pas l'inclure.

Pour ce qui est des crises, elles sont probables voire certaines. Cependant, il n'y a aucune raison pour qu'on n'extraie pas les combustibles fossiles à notre portée ! selon moi les crises apparaitront comme des "zig -zag" sur les courbes, analogues à ce qu'on voit en 73 et surtout en 80. Il faut se rendre compte de la réalité des chiffres : une chute de 20 ou 30 % de la production énergétique signifie une crise économique grave, mais ce qu'on n'a pas dépensé finit par l'etre plus tard. C'est ce qui s'est passé en ex-URSS, où la production de pétrole a chuté, puis réaugmenté pour réatteindre presque les niveaux d'avant 10 ans plus tard. Attention la crise est REELLEMENT difficilement vécue par les populations ,et signifie effectivement paupérisation, chomage, diminution de l'espérance de vie, développement du banditisme etc... . Je n'exclus rien de tout cela, simplement ça n'empeche pas une société de survivre, même difficilement. Et c'est de toutes façons DEJA le quotidien de nombreux pays !

Je répète : l'interêt de ces chiffres montre qu'il est difficilement soutenable qu'on ait A LA FOIS un gros problème avec le CO2 et avec les ressources énergétiques. Si la situation est pire que cela pour les réserves, alors il n'y a virtuellement plus de problème avec le CO2. Si il y a beaucoup plus de CO2 créé, alors ça veut dire qu'on est énergétiquement tranquille jusqu'en 2050 (base de travail du GIEC).Ce sera l'un ou l'autre, pas les deux.

[Tiennel]

"Plus de problème avec le CO2", peut-être vas-tu un peu vite là

[Goupil666]

C'est vrai que plusieurs fois je m'étais dit "heureusement que le PO arrive, on va enfin cesser de disperser massivement du CO2 et éviter la surchauffe", mais est-ce que les gens vont gentiment suivre la décroissance énergétique sans chercher frénétiquement d'autres sources ?

Et si on brûlait encore plus de forêts pour pouvoir planter encore plus d'huile de palme ?
Et si on coupait encore plus de bois pour se chauffer ou pour cuisiner ?

[Alter Egaux]

Et si on coupait encore plus de bois pour se chauffer ou pour cuisiner ?

C'est un moyen de chauffage qui échappe en grande partie à l'appréciation de l'Etat : n'importe qui en France peu ramasser du bois et le brûler, échappant ainsi à toute mesure fiable (et à l'impôt sur les énergies, heureusement).
Mais le bilan CO2 du bois qui brûle pour chauffer est meilleur que le bois qui pourrit sur place, dégageant beaucoup plus de CO2.

[GillesH38]

On a beau creuser frénétiquement, quand y en a pu y en a pu Ceci dit, c'est une bonne remarque, je n'ai effectivement pas pris en compte la déforestation dans le bilan carbone, alors qu'on peut s'attendre a une pression accrue sur le bois de chauffage. C'est un problème compliqué, parce qu'il faut comparer le carbone stocké dans une forêt à celui stocké dans les cultures qui la remplacent : si on défriche pour finalement aboutir à un désert, c'est clairement négatif. Si ce sont des prairies qui s'installent à la place, ça l'est moins. Il faut aussi tenir compte de l'albedo, qui peut avoir l'effet contraire, une forêt absorbant PLUS de rayonnement qu'un sol cultivé!
cf Janco

http://www.manicore.com/documentation/serre/forets.html

Bien evidemment je ne prétends pas faire avec un petit tableur l'ensemble du boulot du GIEC, mais l'essentiel est de se rendre compte que la simple prise en compte de la finitude des ressources conduit à relativiser le risque associé au RC. Bien evidemment ça n'empeche pas d'autres problèmes de se poser, dont les ressources en eau et en nourriture. D'ailleurs vous remarquez que la courbe logistique de la population suppose une décroissance de la population mondiale après 2050, dont on peut supposer qu'elle ne se ferait pas sans douleur. Mais bon là ça peut aussi etre un artefact mathématique, on peut aussi envisager des scénarios de stabilisation (mais alors l'énergie/habitant decroitrait plus fortement).

[energy_isere]

On a beau creuser frénétiquement, quand y en a pu y en a pu

et TOTAL qui dit qu' il va essayer de se lancer dans le nucléaire, c'est t'y pas une belle preuve ca ? ( voir : http://forums.oleocene.org/viewtopic.ph ... 921#105921 )

[Environnement2100]

Joli boulot Gilles, et bienvenue au club des scénaristes .

L'utilisation systématique de la Courbe de Hubbert appliquée à des phénomènes très divers t'enferme dans un système sans degré de liberté.

Quand le Pic Huile va se produire, deux choses vont survenir :
- l'Asie, dont le développement se moque du pétrole, va continuer imperturbablement à consommer toujours plus de charbon
- l'OCDE va se manger une sobriété forcée, puis va découvrir les bienfaits du CTL.

Le charbon, cinq ans après le Pic Huile, va donc croître plus nettement, déformant sa propre Courbe de Hubbert.

Il va se produire exactement la même chose lors du Pic Gaz.

Le charbon va donc croître deux fois en changeant de Courbe de Hubbert. Je ne vois pas de raison de faire piquer l'énergie mondiale en 2030. En termes de développement humain, 2030 c'est demain, rien n'est prêt pour une pareille révolution ; au contraire, beaucoup d'Asiatiques seront en train de faire l'inverse. Alors qui va réduire brutalement sa consommation énergétique, nous ? l'OCDE ? les Etats-Unis ? Tu restes bien muet sur les ciorconstances.

Pour moi, un pic Energie en 2030 devrait déjà manifester sa présence aujourd'hui : as-tu vu où est ton point d'inflexion ? En 2000 ! Ce n'est absolument pas ce que nous constatons.

La seule façon de réaliser ton scenario est un conflit majeur, supérieur en impact à tout ce que nous avons connu.

Enfin, faire piquer la démographie en 2050 d'une façon aussi abrupte confirme ce conflit, je te rappelle qu'une Courbe de Hubbert finit à zéro, es-tu sûr que ce soit ton message ?

[Théorème]

Sympa les modélisations

Je voulais juste revenir sur celle du CO2, car je pense qu'elle sous estime beaucoup la future réalité. En effet il me semble que la majeur partie des barils de pétrole actuellement utilisé est du brut léger. Hors avec le PO ce brut léger va être petit à petit remplacé par du brut lourd ou bitumineux ou visqueux qui provoque une plus grosse emission de CO2 pour obtenir le même équivalent de baril léger. A mon sens à production de baril égale, le taux de CO2 émis va nettement augmenté.

De plus, Il me semble avoir lu dans les rapport du giec, mais je ne retrouve plus ou que même si on arretait d'émettre totalement du CO2 le taux continuerait à monter pendant encore une vingtaine d'année avant de redescendre.