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Baisse du taux de retour énergétique (TRE)

Baisse du taux de retour énergétique (TRE)

Doit-elle nous conduire à revoir nos usages et accroitre notre sobriété énergétique ? 13 octobre 2022
Également appelé EROI (Energy Return On Investment) ou EROEI (Energy Return On Energy Invested), le TRE décrit le ratio entre l’énergie totale extraite, et l’énergie consommée pour extraire cette énergie. Autrement dit, le TRE répond à la question suivante : « pour une unité d’énergie consommée, combien d’unité d’énergie seront produites » ? Cet indicateur permet ainsi de quantifier la difficulté à extraire une énergie donnée.

A l’échelle d’une société, le TRE permet de connaître le nombre d’unités d’énergie qui seront disponibles pour toutes les activités autres que l’extraction de l’énergie. Ces autres activités comprennent, entre autres, l’agriculture, les bâtiments, la culture…

Pour donner des ordres de grandeurs sur les valeurs des TRE, plusieurs estimations ont été réalisés.  A titre d’exemple, selon une étude (Murphy et al.,2011, citée par Lambert et al., 2014), le TRE du pétrole et du gaz était de 35 :1 avant le début du XXIe siècle, contre 18 :1 en 2006 (échelle globale), celui du charbon était de 80 :1 en 2000 au Etats-Unis, contre 60 :1 en 2007.

Ces chiffres – bien que désormais un peu datés – et ceux données par d’autres études, montrent tous que les TREs associés aux énergies fossiles (charbon, gaz, pétrole) sont en décroissance. Or, les sociétés occidentales ont connu une croissance économique remarquables depuis le début du XIXe siècle, puis une accélération à partir de la moitié du XXe siècle, notamment grâce à la consommation d’énergies fossiles à forts TREs.

Cette décroissance des TREs des énergies fossiles s’expliquent par la rationalité économique : les stocks les plus simples à extraire ont été consommés en premier. A titre illustratif, les puits de pétrole à la surface du sol ont été consommés au cours du XXe siècle. Les puits restants sont plus difficiles d’accès, à l’image des forages qui ont lieu à plusieurs kilomètres de profondeur en mer, faisant intervenir des moyens techniques colossaux, et donc des consommations d’énergie en amont très importantes.

Or, la décroissance du TRE permet d’aborder un autre enjeu clé pour nos sociétés : lorsque le TRE diminue, l’énergie nette extraite décroit de manière exponentielle ( « net energy cliff »). Ainsi, pour un TRE de 20 :1, l’énergie nette extraite est de 95, pour un TRE de 10 :1, elle est de 90%, et pour un TRE De 10 :1 elle est de 80%, mais elle chute à 50% pour un TRE de 2 :1. Dès lors, une baisse du TRE en dessous d’un certain seuil entraine une décroissance exponentielle de l’énergie nette que nous pouvons consommer.

Dès lors : la baisse actuelle observée du taux de retour énergétique peut-elle remettre en cause les modes de vie occidentaux ? Et si c’est le cas, en quoi cela implique-t-il d’accroitre notre sobriété énergétique ?

UNE PROBABLE DEPENDANCE DE NOTRE CROISSANCE ECONOMIQUE ET DE NOS MODES DE VIE AUX ENERGIES A FORT TRE.

Alors que plusieurs auteurs ont montré que la croissance d’énergie nette disponible et de l’énergie nette par personne, étaient corrélées à la croissance économique et à des indicateurs humains, d’autres se sont intéressés aux corrélations entre le TRE et ces mêmes indicateurs. Lambert et al. (2014) ont par exemple démontré que la hausse du TRE était corrélée à la hausse de l’Indice de Développement Humain (IDH, un indicateur développé par les nations unies) – jusqu’à un certain seuil. De même, une hausse du TRE est corrélée à une hausse des dépenses de santé, ou encore au degré d’égalité de genre. Ainsi, une baisse du TRE, telle qu’observée actuellement, pourrait conduire les indicateurs de développement humain à régresser.

Ces corrélations s’expliquent entre autres par la hiérarchie des besoins énergétiques d’une société telle que proposée par Lambert et al. (2014). A la base de cette pyramide des besoins énergétiques serait l’extraction d’énergie, suivie de son raffinage. Viendraient ensuite, dans l’ordre : le transport, la production de nourriture et le support familiale. Au sommet de la pyramide seraient l’éducation, les soins de santé, et enfin, les arts. Ainsi, en cas de baisse de l’énergie disponible, ces derniers paliers seraient plus difficiles à préserver. Le surplus d’énergie permet donc de répondre à des besoins autres que l’extraction et la production d’énergie. En répondant à ces autres besoins, la société la qualité de vie s’accroit. A l’inverse, quand le TRE diminue, l’énergie nette extraite diminue de manière exponentielle, comme évoqué plus haut. Une quantité plus faible d’énergie est donc disponibles pour les activités artistiques, de santé, d’éducation etc.

Il pourrait être alors intéressant de définir un TRE minimal qui assurerait à une société une bonne qualité de vie. Toutefois, comme indiqué par plusieurs auteurs, ce TRE dépend grandement de ce qui est jugé essentiel ou pas. Certains experts ont tout de même essayé de le calculer pour certains pays. A titre d’exemple, Fizaine et Court (2016) ont évalué le TRE minimum de l’économie américaine à 11 :1 pour l’énergie primaire, avec des dépenses nationales à allouer à l’extraction d’énergie qui ne devraient pas dépasser 11% du PIB.

LES IMPLICATIONS DE LA CHUTE DES TRE : UNE NECESSAIRE SOBRIETE ENERGETIQUE ET DES DEFIS A RELEVER.

Dès lors, étant données l’importance pour nos sociétés du gaz et du pétrole dont les TREs diminuent significativement (le pétrole et le gaz représentent près de deux tiers de nos consommations d’énergie), et de la nécessité de disposer d’un TRE élevé pour assurer nos conditions actuelles de vies occidentales, la question de l’avenir de nos sociétés se pose. Quelles sont donc les solutions possibles pour faire face à ce défi ?

Les énergies renouvelables disposent désormais de TRE compétitifs face aux énergies fossiles, mais ceux-ci restent toutefois inférieurs aux TREs historiques des énergies fossiles. De plus, les TREs des énergies renouvelables n’intègrent pas les installations nécessaires à leur déploiement à grande échelle – comme les équipements de stockages, ou encore l’adaptation du réseau électrique. Leusr TREs réels pourraient donc être inférieurs à ce qui est aujourd’hui estimé. De plus, le déploiement d’énergies renouvelables et l’extraction de leurs matières premières reposent sur les énergies fossiles disposant d’un TRE relativement élevé – mais décroissant. La question de l’avenir des énergies renouvelables à long terme dans un monde où les TREs des énergies fossiles sont faibles peut donc se poser.

Une autre alternative serait de s’appuyer sur le charbon, qui dispose encore d’importantes réserves et de TREs relativement hauts. Cela poserait toutefois des enjeux environnementaux importants étant donnés les impacts liés à la production et à la consommation de charbon.

En ce qui concerne le nucléaire, le TRE est très variable selon les estimations, et d’autres questionnements se posent, notamment d’ordre éthique.

Une autre solution serait de théoriquement démultiplier les installations d’énergie avec de faibles TREs. La baisse d’énergie nette extraite par unité de production serait ainsi compensée par l’augmentation des unités de production. Cela ne pourrait cependant pas être perpétuel, du fait de l’épuisement des ressources et des matières premières, et du net energy cliff évoqué plus haut.

Dans ce cadre, une seule solution semble à la fois technologiquement possible et désirable : la sobriété. Accroitre notre sobriété, et dans un second temps notre efficacité énergétique, nous permettrait de garantir des besoins énergétiques jugés essentiels dans un contexte de TRE faible à l’échelle de la société.

Or, la sobriété est du ressort de tous, individus, entreprises, Etats, et de toutes autres organisations. La sobriété repose également sur une volonté d’agir, et sur la planification des efforts. Dans ce cadre, ekodev recherche à améliorer sa sobriété, et celle des autres, au travers par exemple de Bilans Carbones® pour les entreprises, ou encore de PCAET pour des organisations territoriales.

Arthur Le Strat, Consultant Climat - Energie

Bibliographie

Articles :

Lambert, J. G., et al. (2014). « Energy, EROI and quality of life ». Energy Politcy. 64, 153-167, DOI : https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.07.001

Fizaine, F., Court, V. (2016). « Energy expenditure, economic growth, and the minimum EROI for society ». Energy Policy. 95, 172-186. DOI : https://doi.org/10.1016/j.enpol.2016.04.039

Hall, C. A.S., Lambert, J. G., Balogh, S. B. (2014). « EROI of different fuels and the implications for society ». Energy Politicy. 64, 141-152. DOI : https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.05.049

Halls, C. A. S., Balogh, S., Murphy, D. J.R. (2009). What is the Minimum EROI that a Sustainable Society Must Have ? ». Energies. 2(1), 25-47. DOI : https://doi.org/10.3390/en20100025

Atlason, R., Unnthorsson, R. (2014). « Ideal EROI (energy return on investment) deepens the understanding of energy systems ». Energy. 67, 241-245. DOI : https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.01.096

Livres :

Homer-Dixon, T. (2006). The Upside of Down : Catastrophe, Creativityu and the Renewal of Civilization. Knopf Canada.

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