Le rythme de croissance des émissions de méthane a atteint un rythme record, bien que les solutions techniques pour les réduire soient déjà matures.

Le méthane (CH4), puissant gaz à effet de serre, continue d’augmenter dans l’atmosphère malgré les engagements internationaux pour en réduire les émissions. Selon un nouveau rapport du Global Carbon Project, publié dans la revue Environmental Research Letters, les concentrations de méthane ont atteint des niveaux records en 2023. En janvier, elles étaient de 1 931 parties par milliard (ppb), un taux inégalé depuis au moins huit cent mille ans. « Le méthane augmente plus rapidement en termes relatifs que tout autre gaz à effet de serre majeur et est aujourd’hui 2,6 fois plus élevé qu’à l’époque préindustrielle », détaillent les auteurs de l’étude.

Le méthane est responsable d’environ un tiers du réchauffement climatique. S’il persiste moins longtemps dans l’atmosphère que le dioxyde de carbone (9 ans contre plusieurs centaines d’années pour le CO2), son pouvoir de réchauffement est bien plus élevé : 80 fois supérieur sur vingt ans et 30 fois à un horizon de cent ans. Le rythme de croissance des concentrations de méthane s’est accéléré au cours des cinq dernières années, un phénomène alarmant alors que les effets du dérèglement climatique se multiplient.

Des émissions anthropiques

Les émissions anthropiques de méthane proviennent majoritairement des activités humaines, notamment l’élevage et la riziculture (40 %), les fuites lors de l’exploitation des énergies fossiles (36 %) et la gestion des déchets (17 %). En 2020, les émissions mondiales ont atteint près de 400 millions de tonnes, une hausse de 20 % en vingt ans. Les principaux émetteurs sont la Chine, l’Inde, les États-Unis, le Brésil et la Russie. Seule l’Europe a réussi à réduire ses rejets au cours des deux dernières décennies.

La trajectoire actuelle est catastrophique : elle mène à un réchauffement global de plus de 3 °C d’ici la fin du siècle, bien au-delà des objectifs de l’accord de Paris. Les chercheurs appellent à une réduction drastique des émissions de méthane et rapidement. Des solutions existent déjà, notamment dans le secteur pétrolier et gazier qui pourrait réduire ses émissions de 40 % sans coûts supplémentaires.

En 2023, « environ 40 % [des émissions de méthane du secteur gazier et pétrolier] auraient pu être évitées sans coût net, la valeur du méthane capté » et commercialisé étant supérieure aux dépenses pour colmater les fuites, explique l’Agence internationale de l’énergie. Capter le méthane des décharges pour le convertir en énergie est également une solution viable. Fin 2021, plus de 150 pays se sont engagés à réduire leurs émissions de méthane de 30 % d’ici 2030. Cependant, de grands émetteurs comme la Chine, l’Inde et la Russie n’ont pas rejoint cet accord.

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Une équipe de recherche s’est intéressée au stockage souterrain d’énergie thermique produite à partir des excédents d’électricité des panneaux solaires. Les économies d’énergie observées atteignent jusqu’à 39 %.

Une équipe de recherche internationale a mis au point un nouveau système de pompe à chaleur alimenté par des panneaux photovoltaïques, combiné à un stockage d’énergie thermique souterrain (UTES). Ce système permet d’utiliser l’excès d’électricité produit pour optimiser les performances de la pompe à chaleur. L’étude, publiée dans Energy Conversion and Management, rassemble des chercheurs de l’Université de Nairobi et de l’Institut coréen de recherche sur l’énergie.

Leur simulation, établie sur trois études de cas, montre que ce système peut économiser jusqu’à 14 % d’énergie pour le chauffage et 39 % pour le refroidissement. L’idée centrale de ce projet de recherche repose sur une utilisation saisonnière de l’énergie excédentaire produite par les panneaux photovoltaïques. En automne, la pompe à chaleur stocke de la chaleur dans le sol, pour être ensuite réutilisée en hiver. Inversement, au printemps, l’UTES est refroidi pour permettre de climatiser le bâtiment en été.

L’équipe a simulé ce système dans un bâtiment scolaire à Séoul, doté de panneaux photovoltaïques couvrant une surface de 2 500 m² avec une efficacité de 21 %. Ces panneaux alimentent une pompe à chaleur air-eau d’une capacité de 160 kW. Deux scénarios de stockage thermique ont été étudiés : un UTES peu profond avec des forages de 1,5 m de profondeur et un UTES profond avec des forages de 150 m.

Jusqu’à 39 % d’économie d’énergie

Les résultats ont montré des améliorations notables du coefficient de performance saisonnier, atteignant jusqu’à 27 % en été et 9 % en hiver pour l’UTES peu profond. Les économies d’énergie observées étaient de 14 % pour le chauffage et 39 % pour le refroidissement dans le cas peu profond, et légèrement inférieures dans le cas profond. En termes d’autoconsommation et d’utilisation de l’énergie excédentaire, les deux systèmes ont présenté des performances similaires, avec des ratios de 81 % et 26 %, respectivement.

Ce système innovant offre ainsi une solution pour exploiter efficacement l’électricité photovoltaïque excédentaire tout en améliorant les performances énergétiques des bâtiments, particulièrement dans les climats nécessitants à la fois du chauffage et du refroidissement.

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Les turbines hydroélectriques sont de plus en plus exploitées pour répondre aux impératifs de la transition énergétique. Plus de hauteur de chute, plus de débit : la part de l’hydroélectricité augmentera dans le mix électrique et le phénomène de cavitation, une usure mécanique due aux contraintes exercée par l’eau, aussi. L’enjeu est de trouver des matériaux et revêtements pour résister à l’usure prématurée des turbines.

La cavitation est un phénomène qui affecte les turbines des centrales hydroélectriques. Il survient lorsque des bulles de vapeur se forment dans l’eau en raison de chutes soudaines de pression. Ce processus se produit principalement dans les zones où le débit est très élevé et la pression de l’eau peut descendre sous un certain seuil critique, notamment à proximité des pales de la turbine. L’eau passe de l’état liquide à vapeur et ces bulles, lorsqu’elles implosent, peuvent endommager la turbine.

Le débit et la hauteur de chute sont surtout responsables de l’apparition de la cavitation. Les sollicitations mécaniques augmenteront avec l’augmentation de ces deux critères qui caractérisent une centrale hydroélectrique. En effet, la transition énergétique augmentera le recours à l’hydroélectricité, déjà responsable de 12 % de la production électrique française en 2021.

Comment survient la cavitation

Ces formations de bulles peuvent se déplacer dans l’eau librement et, lorsqu’elles atteignent une région de l’eau où la pression est plus importante, elles implosent. C’est cette implosion qui pose problème. Elle crée un jet de liquide et des ondes de choc qui frappent les surfaces métalliques de la turbine. Avec le temps, ces micro-impacts provoquent une érosion des pales, abîmant le matériel et réduisant l’efficacité de la conversion de l’énergie. Piqures, fissurations, arrachement de matière : en plus des dommages mécaniques, la présence de bulles modifie l’écoulement de l’eau, ce qui perturbe la performance globale de la turbine.

Selon leur utilisation et leur qualité de fabrication, les turbines ne sont pas toutes sujettes à des phénomènes de cavitation destructeurs. À gauche, une roue de la STEP de Revin, mise au rebu après 40 ans de service, peu affectée. À droite, une micro-turbine fortement touchée / Images : Révolution Énergétique, Wikimedia.

Mieux connaître le phénomène pour adapter le matériel

Afin de mieux caractériser les dommages causés par le phénomène de cavitation, deux types d’essais sont réalisés en laboratoire. Le premier est le « tunnel d’essais ». Il permet d’accélérer l’eau à plusieurs dizaines de mètres par seconde pour engendrer la chute de pression et soumettre la turbine à ces contraintes. La seconde est vibratoire : l’envoi d’ultrasons dans l’eau fait chuter sa pression et des bulles se forment. L’érosion engendrée par ces deux processus est accélérée et permet de soumettre la turbine à toutes les détériorations : trous de forte profondeur et à basse fréquence (faible apparition temporelle et spatiale) pour le premier tunnel d’essai, faible profondeur et grande fréquence pour le test vibratoire.

Les matériaux fissurés sont analysés en surface grâce à un microscope électronique puis en volume grâce à une tomographie aux rayons X pour savoir ce qu’il s’y passe en son sein. Cela permet de tester différents matériaux et revêtements pour les turbines.

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L’Organisation non gouvernementale Oxfam France publie une étude dans laquelle elle dénonce les dérives des agrocarburants. Ces derniers proviendraient à « 86 % de cultures qui rentrent directement en compétition avec les cultures alimentaires » et dont le soutien de l’Union européenne (UE) serait encore trop marqué.

Depuis deux décennies, l’Union européenne (UE) mise grandement sur les agrocarburants pour répondre aux enjeux climatiques en réduisant les émissions de gaz à effet de serre. Cependant, comme le souligne un rapport publié par Oxfam daté de septembre 2024, cette solution se révèlerait bien plus nocive que bénéfique. En dépit de son étiquette « verte », la production d’agrocarburants aurait des effets désastreux sur l’environnement, la sécurité alimentaire mondiale et les droits humains. En 2020, sur les 47 milliards de litres de carburants consommés dans le pays, 4 milliards étaient des biocarburants. Un autre chiffre : 15 % des huiles végétales produites dans le monde sont aujourd’hui destinées aux carburants.

Le rapport met en avant un constat alarmant : en tenant compte des émissions liées aux changements d’affectation des sols, notamment la déforestation, les agrocarburants produits à partir d’huiles végétales comme le soja, le colza et l’huile de palme émettent davantage de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles. En 2022, le biodiesel issu de ces matières premières a généré 17 % d’émissions de plus que le diesel fossile, un paradoxe pour ce qui était initialement présenté comme une solution climatique. Les États membres de l’UE pourraient aller plus loin en réduisant le plafond sur les biocarburants de première génération pour alléger la pression exercée sur l’environnement.

Un impact direct sur la sécurité alimentaire

Au-delà des impacts climatiques, la production d’agrocarburants exerce une pression croissante sur les ressources agricoles, déjà mises sous grande tension avec la crise alimentaire mondiale. En 2022, 783 millions de personnes étaient confrontées à la faim, et, dans le même temps, l’Europe continuait d’utiliser des champs pour faire rouler ses voitures. Le rapport estime que les cultures utilisées pour les agrocarburants auraient pu nourrir 1,6 milliard de personnes si elles avaient été destinées à la consommation humaine.

L’utilisation de ces cultures vivrières pour la production de carburant contribue à une hausse des prix alimentaires, fragilisant les populations les plus vulnérables. L’huile végétale a, par exemple, doublé de prix entre 2020 et 2021. Oxfam souligne que la demande croissante en agrocarburants alimente la volatilité des prix agricoles, aggravant l’insécurité alimentaire, notamment dans les pays à faible revenu, déjà durement frappés par l’inflation. Les agrocarburants ne font pas que déplacer la production alimentaire, ils favorisent aussi l’accaparement des terres au détriment des communautés locales, compromettant leur subsistance et exacerbant les inégalités sociales.

Timothy Searchinger, chercheur à l’université de Princeton (États-Unis) et spécialiste reconnu des biocarburants, se félicite de « l’excellence et la crédibilité » du rapport d’Oxfam auprès du journal Le Monde. Selon le scientifique, « ce ne sont pas juste les biocarburants issus d’huile de soja ou d’huile de palme qu’il faut interdire, mais tous types d’agrocarburants à base d’huiles végétales ». Car tous les marchés sont liés : « lorsque l’usage de biodiesel issu d’huile de colza augmente en Europe, cela accroît les importations d’autres types d’huiles, y compris d’huile de palme. » Un exemple criant : les huiles de cuisson usagées valent aujourd’hui plus cher que les huiles vierges avec la demande croissante de l’aviation.

Une solution loin d’être durable

Les critiques ne se limitent pas aux impacts écologiques ou alimentaires. De graves violations des droits humains sont également rapportées dans les plantations destinées aux agrocarburants. Le rapport cite des exemples d’accaparement de terres, de travail forcé, de violations des droits des femmes et de précarisation des conditions de travail dans certaines chaînes d’approvisionnement, notamment en Amérique latine. Oxfam recommande à l’UE l’abandon progressif des agrocarburants issus de cultures vivrières et l’investissement dans les énergies renouvelables.

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L’entreprise est en grande difficulté depuis son rachat en 2012 par Électricité de France (EDF). Alors qu’une lutte acharnée contre l’inondation du marché photovoltaïque par la Chine la fait vaciller, la voilà engagée dans un rachat par la startup Carbon.

En 2021, l’arrivée des méga usines, les « gigafactories », célébrées en grande pompe à l’Élysée, pouvait menacer les producteurs français de panneaux solaires. Déjà bien installé, Photowatt et ses 170 salariés craignaient d’être pris entre le marteau et l’enclume : la baisse des prix induite par la concurrence chinoise et les gigafactories venues la contrer par la production de masse.

À peine achetée en 2012 par la filière renouvelable d’EDF, la maison mère cherchait un repreneur pour Photowatt. Il est le seul fabricant de lingots de silicium français, et ne produit plus aujourd’hui que des wafers et assemble des panneaux. Le rachat avait été orchestré par Nicolas Sarkozy, en pleine campagne de présidentielle. Ce coup avait été dénoncé par son rival d’antan, François Hollande.

La startup Carbon en lice pour le rachat

EDF peine depuis des années à redresser Photowatt. Dotée d’une capacité de production annuelle de 250 mégawatts (MW), la startup du sud de la France Carbon s’est proposée pour la racheter l’entreprise installée à Bourgoin-Jallieu en Isère.

Carbon et EDF Renouvelables, une filiale à 100 % d’EDF, « sont parvenus à un projet d’accord pour la cession de Photowatt», lequel projet « prévoit le maintien de l’emploi sur le site de Bourgoin-Jallieu », a indiqué Carbon. « L’objectif, c’est d’assurer la croissance de Photowatt sur le long terme et de pérenniser l’expertise », sans pouvoir donner plus de détails avant que les salariés ne soient informés. Côté EDF, pas plus de détails n’a été donné à la presse. L’entreprise renationalisée tiendra Conseil social et économique (CSE) le 19 septembre, lequel dessinera les contours de la vente.

Des salariés inquiets

Cédric Thuderoz, coordinateur régional de la CGT Énergie est inquiet. Intégrer Carbon représente un saut dans l’inconnu. D’abord, concernant la production, l’échelle n’a rien à voir. 250 MW pour Photowatt contre une ambition de 20 000 MW pour Carbon d’ici 2030. EDF, fort de sa nationalisation, laisse sa filiale à une startup dont la même source, doute des capacités à lever les 1,4 milliard d’euros pour sa gigafactory.

Autre symbole de la dissymétrie dans le rachat : EDF finance « en grande partie » l’opération de reprise pour adapter le site, « car Carbon n’en a pas les moyens ». Les salariés considèrent qu’EDF « cherche à soigner son image en déléguant la fermeture de Photowatt à un tiers ».  Alors que le siège et le plus grand site de production de Carbon se situeront à Fos-sur-mer, le futur nous dira où le centre de gravité se déplacera, anéantissant ou conservant Photowatt.

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Les Émirats arabes unis (EAU) ont franchi une étape historique en annonçant la mise en service complète de la centrale nucléaire de Barakah. Située à l’ouest d’Abu Dhabi, cette centrale est désormais pleinement opérationnelle après l’activation de son quatrième réacteur.

Avec une production annuelle de 40 TWh d’électricité, Barakah couvrira jusqu’à 25 % des besoins en énergie des Émirats, pays traditionnellement dépendant de ses réserves pétrolières. Ce projet, d’une valeur de 24,4 milliards de dollars, avait lancé ses activités en 2020 et commercialisé ses premiers mégawattheures en 2021. L’État fédéral compte sept émirats pour une population de 9,3 millions d’habitants, dont environ 80 % d’expatriés. Les besoins en électricité ne cessent d’y augmenter à mesure que les étés caniculaires s’intensifient.

La centrale de Barakah a permis aux EAU de devenir le premier pays du monde arabe à se doter d’une centrale électronucléaire. Si l’Iran avait déjà pris les devants dans la région, l’Arabie saoudite aspirait également à rejoindre ce cercle fermé en s’équipant de ses propres infrastructures nucléaires.

Un pilier de la transition énergétique aux Émirats arabes unis

Les Émirats, malgré leur rôle de premier plan dans l’exportation mondiale de pétrole, affichent leur volonté de diversifier leur mix énergétique. Outre le nucléaire, ils investissent dans les énergies renouvelables, une démarche soutenue par des engagements pris lors de la Conférence des Nations unies sur le climat (COP28) qui s’est tenue l’année dernière dans le pays.

La production électrique de Barakah n’alimentera pas uniquement les foyers, mais jouera aussi un rôle dans l’économie industrielle des Émirats. Abu Dhabi National Oil Company (ADNOC), Emirates Steel et Emirates Global Aluminium sont parmi les grandes entreprises qui bénéficieront de cette nouvelle source d’énergie pilotable et décarbonée.

Des enjeux géopolitiques à surveiller

Le programme nucléaire émirati reste purement civil, insistent les autorités du pays. Elles assurent qu’il ne contient aucun volet militaire, dans un contexte de tensions régionales accrues. « Les Émirats restent attachés aux normes les plus élevées de sécurité et de non-prolifération nucléaires ainsi qu’à une coopération solide et continue avec l’AIEA et les partenaires nationaux et internationaux », avait souligné en février Hamad Alkaabi, le représentant des EAU auprès de l’Agence internationale de l’énergie atomique. Toutefois, la centrale de Barakah, séparée des côtes iraniennes seulement par les eaux du Golfe, suscite des inquiétudes chez certains voisins comme le Qatar, qui la considère comme une menace potentielle pour la paix régionale. Abou Dhabi est en froid diplomatique avec le Qatar, avec lequel il n’entretient plus de relations officielles depuis juin 2017.

La production de la centrale nucléaire de Barakah peut être suivie en temps réel sur le site de l’Agence émiratie de l’énergie nucléaire.

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