Énergie

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Énergie

Les termes « énergie » et « puissance » sont souvent utilisés à tort comme des synonymes. En effet, l'énergie est la capacité d'effectuer un travail, mesurée en joules (J) ou en wattheures (1 Wh = 360 J), tandis que la puissance est la quantité de travail effectué par unité de temps, mesurée en watts (W), c'est-à-dire en joules par seconde.

Il y a deux catégories d'énergie : primaire et secondaire. L'énergie primaire provient de ressources naturelles comme le rayonnement solaire, les chutes d'eau, le vent, le charbon, les produits pétroliers et l'uranium. Elle est utilisée par les industries consommatrices d'énergie primaire comme les centrales produisant de l'ÉLECTRICITÉ et les raffineries de pétrole. Une quantité importante d'énergie primaire est perdue par le stockage, la transformation et le transport, avant de parvenir aux consommateurs sous forme d'énergie secondaire. D'autres pertes d'énergie ont lieu au cours de la transformation de l'énergie secondaire en travail utile à cause du rendement non idéal des appareils de conversion (automobiles, appareils électroménagers, appareils de chauffage, etc.).

Sources d'énergie primaire

On qualifie souvent les sources d'énergie primaire de renouvelables ou de non renouvelables. Les sources d'énergie renouvelables comprennent la chaleur géothermique, les chutes d'eau, la force des marées, l'action éolienne, l'énergie solaire, la matière animale et végétale et les gradients thermiques océaniques. Les sources d'énergie non renouvelables reposent sur les substances composées d'hydrocarbures comme le gaz naturel, le pétrole brut, le bitume et le charbon, et sur les isotopes dont on peut extraire de l'énergie par fission nucléaire ou FUSION NUCLÉAIRE. Au XX^e siècle, l'exploitation des sources d'énergie primaire et leur utilisation, directe ou après transformation en énergie secondaire, est à l'origine du perfectionnement de la technologie et des systèmes. L'exploitation des ressources, l'exploitation minière, le raffinage, la conception et le fonctionnement des machines, le transport par pipeline, le transport d'électricité et la vente d'énergie ont connu des développements rapides. Depuis 1900, la consommation d'énergie annuelle mondiale a plus que décuplé. L'accroissement prévu de la population mondiale signifie que l'augmentation constante des besoins énergétiques par personne fera doubler les besoins énergétiques mondiaux entre 1980 et l'an 2000. Répondre à d'aussi grands besoins représente tout un défi pour l'ingéniosité humaine.

Sources non renouvelables

Les sources non renouvelables fournissent actuellement l'essentiel de l'énergie secondaire achetée. En 1985, environ 89 p. 100 de la consommation d'énergie produite commercialement, soit un total de 330 exajoules (EJ = 10¹⁸ J), provenait du pétrole brut, du charbon et du gaz naturel. Le reste était produit par des centrales hydroélectriques et des CENTRALES NUCLÉAIRES. Environ 30 EJ d'énergie additionnelle provenait de sources renouvelables non commerciales comme les déchets de bois et d'animaux (voir BIOMASSE, ÉNERGIE DE), l'ÉNERGIE SOLAIRE, l'action éolienne et la vapeur géothermique (voir ÉNERGIE ÉOLIENNE; ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE). Les formes d'énergie renouvelables sont particulièrement importantes dans les pays en développement, où le pétrole brut et le gaz naturel sont à la fois inexistants dans le sous-sol et chers à l'importation et où les modes de production, de transport et de distribution modernes de l'énergie ne sont pas encore utilisés. Dans plusieurs de ces régions, la pression exercée par la population entraîne une hausse de la demande en énergie et en ressources naturelles, à l'origine du déboisement rapide des forêts tropicales et subtropicales du globe. Par conséquent, on se préoccupe de plus en plus des changements climatiques et écologiques à l'échelle mondiale qui pourraient découler de l'exploitation, souvent sauvage, des forêts.

Au cours des 40 dernières années, la dépendance mondiale à l'égard du pétrole brut comme source d'énergie a tellement augmenté qu'il fournit maintenant près de 40 p. 100 de toute l'énergie primaire consommée. La production atteint probablement un sommet en 1979 (10,5 millions m³ par jour). En 1985, elle tombe à 9,1 millions m³ par jour, en partie à cause de la surabondance de pétrole découlant du doublement des prix imposés en 1979 et en 1980 par l'Organisation des pays exportateurs de pétrole. L'autre facteur de cette diminution est l'augmentation des coûts de développement de réserves pour remplacer les ressources consommées à un rythme aussi rapide. À la fin de 1985, les réserves connues ne représentaient que 33 fois la consommation de l'année courante. Plusieurs analystes pensent que les réserves mondiales de pétrole brut et de gaz naturel seront épuisées vers le milieu du XXI^e siècle. À ce moment-là, la population mondiale aura peut-être plus que doublé.

Dépendance accrue à l'égard des sources

Donc, même en supposant que les réserves seront utilisées et conservées avec prudence au cours des prochaines décennies, il semble qu'il faudra compter dans une plus grande mesure sur le charbon, l'énergie nucléaire et les sources d'énergie renouvelables. Malheureusement, l'exploitation de chacune de ces trois ressources risque d'être entravée. L'exploitation, le transport et la combustion du charbon représentent de graves dangers pour l'environnement et peuvent limiter le taux de croissance de cette industrie. On craint surtout que la combustion du charbon ne fasse augmenter considérablement la quantité de gaz carbonique dans l'atmosphère et ait des conséquences importantes sur le climat de la planète.

Les dommages directs causés à l'environnement par l'implantation et l'exploitation de centrales nucléaires sont beaucoup moins graves. En fait, plusieurs experts techniques pensent que l'énergie nucléaire est l'énergie la moins nuisible de toutes à long terme. Cependant, les activistes antinucléaires protestent contre l'utilisation de cette énergie à cause de la perception des risques liés aux faibles niveaux de radioactivité, aux accidents nucléaires, à la gestion du combustible épuisé et à la prolifération des armes nucléaires.

Le développement des sources d'énergie renouvelables est ralenti par les contraintes économiques. Par exemple, les sources importantes de vapeur géothermique sont peu nombreuses et situées pour la plupart loin des grands centres de consommation. Des restrictions semblables s'appliquent au petit nombre de sites hydroélectriques importants encore à développer. La perspective d'avenir la plus prometteuse dans ce domaine est l'utilisation de l'énergie solaire pour le chauffage, la conversion en hydrocarbures et la production d'électricité. Toutefois, il faudra relever de nombreux défis techniques et économiques avant que l'énergie solaire puisse faire concurrence aux sources d'énergie non renouvelables traditionnelles. On s'attend à ce que la plupart des pays industrialisés n'atteignent pas l'autosuffisance énergétique à long terme à cause du manque de ressources internes. Le Canada est l'exception à la règle en raison de sa grande superficie, de sa faible population et de la profusion des sources de pétrole brut, de gaz naturel, de sable bitumineux, de charbon, de sites hydroélectriques non développés, de gisements importants d'uranium et d'une technologie nucléaire hautement perfectionnée. Le partage des compétences entre le gouvernement fédéral et les provinces relativement à la gestion des ressources, la propriété et le système d'imposition font obstacle à un développement efficace, mais l'abondance des richesses devrait être suffisante pour surmonter ces obstacles créés par l'homme.