Le solaire, l’éolien et l’hydroélectrique sont les énergies de demain. Du moins, la transition énergétique fait tout pour les implanter massivement. Est-on seulement certains que celles-ci soient propres ?

10 000 miroirs. 195 mètres de haut. L’apparence d’un paon titanesque en pleine parade mais surtout, la promesse de lendemains bien plus responsables en termes de pollution énergétique. Plantée en plein centre des sables brûlants qui recouvrent le désert du Nevada, la centrale solaire de Crescent Dunes est tellement censée incarner le futur énergétique de l’Amérique qu’elle est dupliquée à perte de vue dès l’ouverture de Blade Runner 2049. Elle fait d’ailleurs la fierté de son paternel, Kevin Smith, qui ne tarit pas d’éloges lorsqu’il s’agit d’expliquer les mérites de sa création. « C’est le premier établissement au monde, à l’échelle industrielle, à présenter une telle technologie. Elle peut abolir la production d’énergie classique », affirme l’ambitieux PDG de Solar Reserve, qui ajoute que son monument pourrait abreuver en énergie 75 000 foyers.

Ce que M. Smith qualifie de « production classique », c’est bien entendu le recours aux combustibles fossiles (charbon et consort), aujourd’hui désignés comme ennemis numéro un de l’engagement écologique. Par « abolir », il vante indirectement la capacité unique de la centrale Crescent Dunes, capable grâce à son arsenal de miroirs de délivrer des passes solaires décisives vers la grande tour qui s’élève en son centre. Lorsque la grisaille est de mise, pas de problème, l’énergie récoltée lors des beaux jours a été précieusement conservée dans le mât.

Vu comme ça, on comprend alors l’engouement de l’administration Obama pour cette entreprise innovante. Cette dernière n’a pas hésité à sortir le portefeuille pour mettre un billet d’au moins cinq milliards de dollars dans le projet – ainsi que ses futures émules. De fait, le photovoltaïque est l’énergie la plus prometteuse. Et un investissement tel que la Crescent Dunes en est la preuve définitive, si tant est qu’il en fallait une.

Toutefois, avons-nous la certitude que celle-ci soit intégralement propre ?

Crédits : SolarReserve

1. Das Energiewende

26 avril 1899. Parc agricole d’Achères, dans les Yvelines. La foule s’interroge au sujet de La Jamais Contente, curieux bolide qui contient deux moteurs électriques de la marque Postel-Vinay, versions améliorées du moteur inventé par Thomas Davenport en 1834. Celui s’apprête à devenir le premier véhicule de l’Histoire à franchir la barre des 100 km/h. À l’image de l’utilisation de ce véhicule tonitruant, la voiture électrique n’est alors qu’une bête de foire, déployée pour épater la galerie. On ne se soucie alors pas du tout des questions environnementales, mais seulement de trouver un moyen plus performant de brûler l’asphalte. Qui plus est, la voiture à essence fait largement l’affaire. Cela partait pourtant bien, puisqu’en 1900 aux États-Unis, sur 4 192 véhicules fabriqués, 1 575 étaient électriques contre 936 à essence… mais rien n’y fait, l’électrique s’éteint et est, pour beaucoup, considérée comme une industrie peu viable. Jusqu’au XXIe siècle et la hausse du prix du pétrole. Là, les discours ont changé. Toutefois, le regain d’intérêt envers l’électrique est avant tout financier.

Albert Einstein

Pour le solaire, tout débute en 1839, lorsque le physicien français Edmond Becquerel fait une découverte : exposés longuement aux rayons du soleil, certains matériaux se mettent à frémir, sans qu’on leur demande. Captivé par cette trouvaille, il la nomme alors effet photoélectrique. Il ne le savait pas encore, mais il venait de découvrir l’héritière supposée de l’énergie nucléaire.

Un certain Albert Einstein a pour sa part saisi l’ampleur du phénomène. En 1905, quatorze ans après le décès de Becquerel, le génie allemand, avec toute la dimension visionnaire qu’on lui connaît, se penche sur le sujet. Il en publie une explication claire et concise dans laquelle il indique, pour faire extrêmement simple, que les particules de lumière (photons), lorsqu’elles sont absorbées par un matériau, produisent de l’énergie – explication qui lui valut d’ailleurs le prix Nobel de physique en 1921.

Et l’Américain William Coblentz, en 1913, de déposer le premier brevet pour une cellule solaire, suivi de son compatriote Robert Millikan, en 1916, qui réussit pour sa part à produire de l’énergie depuis cette même cellule. Après ceci, quarante années de vide absolu. On se dit alors que ça ne vaut pas le coup. Que les cellules solaires demandent beaucoup de travail pour, in fine, peu de résultats. Jusqu’en 1954, l’année où les laboratoires Bell fabriquent le premier panneau solaire, dans le but d’assurer une source d’énergie continue aux satellites en orbite. Ça parait logique, de fait : le Soleil brille toujours quelque part sur la planète et représente ainsi une source d’énergie inépuisable. Ce constat fait, il reste néanmoins un blocage, et pas des moindres : Pourquoi se donner tant de mal à vouloir exploiter le Soleil alors qu’on a déjà le pétrole, qui fait largement l’affaire ? Une tendance à choisir la facilité qui reviendra nous hanter près de 30 ans plus tard, en 1980.

Cette année-là, l’équipe d’Allemagne de l’Ouest de football s’installe sur le toit de l’Europe en remportant l’Euro aux dépens des Diables Rouges belges. Malgré l’euphorie nationale, les scientifiques de l’association Öko-Institut ne sont pas d’humeur à faire la fête. Dans leurs têtes, l’avenir. Un avenir gris, suffoquant et apocalyptique. En cause, la désastreuse influence de l’homme sur la planète, qui se détériore petit à petit, comme un terrain de football au fur et à mesure que les crampons le piétinent. Heureusement, on joue alors la première mi-temps. Pour éviter, à terme, un éventuel désastre écologique, ils jettent alors une bouteille à la mer, sous la forme d’un livre blanc intitulé Energiewende (transition énergétique), afin de sonner le tocsin auprès des spécialistes du milieu. La mesure phare de celui-ci : l’abandon de la dépendance au pétrole, jusqu’alors inavouée.

2. Transition énergétique

« L’habitude tue l’imagination, il n’y a que les objets nouveaux qui la réveillent », disait Rousseau. Et ce nouvel objet, c’est la voiture électrique, de plus en plus développée. Sur le papier, la transition semble bien partie. Le monde comptait en 2016 deux millions d’automobiles électriques en circulation, selon un rapport effectué par l’Agence internationale de l’Énergie. Un bon début, certes, mais il s’agirait de se dépêcher : la césure doit s’effectuer avant la date butoire de 2040 – c’est du moins ce qu’ont promis la France et le Royaume-Uni. Certains gouvernements mettent donc la main à la patte, pour rendre inconfortable (moralement comme financièrement) l’usage d’un véhicule à essence.

En Norvège, par exemple, l’heure est à la confiance. Les arbres bourgeonnent et l’air est respirable. Et cela ne devrait aller qu’en s’arrangeant, avec la certitude que le divorce, prévu là-bas pour 2025, s’effectuera. De fait, un panel d’avantages s’offre à celui ou celle qui optera pour l’achat de véhicules se passant d’énergie fossile, comme l’annulation de la taxe d’immatriculation. Une mesure qui a inspiré le plan climat de Nicolas Hulot, ministre de la Transition écologique et solidaire français. Celui-ci prévoit une augmentation de la prime de conversion versée aux automobilistes souhaitant investir dans un véhicule hybride ou électrique, combinée à une augmentation de la taxe pour les véhicules trop polluants, dont le malus a été baissé de six grammes de CO2 par kilomètre.

Pourtant, dans ce combat, le champion toutes catégories est un poids lourd avec une épée de Damoclès dont la sécurité menace de lâcher d’un instant à l’autre : la Chine. Là-bas dans les grandes villes, le ciel est bas et l’air empoisonné. Des entrepreneurs opportunistes y vendent des canettes d’air frais, en surfant sur l’inquiétante vague de décès liés à la pollution atmosphérique, qui tuait en 2016 plus d’1,6 million de Chinois – soit 4 000 par jour. Il ne reste alors qu’une solution : la manière forte, avec la suppression progressive des voitures thermiques. Une première mondiale.

De l’air en canettes
Crédits : Mark Wong

Toutefois, l’effort du particulier ne sera pertinent que si combiné à celui des grands. « Il va falloir trouver impérativement une solution. En France, par exemple, les centrales sont à bout de souffle. Elles ont été construites dans les années 1980 avec une “espérance de vie” de 30 ou 40 ans. Dans les décennies à venir, nous allons les perdre. Il va falloir passer à autre chose », avertit Thibault Laconde, chargé d’enseignement « Transition climatique pour l’ingénieur » à CentraleSupélec. Cela tombe bien : aujourd’hui, la transition énergétique est profondément ancrée dans les moeurs.

Mais malgré toute la bonne volonté des acteurs de cette transition in extremis, il se pourrait que cela ne suffise pas. Plusieurs études ont en effet démontré qu’elles n’étaient pas aussi propres qu’on l’imagine.

3. Pour le meilleur et le moins pire

« Il n’existe pas d’énergie propre sans aucun impact sur l’environnement. Il n’existe que des énergies “moins pires” que celles que nous utilisons actuellement à grande échelle », indique Thibault Laconde. « L’énergie infinie, c’est la mesure d’un changement d’état. Donc, si vous avez de l’énergie quelque part, il y aura forcément une conséquence d’autre part », ajoute-t-il.

2016. Les chercheurs de l’université de Washington viennent de lâcher une bombe. Les barrages hydroélectriques, qui exploitent la force du courant pour produire de l’électricité sont très polluants. Dommage, car à l’inverse du photovoltaïque (qui ne produit généralement pas d’énergie la nuit) et de l’éolien (inutile s’il n’y a pas de vent), cette source d’énergie n’est pas partielle, l’eau étant en perpétuel mouvement. Mais voilà, les immenses barrages produisent 1,3 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, en produisant notamment un milliard de tonnes de Co2 par an. Ces rejets sont dus à l’activité biologique. Des matières organiques stagnent au fond de ces gigantesques réservoirs d’eau et finissent par fermenter. À force, cela crée des gaz, dont le méthane, responsable de 80 % des émissions des barrages hydroélectriques – et 34 fois plus nocif que le Co2.

Qui plus est, les barrages représentent un grave danger pour la biodiversité. Malgré cela, la construction de 450 barrages hydroélectriques est prévue sur l’Amazone, le Mékong et le Congo. Trois fleuves qui représentent environ un tiers des espèces des poissons d’eau douce de la planète. En empêchant leur migration, les barrages risquent de perturber leur cycle de vie, et donc leur pêche. Le rapport de cause à effet ne s’arrête malheureusement pas là.

Enlevez la pêche aux pêcheurs, ils deviendront agriculteurs. Cela paraît logique, et cela inquiète sérieusement la WWF, qui s’est empressée de donner l’alarme à coups de prévisions désastreuses. L’ONG prévoit qu’à l’horizon 2030, les quelques 88 projets de barrage sur la partie thaïlandaise du Mékong entraîneraient une hausse de 19 % à 63 % des surfaces agricoles, au détriment des forêts côtières. Pas de quoi stopper les faramineux projets des investisseurs pour autant, qui comptent bien investir leurs millions comme il se doit. L’impact environnemental de l’hydroélectrique est ainsi potentiellement désastreux.

Passons au solaire, et ses fameux panneaux. D’ailleurs, de quoi sont-ils composés, ces panneaux ? De 36 à 72 cellules photovoltaïques (selon la taille) reliées entre elles électriquement. Chaque cellule, composée de silicium, est insérée entre une plaque de polymère étanche EVA (pour ethyl-venyl-acetat), et une autre plaque de verre trempé. Le tout est recouvert d’aluminium, nécessaire à la protection et aux fixations. Pour que l’énergie soit compatible avec nos appareils, elle doit être modifiée par le biais d’un onduleur, dont elle ressort sous forme de courant alternatif à une fréquence de 50 Hz et une tension de 220 V. C’est lorsqu’on se penche sur le mode de construction de ces panneaux que le bât blesse.

Outre son désir d’abolir la voiture thermique, la Chine est également le premier producteur mondial de panneaux solaires — et toujours leader, avec 77,4 GW installés à ce jour, dont 34,24 GW pour la seule année 2016. Et cette importante chaîne de production fait du mal au pays. La faute au composant inhérent à la création d’énergie solaire : le silicium, qui n’est autre que la deuxième molécule la plus abondante sur Terre et présente dans 60,6 % de la croûte terrestre.

En Chine, une centrale solaire flottante
Crédits : World Economic Forum

Cependant, le silicium tel que nous l’utilisons n’existe pas à l’état naturel. Il doit être modifié et purifié. La silice originellement récoltée est donc fondue à une température se trouvant entre 1 500°C et 2 000°C dans un four à arc. Afin d’en produire une tonne, voici les ingrédients requis : 2 900 kilos de quartz, 1 580 kilos de copeaux de bois, 740 kilos de coke de pétrole ainsi que 150 kilos de charbons bitumineux. Pour produire une telle fonte, 11 000 kWh sont requis. Pour 5 000 m3 de monoxyde de carbone rejetés. On a fait plus éco-compatible.

L’énergie éolienne n’est malheureusement pas en reste. Le Danemark en est le meilleur exemple. En 2016, alors que le pays se targue (à juste titre) d’avoir un tour d’avance dans la course au zéro émission de carbone, un drôle de camion prend la route. Arrivé à un rond point, il galère. La faute à sa cargaison : il transporte un mat d’éolienne de 73,5 mètres de long. Il sera ensuite suivi d’un convoi chargé de livrer à bon port les autres parties de l’objet colossal. Il y a fort à parier que pas un seul de ces véhicules ne roule à l’électrique.

De fait, totalement propre (sur le papier), l’énergie éolienne exploite l’énergie cinétique du vent. Elle ne demande pas d’énergie fossile ou d’autres énergies polluantes pour fonctionner. On ne la soupçonnerait pas, à première vue. Et pourtant. Le fait qu’elle soit totalement inutile s’il ne vente pas – les éoliennes ne représentent que 0,1 % du total de la production « renouvelable » dans le monde, et environ 0,02 % de l’approvisionnement énergétique mondial – la rend indirectement polluante, puisque lorsqu’elle ne fonctionne pas, elle doit être remplacée par des énergies traditionnelles plus polluantes.

Au même titre que le photovoltaïque, tout se passe au moment de sa confection. Si certaines matières peuvent venir du recyclage, comme la fibre de verre qui peut provenir du verre recyclé et les matières plastiques, la fabrication d’une éolienne demande un certain nombre de matières premières, telles que l’aluminium, dont l’usage provoque des émissions de CO2. Qui plus est, une éolienne est un objet très imposant…

Que faire, si aucune énergie « totalement » propre n’existe ? L’idée est pour l’heure de s’orienter vers la solution la moins risquée pour l’environnement. « La différence entre les sources d’énergie classiques et le 100 % renouvelable se mesure alors dans les risques qu’elles contiennent. Les effets sur l’environnement liés aux panneaux solaires, éoliennes ou barrages hydroélectriques ne sont rien comparés à ce que provoquerait un accident nucléaire ou l’effondrement d’une centrale électrique », rassure Thibault Laconde. Et le monde se serait bien passé de Tchernobyl ou Fukushima.