HUM4041-3 - Impact Humain sur son Environnement - Notes de Cours PDF

Prénom NOM HUM4041  Impact humain sur son environnement HUM4041 Loïc ROUSSEL [email protected] Prénom NOM  Impact humain sur son environnement 1. L'Energie 2. Le Climat et...

Prénom NOM HUM4041  Impact humain sur son environnement HUM4041 Loïc ROUSSEL [email protected] Prénom NOM  Impact humain sur son environnement 1. L'Energie 2. Le Climat et le Changement Climatique 3. Les Ressources Naturelles 4. La Biodiversité 5. Jeu et évaluation Prénom NOM HUM4041 3  3. LES RESSOURCES NATURELLES HUM4041 Impact humain sur son environnement Prénom NOM 4  Quelques ordres de grandeur Prénom NOM HUM4041 Prénom NOM HUM4041 Prénom NOM HUM4041  Quels sont les métaux les plus utilisés dans le monde ? Prénom NOM HUM4041  A P C L O O W Prénom NOM HUM4041 Prénom NOM HUM4041  Qu’est ce qu’on fait de l’aluminium ? Prénom NOM HUM4041  Pour remplacer une source d’énergie par une autre, par exemple les « nouvelles énergies renouvelables », il faut de l’énergie… et… Consommation d’énergie par personne (moyenne mondiale) Prénom NOM HUM4041  … un peu de métal ? Prénom NOM HUM4041  … un peu de métal ? Prénom NOM HUM4041  … un peu de métal ? Ø 60% de facteur de charge Ø 100 éoliennes pour l’équivalent d’un réacteur de centrale nucléaire Prénom NOM HUM4041  Ce qu’il faut retenir : Ø On consomme de très grosses quantités de métaux Ø Les principaux métaux que nous utilisons sont l’acier, l’aluminium, le manganèse, le chrome, le cuivre et le zinc Ø La transition énergétique va demander de l’énergie mais aussi de grosses quantités de métaux Prénom NOM HUM4041 16  Mais est-ce qu’on a assez de métal pour fabriquer tout ça ? Prénom NOM HUM4041  Intensité d’utilisation Stockage Région Infrastructure existante Technologie Durée de vie Besoin d’un modèle Voitures Taux de recyclage Bâtiments Poids Efficacité Prénom NOM HUM4041  Un modèle complexe Ø On a vu au cours sur l’énergie que plus de PIB = plus de machines / consommation d’énergie Ø Chaque machine nécessite des matières premières (métaux en particulier), et à l’inverse chaque extraction de métal nécessite de l’énergie Ø Le laboratoire de recherche ISTerre et le Shift Project travaillent à un modèle qui suit la chaine de l’énergie pour estimer les besoins en matières premières Prénom NOM HUM4041  Diagramme de Sankey des flux d’énergie dans l’économie globale Prénom NOM HUM4041  Diagramme de Sankey des flux d’énergie dans l’économie globale Exemple d’une voiture Prénom NOM HUM4041  Diagramme de Sankey des flux d’énergie dans l’économie globale Ø Une armée d’hypothèses : combien de voitures par habitant, durée de vie des voitures, quelle quantité de métal dans la voiture, quelle énergie pour les extraire, qu’est-ce qui évolue au cours du temps (type d’alliage, poids de la voiture), quel recyclage à la fin de vie, etc. Prénom NOM HUM4041  Un modèle complexe – qui doit être différent par région du monde Prénom NOM HUM4041  Un modèle complexe – qui doit être différent par région du monde Ø La chine a rattrapé en 20ans les infrastructures (routes, ponts, bateaux, trains, bâtiments, etc) que l’Europe ou les USA ont construit en 200ans Prénom NOM HUM4041  Le modèle ISTerre Et certains inputs sont liés entres eux ! Par exemple PIB et nombre de voitures par habitant Prénom NOM HUM4041  Dur de conduire deux voitures à la fois… Même quand on est américain ! Prénom NOM HUM4041  Un avant goût du remplacement de la voiture thermique par la voiture électrique Prénom NOM HUM4041 Prénom NOM HUM4041  Pic du cuivre ? Ø Dans les plus faibles scénarios, on double notre consommation de cuivre Ø En scénario de « croissance verte », il faut 75 M tonnes/an de cuivre : est-ce que c’est jouable ? Prénom NOM HUM4041 Prénom NOM HUM4041  Et pourtant… Prénom NOM HUM4041  A P C L O O W Prénom NOM HUM4041  Ce qui est disponible dans les sols Ressources Ce qui est techniquement, économiquement et politiquement Réserves exploitable à un instant T Prénom NOM HUM4041  Les réserves de cuivre n’ont jamais cessé d’augmenter Prénom NOM HUM4041  Concentration en cuivre des gisements en exploitation Ø Plus on est capable d’extraire le cuivre d’un gisement peu concentré, et plus la ressource augmente ! Ø Pour le cuivre on a divisé par 10 la concentration des gisements en 100ans ! Prénom NOM HUM4041  Ce qu’il faut retenir : Ø Il est très complexe de faire un modèle pour prévoir les quantités de matières premières nécessaires à l’avenir Ø Les modélisations seront très différentes par région, car beaucoup de pays dans le monde n’ont pas encore d’infrastructures, de transports, etc. Ø Les besoins en métaux comme le cuivre explosent de manière exponentielle Ø La concentration en métaux dans les gisements chute (divisée par 10 en 100ans pour le cuivre) Ø Les réserves continuaient d’augmenter jusqu’à maintenant, car l’amélioration de l’efficacité et des technologies prenait le dessus sur la baisse de concentration Prénom NOM HUM4041 36  Et ça pollue beaucoup l’extraction de ces métaux ? Prénom NOM HUM4041  Il faut extraire des quantités énormes de minerais pour garder peu de métal (300g/tonne pour le cuivre)…. … et relâcher des quantités énormes de polluants (Arsenic, Mercure, etc…) Prénom NOM HUM4041  La mine, ce n’est pas juste l’extraction Ø L’extraction du métal n’est qu’une petite partie de toute la chaine Ø Rien que le broyage représente 80% de la consommation énergétique de toute la chaine Ø La concentration consomme 70% de l’eau nécessaire Prénom NOM HUM4041  La plus grosse mine de cuivre au monde, au Chilli Prénom NOM HUM4041  La plus grosse mine de cuivre au monde, au Chilli Prénom NOM HUM4041 Prénom NOM HUM4041  La mine de Palabora en Afrique du Sud Ø La surface en blanc (surface totale de la mine) est équivalente à la surface de la ville de Grenoble Ø Pour les 75 Mt de Cuivre par an en 2050, il faudrait 25 fois Palabora par an Prénom NOM HUM4041  On utilise de l’espace… … mais surtout on pollue ! Prénom NOM HUM4041  La mine de Hambach en Allemagne (ouverte depuis 1978) Ø Première source de gaz à effet de serre en Europe ! Ø 44km2 actuellement, et 85km2 en fin d’exploitation Ø 90% de la foret primaire qui était en place a été détruite, et les 10% restants seront détruits pour la fin de l’exploitation de la mine Prénom NOM HUM4041  La mine de Norilsk en Russie Ø Emet 2 millions de tonnes de Dioxyde de souffre par an, soit autant que les émissions de toute la France Prénom NOM HUM4041  La mine de Grasberg en Indonésie (3e mine de cuivre au monde) Ø Génère 87 millions de tonnes de déchets par an Ø 250km2 d’eaux sont polluées Ø La totalité de l’emprise de la mine est 2,6M d’Ha, soit l’équivalent du territoire Belge Prénom NOM HUM4041  La mine de cuivre de Rosia Poieni en Roumanie Ø Pas d’indemnité pour les habitants du village de Geamana Prénom NOM HUM4041  Ensemble de boues toxiques stockées sur terre à cause des mines Prénom NOM HUM4041  Soit 30m3 par personne, et 2m3 de plus par an ! Prénom NOM HUM4041  Les gisements sont de moins en moins concentrés Donc il faut de plus en plus d’énergie (et donc de coûts) pour extraire du cuivre ? Ø Non car les technologies et l’efficacité ont progressé plus vite ! Prénom NOM HUM4041 51  Mais on pense être au point de rupture où la technologie ne pourra plus compenser la baisse de concentration Ø Donc ça va coûter de plus en plus cher ! Ø On atteint aussi des limites physiques : sur l’or, on va chercher l’atome d’or, il n’y a donc pas plus petit… Prénom NOM HUM4041 52  Ce point de rupture passé, on va de façon exponentielle : Ø Avoir besoin de plus en plus d’énergie Ø Avoir besoin de plus en plus d’eau Ø Générer de plus en plus de déchets et pollutions Prénom NOM HUM4041 53  Sans parler des risques géopolitiques… Prénom NOM HUM4041  Sans parler des risques géopolitiques… Prénom NOM HUM4041  Bref, pour la transition énergétique, il faut des matières premières, mais on sera face à des limites : Ø Environnementales La mine impacte actuellement 50 millions de km2 principalement sur des zones naturelles sensibles voire protégées Ø Financières Ø Géopolitiques Prénom NOM HUM4041 56 Prénom NOM HUM4041  Ce qu’il faut retenir : Ø La plupart des métaux sont en très faible concentration dans les gisements Ø Ce n’est pas juste l’extraction qui a un coût écologique, c’est toute la chaîne Ø Les mines génèrent des centaines de millions de tonnes de déchets par an Ø Les mines consomment des quantités colossales d’énergie et d’eau Ø Pour continuer d’augmenter l’extraction de matières premières, on arrive sur des limites physiques, environnementales, financières et géopolitiques Ø L’explosion de l’activité minière pour la transition énergétique pourrait avoir des conséquences sur la biodiversité qui dépassent celles qu’on essayait d’éviter avec le changement climatique Prénom NOM HUM4041 58  Plus de PIB = Plus de machines = plus de métaux ? Prénom NOM HUM4041  Une croissance basée sur les métaux Prénom NOM HUM4041  Et de plus en plus de types de métaux Prénom NOM HUM4041  Le smartphone et ses 55 métaux Prénom NOM HUM4041  La voiture électrique et ses 75 éléments (sur les 85 existants dans la nature) Prénom NOM HUM4041  Et beaucoup d’autres exemples… Prénom NOM HUM4041  Plus de PIB = plus d’énergie = plus de machines = plus de métaux Prénom NOM HUM4041  Plus de PIB = plus d’énergie = plus de machines = plus de métaux Prénom NOM HUM4041  Plus de PIB = plus d’énergie = plus de machines = plus de métaux Prénom NOM HUM4041  A P C L O O W Prénom NOM HUM4041  Plus de PIB = plus d’énergie = plus de machines = plus de métaux Ø La voiture électrique en 2050 requiert de multiplier par 21 la production de lithium… et donc par environ 35 les impacts environnementaux ! Prénom NOM HUM4041  Plus de PIB = plus d’énergie = plus de machines = plus de métaux Ø La voiture électrique représente à elle toute seule 60% des besoins en métaux en 2050 ! Ø Le solaire 30% Ø Tout le reste des énergies réunies (Nucléaire, Hydroélectricité, etc.) : 5% Prénom NOM HUM4041  C’est pas grave on sait très bien recycler le métal !? Prénom NOM HUM4041  Ø Vrai pour certains métaux utilisés purs ou presque (fer, cuivre…) Ø Faux pour tout le reste (électronique en particulier) Prénom NOM HUM4041  Et surtout on recycle de moins en moins ! Prénom NOM HUM4041  Bref, les métaux Ø On en consomme de plus en plus, en quantité comme en variété Ø On en a besoin dans tous les scénarios de transition énergétique Ø On pollue de façon exponentielle pour aller les chercher dans la nature Ø Pour continuer d’en extraire toujours plus de l’environnement, on est confronté à des limites physiques, environnementales, financières et géopolitiques Ø On les recycles de moins en moins (car on les utilise de moins en moins « purs » ) Ø On aura probablement assez de matières premières pour faire des éoliennes, des panneaux solaires et la transition énergétique, mais surement pas pour faire des voitures électriques pour tout monde ! Ø L’impact sur la biodiversité est dramatique => on en reparle au prochain cours J Prénom NOM HUM4041 74