Arriver aux limites d’un monde fini

En France, nous avons Olivier Berruyer, actuaire, qui nous informe sur les crises actuelles. Aux États-Unis d’Amérique, ils ont Gail Tverberg qui tient un blog intitulé Our Finite World. Elle y rédige des articles passionnants sur les limites de notre planète et les conséquences potentielles.

Gail a la très bonne idée de mettre ses articles sous licence Creative Commons BY SA (comme ce blog), ce qui signifie que tout un chacun peut reprendre ses articles et les modifier à condition de citer l’auteur et de les partager sous les mêmes conditions. Cela me permet de reprendre ses articles et les traduire en français.

Mes commentaires seront en note de bas de page.


Article du 6 mai 2013, « Reaching Limits in a Finite World »

Généralement on n’y pense pas, mais nous vivons dans un monde fini. En d’autres termes, nous pouvons théoriquement précisément compter le nombre d’atomes qui constituent la Terre. Théoriquement, nous pouvons également compter le nombre d’humains qui vit sur Terre et le nombre des autres espèces qui peuplent la Terre à un instant particulier.

À un moment donné, dans un monde fini, nous commençons à atteindre des limites. Il y a maintenant environ sept milliards de personnes dans le monde. On pourrait probablement en ajouter quelques autres, mais combien ? Qu’est-ce qui limite notre capacité à ajouter plus de gens dans le monde dans lequel on vit aujourd’hui ?

Une population trop importante se « transforme » en une limite énergétique et financière

Une hypothèse évidente de ce qui peut limiter la population mondiale est la quantité d’eau douce disponible. S’il n’y en a pas suffisamment, la population ne peut pas continuer à augmenter.

Néanmoins la quantité d’eau douce disponible peut être augmentée par la construction d’usines de dessalement. Il y a beaucoup d’autres moyens de se procurer de l ‘eau douce. Pour prendre un exemple extrême, on pourrait augmenter la quantité d’eau douce disponible en faisant fondre la glace de l’Antarctique et en l’important par bateau. Ces deux solutions nécessiteraient de l’énergie sous une forme appropriée — soit pour faire tourner l’usine de dessalement, soit pour faire fondre la glace et la transporter par bateau. Ainsi le manque d’eau douce, au moins dans un futur proche, peut être résolu s’il y a suffisamment d’énergie disponible du type approprié.

L’autre détail, pas si négligeable, est que le coût du dessalement ou de l’import de glace fondue d’Antarctique doit être suffisamment peu important pour que l’eau douce reste abordable aux consommateurs. Pour que cela soit le cas, le coût de cette énergie doit être extrêmement faible.

On peut aussi penser à d’autres types de limites à la croissance de la population. Par exemple, les limites du dioxyde de carbone. En théorie, il y a des moyens de contourner les limites induites par le dioxyde de carbone. Par exemple, en supposant que les projets de recherche actuels soient couronnés de succès, nous pourrions construire des infrastructures de capture et stockage du carbone et adapter nos centrales électriques1 pour que le dioxyde de carbone qu’elles émettent soit capturé et stocké sous terre.

Ici aussi, il y a des limites énergétiques et des limites dues au coût. Le carbone a une masse moléculaire de 12 alors que celle du dioxyde de carbone est de 44. À cause de cela, si nous produisons du dioxyde de carbone à partir de charbon, le dioxyde de carbone produit est bien plus lourd et volumineux que le charbon brûlé pour faire l’électricité. Cela demandera beaucoup d’énergie de stocker ce gaz sous terre, dans un endroit approprié. Ainsi, on a un autre problème qui peut être géré, s’il y a assez d’énergie adaptée et bon marché.

Quasiment tous les obstacles à l’augmentation de la population humaine auxquels nous pouvons penser ont une solution fondée sur l’énergie. Les gens seront tellement entassés que les transmissions de maladie seront un problème ? Il y a des solutions : de meilleures usines de traitement des eaux, en particulier dans les parties les plus pauvres du monde ; plus d’immunisations ; plus et de meilleurs hôpitaux ; des antibiotiques pour tous ceux qui en ont besoin2. Ces solutions requièrent également de l’énergie, ainsi que d’autres éléments (qui nécessitent également de l’énergie indirectement). La difficulté est de les rendre abordables pour les gens qui en ont besoin.

Si le problème est qu’il n’y a pas assez de nourriture, peut-être à cause des sols dégradés, il y a également des solutions fondées sur l’énergie. La nourriture peut être importée. Plus d’engrais et d’autres fertilisants (soit fabriqués à partir d’énergies fossiles, soit transportés avec des énergies fossiles) peuvent être utilisés. L’irrigation, qui utilise soit du gazole soit de l’électricité pour pomper l’eau, peut être utilisée pour amener l’eau vers les zones sèches, afin d’augmenter la production de nourriture à l’hectare. Dans certains cas, des sols artificiels peuvent être créés, et on peut faire pousser les plantes sous des serres — ce qui, de nouveau, requiert beaucoup d’énergie. Le problème, encore, se trouve être de savoir si les consommateurs peuvent se payer la nourriture produite en utilisant ce processus plus intensif en énergie.

Le problème des approvisionnements dégradés de ressources

Des sources dégradées de ressources peuvent occasionnellement arriver « à sec » — par exemple, un aquifère peut être vide. Une situation plus habituelle, en revanche, est que les ressources peuvent progressivement plus coûteuse à extraire à mesure que nous approchons les limites. Nous avons tendance à extraire les ressources les plus simples à extraire en premier (et donc les moins coûteuses à extraire). Ces ressources sont celles de meilleure qualité, dans les endroits les plus simples à accéder. On se dirige ensuite vers des ressources plus coûteuses à extraire. Un scénario similaire s’applique à de nombreux types de ressources, incluant les minerais utilisés pour fabriquer les métaux, le pétrole, le gaz, le charbon et l’uranium.

Lorsqu’on analyse les ressources d’un type donné, disons l’uranium, on trouve qu’il y a toujours plus de ressources disponibles. Le problème est qu’elles sont de plus en plus coûteuses à extraire parce que le minerai est en concentration moindre, ou se trouve à un endroit moins accessible, ou il y a d’autres types de problèmes en jeu.

Nous avons illustré cette situation dans la Figure 1, sous forme d’un triangle doté d’une base en ligne pointillés, à cause de l’incertitude sur la quantité encore disponible. Le seuil limite dépend réellement du prix. À un certain niveau, la ressource devient trop chère pour les que les clients puissent payer des produits fabriqués avec.

FIGURE 1 – Triangle des ressources disponibles

Resource triangle, with dotted line indicating uncertain financial cut-off.

Une entreprise débute en haut de ce triangle, quelle que soit la ressource extraite. Une entreprise peut « voir » un petit peu en avance, alors qu’elle regarde vers le bas du triangle. La compagnie fera état de réserves qui augmentent continuellement à cause de la largeur du triangle qui est de plus en plus grande, en dépit du fait que les réserves sont de moindres qualités et ne peuvent être extraites qu’en utilisant plus d’énergie. La question devient alors de savoir si les produits faits avec ces ressources chères à extraire restent réellement abordables pour les clients.

Une vision plus complète sur l’énergie

L’énergie est assez fascinante. L’énergie est ce qui permet au travail de toute sorte d’être fait, que ce soit réaliser à la main une poterie en argile, cuire un gâteau, ou créer un dispositif de capture et stockage du carbone. Les humains eux-mêmes sont capables de produire de l’énergie, grâce à la nourriture que nous mangeons. Mais nous sommes aussi capables de démultiplier l’énergie que nos propres corps produisent, avec l’énergie provenant d’autres sources, comme celle venant de la combustion de la biomasse. Nous avons appris à brûler de la biomasse il y a très longtemps, il y a plus d’un million d’années.

Si les humains étaient comme les autres grands primates, nous ne serions que 100 000 à 200 000, plutôt que 7 milliards. Nous vivrions dans une zone à laquelle nous sommes biologiquement adaptés, plus probablement une partie très chaude d’Afrique. La population humaine est bien plus importante, parce qu’une fois que nous avons appris à contrôler le feu, nous étions capables de coloniser des régions du monde qui autrement auraient été trop froides ou trop sèches pour y vivre, et nous avons pu augmenter la densité de population en utilisant des techniques, liées à l’énergie, que nous avons développées.

Une chose que nous avons apprise à faire était de cuire une partie de notre nourriture. Cela avait de multiples avantages. À l’inverse des chimpanzés, nous n’avons plus besoin de passer littéralement la moitié de notre journée à mâcher. Cela a libéré du temps pour d’autres activités, comme la fabrication d’outils, la chasse et la confection de vêtements. Cela a aussi permis au corps humain d’évoluer rendant possible d’avoir un cerveau plus gros et un appareil digestif plus petit. Progressivement, nous avons utilisé notre cerveau amélioré pour développer d’autres techniques comme la fabrication d’outils trempés en pierres, qui étaient plus affutés que les autres outils de pierre ; ou à dresser les chiens pour nous aider à chasser de la nourriture. Toutes ces approches consistant à utiliser une source externe d’énergie a permis aux humains de démultiplier notre piètre apport en énergie, venant de la nourriture, en utilisant d’autres sources et en acquérant un avantage sur les autres animaux.

La prospérité de l’humanité a pu s’accroître et la population a pu croître car nous avons appris à utiliser des quantités croissantes d’énergie provenant de sources externes. Les sources d’énergie dont nous avons pris le contrôle incluent la domestication des végétaux et des animaux, ce qui a facilité l’agriculture. La population mondiale en l’année 1 de notre ère atteignait 200 millions de personnes, soit plus de 1 000 fois le niveau de population avant que l’utilisation des sources externes d’énergie permettent une population humaine plus importante.

L’utilisation des énergies fossiles (le charbon, le pétrole et le gaz naturel) était devenue courante après 1800, et la population a crû très rapidement. En fait, quand on fait un graphique de la population, on a l’impression qu’elle est partie à la verticale avec l’introduction des énergies fossiles.

FIGURE 2 – Population mondiale

World population based on data from "Atlas of World History," McEvedy and Jones, Penguin Reference Books, 1978  and Wikipedia-World Population.

Figure 2. Population mondiale d’après les données de “Atlas of World History,” McEvedy and Jones, Penguin Reference Books, 1978 et Wikipedia-World Population.

L’utilisation des énergies fossiles n’a pas crû d’elle-même. Leur utilisation était facilitée par le développement de technologies, qui ont fourni l’objet de leur utilisation. L’augmentation de la dette a aussi facilité l’utilisation de l’énergie fossile, parce qu’elle a permis a des acheteurs potentiels de s’offrir de nouveaux produits qui étaient développés, et cela a fourni des fonds aux entreprises qui extraient de l’énergie.

Notre capacité à faire un travail physique en utilisant la main d’œuvre humaine est assez limitée. Par exemple, si nous voulons creuser un puits pour l’eau, la profondeur à laquelle les humains peuvent creuser sans l’aide d’une machine faite dans ce but est seulement de 6 mètres. Avec des équipements de forage mécanique, généralement propulsés avec du pétrole, on peut rapidement, et pour pas grand chose, creuser un puits de quelques centaines de mètres de profondeur.

Pour prendre un autre exemple, si on veut transporter des biens sur une longue distance sans énergie externe, on peut seulement pousser un chariot à la vitesse à laquelle nous marchons. Le pétrole et les autres énergies modernes permettent un transport de biens peu cher, sur de longues distances.

Ajouter de l’énergie modifie les coûts. Ces coûts subissent une sorte de tir à la corde entre deux variables :

  1. Les coûts baissent généralement quand l’énergie fossile ou l’électricité de n’importe quelle source se substituent à l’énergie humaine. Cela permet de démultiplier l’énergie des humains restant à faire le travail.
  2. Les coûts ont tendance à augmenter lorsque le coût de l’énergie en 1. augmente. Une telle augmentation des coûts survient lorsque nous approchons des limites de notre monde fini, en partie parce que l’extraction se fait sur des ressources en voie d’épuisement (vers le bas du triangle des ressources, dans la Figure 1), et en partie parce que nous faisons face à de plus en plus de problèmes de pollutions, comme l’explosion du puits de plateforme de BP Deepwater Horizon en 2010. Le coût de l’atténuation des problèmes de pollution s’ajoute aussi aux coûts énergétiques.

Jusqu’à l’année 2000, environ, ce tir à la corde avait une issue positive. Une quantité croissante d’énergie fossile se substituait à l’énergie humaine, engendrant des coûts moindres. Comme mentionné précédemment, les nouvelles technologies et l’augmentation de la dette permettant cette substitution ont aussi joué un rôle.

Dans les années récentes, ce tir à la corde a commencé à aller dans l’autre direction. Le coût, en particulier pour le pétrole, a eu tendance à augmenter bien plus rapidement que les coûts en général (Figure 3). Cela a produit beaucoup de bouleversements dans l’économie, rendant les pays qui utilisent beaucoup de pétrole moins compétitifs sur le marché international, et réduisant les taux de croissance économique, en particulier parmi les pays qui n’étaient plus capables de suivre. Les coûts élevés des produits pétroliers ont réduit les revenus disponibles pour les citoyens, menant à une récession et à des déficits des administrations.

FIGURE 3 – Prix mondiaux du pétrole, en dollars

File:Oil Prices 1861 2007.svg

Prix mondiaux du pétrole en prix courant (bleu) et en prix constants (dollars de 2008, en orange).
CC BY SA TomTheHand — Wikimedia

Dans le futur, nous pouvons nous attendre que ce tir à la corde sur les coûts va de plus en plus conduire à des coûts plus élevés, en raison de l’impact plus grand des limites de notre monde fini. Cela va finir par conduire de plus en plus nos économies en récession.

Notre système financier a été construit en supposant que la croissance économie continuera indéfiniment. Il y a un risque significatif que l’influence des prix élevés du pétrole sur la récession mettra à bas notre économie actuelle. Nous savons d’une récente analyse de Peter Turchin et Sergey Nefedov (Secular Cycles, Princeton University Press, 2009) que historiquement, quand les civilisations se sont effondrées, cela est arrivé pour des raisons financières, le coût de l’administration étant devenu trop élevé pour que les citoyens puissent le financer à travers les impôts. Il semble qu’il y ait un risque significatif que nos économies actuelles connaissent la même fin.

Pourquoi les autres ne reconnaissent-ils pas ce problème ?

Atteindre les limites d’un monde fini n’est pas un sujet qui corresponde parfaitement à une thématique en particulier, et donc le sujet a tendance à être oublié par les chercheurs se concentrant sur un champs d’étude.

Ce qui s’en approche le plus est l’analyse du rapport The Limits to Growth (Donella Meadows et al, Universe books, 1972)3. Cette analyse s’en est fortement approché mais n’a pas tout à fait mis le doigt sur le problème car ils ont manqué le lien entre la dette et les limites à la croissance. (Leur modèle n’avait évidemment pas pour but d’être complet) Des analyses plus récentes suivent cette ligne et manquent le lien avec la dette également, avançant un peu plus la date probable d’un effondrement.

 

Il y a beaucoup de confusion sur la question de ce que les limites, telles que les limites de pétrole, signifient. Beaucoup de gens pensent que l’augmentation des réserves de pétrole (mais le problème est le pétrole toujours plus cher à extraire, comme illustré dans la Figure 1) signifie que nos problèmes de pétrole sont résolus. Notre problème n’est pas le manque de réserves de pétrole ; notre problème est que le prix de vente doit continuer à augmenter pour couvrir l’augmentation des coûts d’extraction et pour couvrir la dépendance des administrations au revenu des impôts. Cette augmentation du prix de vente rend le pétrole encore moins abordable, ce qui est notre vrai problème.

Même quand le prix du pétrole chute, ce n’est pas nécessairement bon signe. Cela peut signifier que des compagnies d’extraction de pétrole n’auront plus les moyens d’ajouter de nouveaux puits, parce que la production ne sera pas suffisamment profitable à des prix plus bas. Cela peut aussi signifier que des pays exportateurs de pétrole ne percevront plus assez d’impôts pour financer des programmes (de subvention de nourriture par exemple) permettant de prévenir les révoltes.

Atteindre les limites de notre monde fini est un problème effrayant. Le livre Limits to Growth n’a pas été bien reçu lorsqu’il a été publié. Les gouvernements ont fait de leur mieux pour éviter le problème. Aucun président ou premier ministre ne veut annoncer : « Nous avons un problème que nous n’avons aucun moyen de résoudre. »

Pourquoi pourrais-je être capable de mettre la lumière sur les impacts réels des limites d’un monde fini ?

Mon vécu est celui d’une actuaire en sinistres, faisant des prévisions financières pour les compagnies d’assurances. Ainsi, j’ai commencé avec quelques connaissances en finance, mais je n’ai pas eu l’habituel « lavage de cerveau » auquel a droit une personne ayant étudié l’économie du point de vue des économistes actuels. Mon bagage m’a donné une grosse expérience pour débusquer les bases de données publiques, réaliser des graphiques, faire des analyses, et expliquer les résultats à un public profane.

Je me suis intéressée au problème des limites du pétrole et de l’impact que cela pourrait avoir quand j’ai lu ce livre The Empty Tank: Oil, Gas, Hot Air, and the Coming Global Financial Catastrophe (Jeremy Leggett,  Random House, 2005). Sa vision est issue de la vision « pic de pétrole », qui est proche de la mienne, mais pas tout à fait la même.Quand j’ai lu le livre de Legget, cela a touché une corde sensible parce que j’ai eu une expérience de première main avec l’impact que les prix élevés du pétrole ont eu sur les compagnies d’assurance durant la période 1973–1974. En 1973, j’étais actuaire pour une petite compagnie d’assurance qui a finalement fait faillite, au moins en partie à cause des conséquences indirectes des prix élevés du pétrole. En faisant des rapports au président de la compagnie, j’ai vu de près le genre de chaos que les prix élevés du pétrole pouvaient causer au monde financier.

Après avoir lu le livre de Legget, j’ai commencé de moi-même des recherches sur le sujet. J’ai écrit un article pour des cadres en assurance début 2006 and un article pour des actuaires début 2007. En mars 2007, j’ai décidé de partir en retraite anticipée, et de travailler à plein temps sur le sujet.

J’ai mis en place mon blog OurFiniteWorld.com en mars 2007. On m’a rapidement demandé d’aider sur le site web TheOilDrum.com, où j’écris sous le nom « Gail the Actuary » et où je me suis fait beaucoup de contacts avec d’autres personnes intéressées par le problème des limites d’approvisionnement en pétrole.

Pour faire bref, durant ces quelques années, j’ai eu beaucoup de contacts avec des chercheurs qui ont découvert au moins une partie de l’histoire à propos des limites de pétrole et d’énergie. À travers mes billets de blog j’ai aussi beaucoup bénéficié d’apports intéressants, y compris des suggestions de lecteurs sur des livres universitaires qui pourraient être utiles.

Mon travail est maintenant également publié dans le monde académique. J’ai écrit un papier « Oil Supply Limits and the Continuing Financial Crisis » publié dans le journal Energy en janvier 2012. Jusqu’à maintenant, il a été cité 10 fois. Je suis également co-auteure de « An analysis of China’s coal supply and its impact on China’s future economic growth » (Energy Policy, juin 2013). Ma publication la plus récente est un article appelé « Financial Issues Affecting Energy Security » dans le livre, à paraître, Energy Security and Development–The Changing Global Context, (B. S. Reddy et S. Ulgiati Eds., Cambridge Scholars Publishing, 2013).

 

 

  1. Rappelons-nous que l’auteure est aux États-Unis d’Amérique où les centrales électriques au gaz et au charbon sont légion. C’est beaucoup moins le cas en France, mais le principe reste vrai. []
  2. En mettant de côté les risques de résistance qui pourraient se développer []
  3. Traduit en français par « Halte à la croissance ? ». Le rapport a été mis à jour régulièrement. La mise à jour des 30 ans « The Limits to Growth. The 30-Year Update » a d’ailleurs été traduite en français : Les limites à la croissance (dans un monde fini). []

1 comment for “Arriver aux limites d’un monde fini

  1. atmugh
    13/09/2013 at 15:53

    Excellent! Merci pour l’effort de traduction!

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Le temps imparti est dépassé. Merci de recharger le CAPTCHA.