Energie : deux sources de réchauffement : calories et CO2

Plutôt que d’aborder la question difficile du réchauffement par le biais du bilan radiatif de la terre il me paraît (relativement) plus simple de l’examiner sous l’angle de l’équilibre énergétique.

Reprenant l’évolution depuis 3 milliards d’années que s’est-il passé ?

A cette époque l’atmosphère, nous dit-on, était saturée en CO2 et ne contenait pas d’oxygène sous une autre forme (O2). A cette époque serait apparue dans le milieu aquatique une (ou des) bactéries capable(s) de réaliser la photosynthèse et d’engendrer en un milliard d‘années la totalité du règne végétal et de ‟nettoyer” presque complètement l’atmosphère de son CO2, n’en laissant subsister que quelques ppm (200 ou 300 ?). Notons que l’effet de serre (s’il existe) n’a pas empêché l’apparition de la vie ni celui des réactions de photosynthèse qui ont, l’une comme l’autre, résisté à une baisse notoire de la température pendant cette période. Notons également que s’il suffit d’une augmentation du CO2 de quelques dizaines de ppm pour provoquer une augmentation de température de l’atmosphère de 1,5°C quelle aurait été la température de départ pour une diminution du CO2 de 60.000 ppm (60%) à 300 ppm (ordres de grandeur) ?

A partir de là commence le règne animal qui va mettre en place un cycle CO2/O2 que nous allons examiner sous l’angle énergétique. Remarquons d’abord que la photosynthèse est une réaction endothermique qui a pour effet de faire baisser la température de l’air. Observez la sonde de température extérieure de votre voiture en traversant une forêt pendant la journée : elle baisse d’un ou deux degrés. A l’inverse, la respiration est exothermique. Un équilibre s’est donc établi, avant l’apparition de l’épouvantable homo sapiens, entre la chaleur et le CO2 rejetés par tout ce qui respire et le CO2 et la chaleur absorbés par les végétaux. Cet équilibre a peu varié mais a sans doute fluctué autour d’un point moyen. Les choses ont commencé à changer quand l’homme a arraché le feu aux dieux. Il a d’abord cuit ses aliments, puis il a cuit des poteries et des briques, ensuite il a fondu des métaux, après il a incorporé du carbone dans le fer, etc.

Cependant il ne semble pas que cela ait changé grand-chose jusqu’au moment il a découvert le pouvoir extraordinaire de la vapeur !

Il semblerait que ce soit à ce moment-là que les ennuis ont commencé. Jusque-là les populations humaines croissaient très lentement mais la vapeur a changé les choses car elle a permis à chaque homme de disposer de plus en plus d’énergie, ce qui a permis de diminuer le nombre de travailleurs agricoles, d’augmenter globalement le temps consacré à l’étude, dont la médecine qui a fait diminuer la mortalité et augmenter l’espérance de vie etc. La population a alors amorcé une croissance exponentielle qui s’est maintenue jusqu’à un point d’inflexion qui va sans doute conduire à un plafonnement de la population mondiale d’ici 100 ans environ.

Aujourd’hui la situation est donc la suivante : environ la moitié de cette population dispose en permanence d’une réserve d’énergie d’à peu près 70 KWh par personne et par 24 h, mobilisable à volonté comme une rente. L’autre moitié espère bien arriver rapidement à ce niveau. Or, un tel niveau de consommation d’énergie a un corollaire : en vertu du second principe de la thermodynamique, toute dépense d’énergie, quelle qu’en soit la forme, devient à brève échéance une production de chaleur.

Il s’ensuit que cette énergie calorifique doit être absorbée ou évacuée vers l’espace. Pour ce qui est de l’évacuation vers l’espace, je donne ma langue au chat. En revanche l’absorption me paraît une voie possible en ayant recours à des réactions chimiques endothermiques débouchant sur des produits stables, stockables sans trop de difficulté et si possible utilisables.

La première de ces réactions qui me vient à l’esprit est la photosynthèse qui produit, entre autres, du bois stockable et dont on pourrait développer les usages en substitution à d’autres matériaux. En tous cas cette solution me paraît plus facile et raisonnable que la capture du CO2 qui me semble coûteuse et constituant une dépense d’énergie supplémentaire.