Énergies Fossiles : définition, usages, consommation, impact
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Le pétrole, le gaz naturel et le charbon sont les trois grandes sources d’énergie fossile. Leur avantage réside dans leur forte densité énergétique, leur disponibilité historique à grande échelle et leur capacité à fournir une source d'énergie fiable et continue pour répondre rapidement à la demande. Elles impactent toutefois l'environnement en émettant d'importantes quantités de gaz à effet de serre lors de leur combustion, contribuant au réchauffement climatique, ainsi qu'en provoquant la pollution de l'air, des sols et des eaux lors de leur extraction, transport et utilisation. La France est l'un des rares pays au monde à avoir une part des fossiles inférieure à 50% dans son mix énergétique.
Comment définit-on une énergie fossile ?
Une énergie est qualifiée de « fossile » quand elle est issue de la transformation de matières organiques enfouies dans le sol pendant des millions d’années. Elle provient de réserves composées principalement de carbone, qui se libèrent lors de sa combustion.
Les énergies fossiles sont des énergies non renouvelables. Une fois consommées, elles ne peuvent être régénérées qu’à l’échelle des temps géologiques. Concrètement, il a fallu des millions d’années pour que se constituent le pétrole, charbon et gaz naturel que l’on consomme de nos jours.
D’où proviennent les énergies fossiles ?
Les énergies fossiles proviennent de la décomposition lente de matières organiques végétales et animales, enfouies sous terre ou sous les fonds marins il y a des millions d’années, principalement pendant les périodes géologiques du Carbonifère et du Permien.
Sous l’effet de la pression et de la chaleur accumulées au fil du temps, ces matières se sont transformées en combustibles riches en carbone : le charbon (issu de végétaux terrestres), le pétrole (formé à partir de plancton et de matières organiques aquatiques) et le gaz naturel (souvent associé au pétrole dans les réservoirs souterrains).
Le pétrole et le gaz naturel sont qualifiés d'hydrocarbures, car ils sont formés par la décomposition de matières organiques et constitués d’atomes de carbone et d’hydrogènes. Le charbon est une ressource solide composée principalement de carbone et issue de la fossilisation de végétaux terrestres, et la tourbe est une forme incomplètement transformée de carbone fossile.
Ces ressources se trouvent aujourd’hui dans des gisements situés sous terre ou sous les océans, nécessitant des opérations d’extraction comme le forage ou l’exploitation minière pour être utilisées.
À titre d’exemple, les premiers charbons exploitables se sont formés il y a 360 millions d’années, après l’enfouissement et à la décomposition de végétaux dans des bassins sédimentaires.
L'extraction de ces matières premières énergétiques se fait par puisage pour le gaz naturel et le pétrole, par extraction directe à la surface des sols pour la tourbe, par extraction souterraine pour le charbon, ou par extraction à ciel ouvert pour le lignite.
Avantages et inconvénients
Les énergies fossiles constituent un excellent combustible, dont l'utilisation est bien maîtrisée depuis l'ère industrielle grâce à des technologies éprouvées. Elles offrent un rendement énergétique élevé, en particulier pour le pétrole, et sont disponibles tout au long de l'année, ce qui garantit une source d'énergie fiable et continue. Leur stockage et leur transport sont également relativement faciles, ce qui en facilite l’utilisation à grande échelle. Enfin, elles restent actuellement moins coûteuses à exploiter que certaines énergies renouvelables, ce qui a favorisé leur adoption massive à l’échelle mondiale.
Malgré leurs avantages indéniables, les énergies fossiles présentent de nombreux inconvénients majeurs. Ce sont des ressources non renouvelables, dont les réserves s’épuisent progressivement à mesure de leur exploitation, posant un défi pour les générations futures. Leur extraction, transformation et combustion émettent une grande quantité de gaz à effet de serre, contribuant largement au réchauffement climatique et à la pollution environnementale. De plus, leur répartition inégale à travers le monde engendre des tensions géopolitiques et des conflits économiques.
Quels usages ?
Au fil des siècles, les usages des énergies fossiles ont évolué avec les progrès technologiques et les besoins énergétiques croissants.
D'abord limitées à des usages simples comme le chauffage domestique ou la propulsion de machines à vapeur au charbon, elles sont devenues des sources indispensables pour l'industrie, les transports, et la production d'électricité, avec une diversification vers des applications chimiques et pétrochimiques à grande échelle.
- Le pétrole est principalement utilisé comme carburant dans les transports (essence, diesel, kérosène). Il sert également à produire des matières plastiques, des lubrifiants et des produits chimiques. Une part importante dans le monde est utilisée pour le chauffage et la production d’électricité, sous forme de fioul. Enfin, il joue un rôle clé dans l’industrie pétrochimique pour fabriquer des solvants, des fertilisants et des textiles synthétiques.
- Le charbon est majoritairement utilisé pour produire de l’électricité dans les centrales thermiques, où il est brûlé pour générer de la vapeur. C'est d'ailleurs la première source de production électrique dans le monde. Il est également employé dans l’industrie sidérurgique pour produire du coke, essentiel à la fabrication de l’acier. Dans certains pays, il est encore utilisé pour le chauffage domestique. Enfin, il sert à fabriquer certains produits chimiques, notamment des carburants liquides ou des gaz synthétiques.
- Le gaz naturel est largement utilisé pour le chauffage domestique et industriel grâce à son efficacité énergétique. Il est également une source importante pour produire de l’électricité dans des centrales à cycle combiné. En outre, il sert de matière première dans l’industrie chimique pour fabriquer des engrais, des plastiques et des produits pétrochimiques. Enfin, il est de plus en plus utilisé comme carburant alternatif pour les véhicules, notamment sous forme de gaz naturel liquéfié (GNL).
Quelle différence entre une énergie fossile et renouvelable ?
Les énergies fossiles se distinguent des énergies renouvelables principalement par leur origine, leur disponibilité et leur impact environnemental.
Issues de la décomposition de matières organiques sur des millions d’années, les énergies fossiles, comme le pétrole, le gaz naturel et le charbon, sont des ressources limitées et non renouvelables qui s’épuisent à mesure de leur exploitation. Leur extraction et leur combustion émettent d'importantes quantités de gaz à effet de serre, contribuant au réchauffement climatique, alors que les renouvelables, telles que le solaire, l’éolien ou l’hydraulique, proviennent de sources naturelles inépuisables et disponibles en continu, comme le rayonnement solaire ou le vent. Elles génèrent peu ou pas d’émissions polluantes, ce qui en fait une solution privilégiée pour une transition énergétique durable. Cependant, les énergies renouvelables présentent encore de nombreux inconvénients : un fonctionnement dépendant des caprices de la nature, donc encore difficilement maîtrisable, un coût d’installation important, etc.
De plus en plus de fournisseurs d’énergie s’engagent dans la transition énergétique en proposant des offres d’électricité verte issue des énergies renouvelables ou de biogaz, pour diminuer la dépendance des consommateurs aux énergies fossiles.
L’uranium, énergie fossile ou renouvelable ?
L’uranium est un élément chimique utilisé comme combustible pour produire de l’énergie nucléaire, et il se forme lors des supernovæ, ces explosions cataclysmiques d’étoiles qui synthétisent des éléments lourds. Bien qu’il soit présent en grande quantité sur Terre, surpassant l’or en termes d’abondance, l’uranium reste une ressource non renouvelable, car ses réserves s’épuisent au fil de son exploitation. Contrairement aux énergies fossiles, sa combustion ne libère pas de carbone, ce qui exclut l’uranium de cette catégorie énergétique, bien qu’il ne soit pas une source illimitée.
Quelle consommation d'énergie fossile en France et dans le monde ?
Le mix énergétique français est bien moins carboné que celui de la majeure partie du monde.
La part d’énergie fossile en France
La France est l'un des pays où la part des énergies fossiles est la plus basse, et où le pétrole n'arrive pas en tête ; grâce au nucléaire. C'est ce qui explique que la France soit un des pays développés qui émet le moins de gaz à effet de serre. La part des énergies fossiles est amenée à réduire fortement avec l'essor de la mobilité électrique et des pompes à chaleur ; les transports et la bâtiment représentant la majorité des usages nationaux.
Graphique : Selectra - Source : Chiffres clés de l'énergie - Édition 2023 - Ministère de la Transition Énergétique
| Mix énergétique 2022 en % | |
|---|---|
| Nucléaire | 36.6 |
| Gaz naturel | 15.5 |
| Charbon | 2.9 |
| Produits pétroliers raffinés | 30.3 |
| Énergies Renouvelables (Biomasse, Hydraulique, Pompes à chaleur, Biocarburants, Éolien, Photovoltaïque) | 13.9 |
| Déchets non renouvelables | 0.8 |
Graphique : Selectra - Source : Chiffres clés de l'énergie - Édition 2023 - Ministère de la Transition Énergétique
En 2023, la production d'électricité à partir de gaz en France a atteint 30,0 TWh, représentant 6,1 % du mix électrique (-32 % par rapport à 2022), tandis que la production au fioul et au charbon, beaucoup plus marginales, s'élevaient respectivement à 1,2 TWh (0,3 % du mix) et 0,8 TWh (0,2 % du mix, en forte baisse de 71 %).
Production d'énergie en France hier, par source
Production d'électricité à base de charbon en France (en GWh) - source RTE
Production d'électricité à base de gaz naturel en France (en GWh) - source RTE
Production d'électricité à base de fioul en France (en GWh) - source RTE
La France importe la grande majorité de ses énergies fossiles :
- 99 % du pétrole consommé en France est importé depuis l’Afrique, le Moyen-Orient, la mer du Nord et les pays de l’ex-URSS ;
- 99 % du gaz naturel consommé en France provient de Norvège, des Pays-Bas, d’Algérie et de Russie. Le gisement de gaz de Lacq était le plus important en France, toutefois son épuisement en 2010 a mis fin à l’injection de ce gaz naturel français dans le réseau ;
- 100 % du charbon consommé en France est importé d’Australie, des États-Unis, d’Afrique du Sud et de Colombie.
Notons que concernant l’uranium, plusieurs gisements pas encore épuisés à ce jour existent, dont le plus important est celui de la Crouzille, en Haute-Vienne. Cependant, à cause de l’abondance des réserves à bas coût dans d’autres pays, l’exploitation des gisements en France a progressivement diminué.
Comment évolue la consommation d'énergies fossiles dans le monde ?
L'évolution de la consommation mondiale des énergies fossiles montre une hausse spectaculaire depuis 1890, avec des niveaux record qui continuent à être battus presque chaque année. Le pic de consommation semble toujours devant nous, les énergies décarbonées venant s'ajouter (et pas remplacer) aux fossiles, malgré une légère stabilisation dans les années récentes.
| Année | Gaz | Pétrole | Charbon |
|---|---|---|---|
| 1890 | 33 TWh | 89 TWh | 3856 TWh |
| 1900 | 64 TWh | 181 TWh | 5728 TWh |
| 1910 | 142 TWh | 397 TWh | 8656 TWh |
| 1920 | 233 TWh | 889 TWh | 9833 TWh |
| 1930 | 603 TWh | 1756 TWh | 10125 TWh |
| 1940 | 875 TWh | 2653 TWh | 11586 TWh |
| 1950 | 2092 TWh | 5444 TWh | 12603 TWh |
| 1960 | 4472 TWh | 11097 TWh | 15442 TWh |
| 1965 | 6303,83 TWh | 17996,53 TWh | 16140,18 TWh |
| 1966 | 6868,82 TWh | 19352,66 TWh | 16324,09 TWh |
| 1967 | 7374,07 TWh | 20744,31 TWh | 16060,81 TWh |
| 1968 | 8044,36 TWh | 22499,12 TWh | 16301,15 TWh |
| 1969 | 8833,45 TWh | 24363,57 TWh | 16798,73 TWh |
| 1970 | 9614,82 TWh | 26520,38 TWh | 17058,61 TWh |
| 1971 | 10293,2 TWh | 28021,11 TWh | 16965,78 TWh |
| 1972 | 10861,72 TWh | 30139,71 TWh | 17158,64 TWh |
| 1973 | 11377,84 TWh | 32560,59 TWh | 17667,85 TWh |
| 1974 | 11659,86 TWh | 32120,80 TWh | 17682,05 TWh |
| 1975 | 11659,74 TWh | 31746,92 TWh | 18024,54 TWh |
| 1976 | 12354,14 TWh | 33782,32 TWh | 18688,49 TWh |
| 1977 | 12759,84 TWh | 34960,31 TWh | 19241,30 TWh |
| 1978 | 13293,95 TWh | 36550,02 TWh | 19457,90 TWh |
| 1979 | 14118,03 TWh | 37114,26 TWh | 20363,54 TWh |
| 1980 | 14236,96 TWh | 35525,13 TWh | 20857,61 TWh |
| 1981 | 14395,87 TWh | 34268,04 TWh | 21149,68 TWh |
| 1982 | 14469,73 TWh | 33208,07 TWh | 21385,45 TWh |
| 1983 | 14703,83 TWh | 32956,61 TWh | 22046,35 TWh |
| 1984 | 15902,68 TWh | 33680,13 TWh | 23001,08 TWh |
| 1985 | 16262,22 TWh | 33667,10 TWh | 23987,83 TWh |
| 1986 | 16421,11 TWh | 34712,90 TWh | 24258,04 TWh |
| 1987 | 17281,90 TWh | 35404,36 TWh | 25212,43 TWh |
| 1988 | 18088,85 TWh | 36551,46 TWh | 25967,13 TWh |
| 1989 | 18888,68 TWh | 37164,04 TWh | 26215,67 TWh |
| 1990 | 19481,13 TWh | 37676,57 TWh | 25906,63 TWh |
| 1991 | 19972,84 TWh | 37663,04 TWh | 25658,18 TWh |
| 1992 | 20063,48 TWh | 38147,17 TWh | 25558,42 TWh |
| 1993 | 20265,48 TWh | 37961,34 TWh | 25688,93 TWh |
| 1994 | 20389,61 TWh | 38782,06 TWh | 25788,93 TWh |
| 1995 | 21104,49 TWh | 39460,77 TWh | 25966,36 TWh |
| 1996 | 22159,26 TWh | 40334,64 TWh | 26584,99 TWh |
| 1997 | 22030,39 TWh | 41453,45 TWh | 26540,14 TWh |
| 1998 | 22433,99 TWh | 41670,18 TWh | 26372,48 TWh |
| 1999 | 23071,90 TWh | 42383,22 TWh | 26485,37 TWh |
| 2000 | 23994,26 TWh | 42978,04 TWh | 27434,63 TWh |
| 2001 | 24316,83 TWh | 43377,22 TWh | 27864,95 TWh |
| 2002 | 25030,17 TWh | 43676,04 TWh | 28962,95 TWh |
| 2003 | 25729,62 TWh | 44652,22 TWh | 31506,16 TWh |
| 2004 | 26721,14 TWh | 46387,81 TWh | 33685,52 TWh |
| 2005 | 27438,28 TWh | 46887,75 TWh | 36183,35 TWh |
| 2006 | 28161,41 TWh | 47388,00 TWh | 38068,87 TWh |
| 2007 | 29315,74 TWh | 47942,97 TWh | 40231,24 TWh |
| 2008 | 30026,16 TWh | 47537,80 TWh | 40780,08 TWh |
| 2009 | 29405,35 TWh | 46489,17 TWh | 40144,20 TWh |
| 2010 | 31593,70 TWh | 47971,41 TWh | 41937,48 TWh |
| 2011 | 32349,24 TWh | 48312,62 TWh | 43895,94 TWh |
| 2012 | 33203,00 TWh | 49113,69 TWh | 44022,52 TWh |
| 2013 | 33741,91 TWh | 49590,31 TWh | 44670,63 TWh |
| 2014 | 33977,36 TWh | 49934,68 TWh | 44858,12 TWh |
| 2015 | 34788,02 TWh | 50964,02 TWh | 43669,83 TWh |
| 2016 | 35592,57 TWh | 51992,56 TWh | 42715,14 TWh |
| 2017 | 36521,11 TWh | 52866,46 TWh | 43129,87 TWh |
| 2018 | 38355,83 TWh | 53405,14 TWh | 43795,40 TWh |
| 2019 | 39058,27 TWh | 53512,84 TWh | 43534,61 TWh |
| 2020 | 38603,41 TWh | 48609,65 TWh | 42233,39 TWh |
| 2021 | 40670,66 TWh | 51349,66 TWh | 44564,81 TWh |
| 2022 | 39413,04 TWh | 52969,59 TWh | 44854,04 TWh |
Energy Institute - Statistical Review of World Energy
Cette dynamique contraste fortement avec les connaissances scientifiques accumulées sur l'impact des énergies fossiles sur le réchauffement climatique, connues depuis les années 1970. Si des décisions politiques ont été prises, comme les accords de Kyoto ou de Paris, elles ont tardé à freiner réellement cette croissance, notamment dans les pays émergents où la demande énergétique continue de croître rapidement. L'inaction relative pendant des décennies, combinée à la lenteur des transitions énergétiques globales, souligne un écart criant entre les avertissements scientifiques et la mise en œuvre de politiques climatiques ambitieuses et efficaces.
La France présente une baisse significative de la part des énergies fossiles (hors nucléaire) dans son mix énergétique, passant de 89,56 % en 1970 à 49,95 % en 2021, avant de remonter légèrement à 53,73 % en 2022. L’Europe suit une tendance similaire, avec une diminution de près de 20 points sur la période. Le Vieux continent à tout intérêt à réduire sa dépendance aux énergies fossiles, car il en produit très peu, ce qui creuse sa balance commerciale.
En revanche, le monde affiche une baisse plus modérée, restant à un niveau élevé (93,35 % en 1970 contre 81,80 % en 2022).
| Année | France | Europe | Monde |
|---|---|---|---|
| 1970 | 89,56 % | 93,76 % | 93,35 % |
| 1980 | 83,35 % | 91,59 % | 90,60 % |
| 1990 | 60,25 % | 86,21 % | 86,88 % |
| 2000 | 55,34 % | 81,43 % | 85,55 % |
| 2010 | 53,71 % | 79,87 % | 85,97 % |
| 2011 | 52,15 % | 79,91 % | 86,15 % |
| 2012 | 52,07 % | 79,06 % | 86,15 % |
| 2013 | 51,61 % | 78,18 % | 85,78 % |
| 2014 | 49,00 % | 77,17 % | 85,39 % |
| 2015 | 49,69 % | 76,98 % | 85,12 % |
| 2016 | 51,62 % | 77,26 % | 84,67 % |
| 2017 | 52,55 % | 77,35 % | 84,35 % |
| 2018 | 50,40 % | 76,84 % | 83,99 % |
| 2019 | 50,77 % | 76,26 % | 83,42 % |
| 2020 | 49,01 % | 74,24 % | 82,26 % |
| 2021 | 49,95 % | 74,89 % | 82,31 % |
| 2022 | 53,73 % | 74,94 % | 81,80 % |
Energy Institute - Statistical Review of World Energy
Quel est l’impact des énergies fossiles sur l’environnement ?
L’impact des énergies fossiles sur l’environnement est le plus gros inconvénient de leur utilisation.
- Le réchauffement climatique : l’extraction, la transformation, le transport et la combustion des énergies fossiles sont tous d’importants émetteurs de CO2 et autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cela cause l'augmentation de la température moyenne de la surface terrestre, qui aura des conséquences très graves à l'avenir : augmentation du niveau des océans, inondations, cyclones, glissements de terrains, conflits économiques et sociaux, etc. ;
- La pollution atmosphérique est causée principalement par le pétrole et le charbon, dont la combustion dégage des oxydes d’azote, de soufre et de carbone, mais aussi du plomb, des suies et des minéraux lourds. Cela provoque une pollution atmosphérique qui touche plus essentiellement les grandes villes, où des personnes se voient affectées de maladies respiratoires ;
- Les pluies acides : les pluies acides proviennent de la combinaison entre les oxydes de soufre et d’azote avec l’eau atmosphérique. Elles sont responsables de la destruction de millions d’hectares de forêts allemandes, scandinaves et polonaises, et de l’acidification de nombreux lacs ;
- Les marées noires : elles sont provoquées par les échouages d’immenses pétroliers et sont responsables de pollution importante dans les océans.
Quand devrait-on épuiser toutes les énergies fossiles ?
L’épuisement des ressources est un autre inconvénient de l’énergie fossile. Comme expliqué plus haut, les ressources des énergies fossiles ont été produites il y a des millions d’années et sont en quantité limitée, et donc non renouvelables à l’échelle du temps humain, ce qui peut être problématique face à la dépendance de l’être humain à cette énergie.
Selon les estimations du conseil mondial de l’énergie, voici le nombre d’années restantes d’utilisation de chaque type d’énergie fossile :
- Le charbon : environ 230 ans de réserve, soit environ 848 milliards de tonnes actuellement ;
- Le gaz naturel : environ 70 ans, soit 177 000 milliards de mètres cubes ;
- Le pétrole : environ 40 ans, soit 162 milliards de tonnes.
Il y a donc fort à parier que la fin de l'usage des énergies fossiles se fera du fait de la réglementation, des changements technologiques et de la hausse de ses prix d'extraction.