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D’où vient, et où va, l’électricité ?

Times square
Times Square, Midtown, Manhattan, New York © Yann Arthus-Bertrand

L’électricité, c’est l’énergie dont on se sert tous les jours, souvent sans plus s’en rendre compte. Sa consommation ne cesse d’augmenter dans le monde. À première vue, elle ne paraît pas polluante, pourtant sa production entraîne des émissions de CO2, plus ou moins élevées selon la source d’énergie qu’on utilise.

C’est quoi l’électricité ?

On a souvent tendance à confondre énergie et électricité. L’énergie, c’est un terme général qui désigne la force nécessaire pour réaliser un travail ou effectuer un déplacement. C’est tout autant la force des muscles avec laquelle on porte un objet que celle du vent dans les voiles ou de la bûche dans la cheminée.

L’électricité est une forme d’énergie. Plus précisément, c’est une énergie finale, qui est directement et facilement utilisable : elle résulte de la transformation d’une énergie primaire comme le soleil, le vent, le bois, le charbon ou le pétrole.

Appuyer sur un bouton pour allumer la lumière ou la télévision est devenu banal. On le fait sans y penser. Pourtant ce geste tout simple est très récent, si on le compare à l’histoire de l’Humanité. Il y a 100 ans, on s’éclairait encore à la bougie, il y en a 70, on passait le balai au lieu de l’aspirateur et il y en a encore 50, on s’écrivait plutôt qu’on se téléphonait. En quelques décennies, l’électricité est devenue l’une des bases de notre civilisation.

Elle est aujourd’hui l’énergie la plus répandue : les trains, les métros et les trams fonctionnent à l’électricité. Les voitures, même à essence, en ont besoin pour démarrer, mais aussi pour faire fonctionner les essuie-glaces ou la radio. A la maison, c’est pareil : l’énergie électrique sert à chauffer l’eau, parfois la maison tout entière, mais alimente aussi le four, le réfrigérateur et tous nos appareils électroménagers. A l’hôpital, les technologies médicales font de plus en plus souvent appel à l’électricité. Quant aux télécommunications modernes, elles ne seraient rien sans elle : sans courant, plus de téléphone, ni d’internet ! Mais il ne faut pas oublier que ce confort n’est pas partagé par tous : en 2018, plus d’un milliard de personnes dans le monde n’avaient pas accès à l’électricité, notamment en Afrique et en Asie du Sud-Est.

LA QUESTION DE SUNNY

C’est quoi un watt ?

Le watt, qui s’abrège avec la lettre W, est l’unité de mesure de la puissance électrique. Un aspirateur de 2 000 W est plus puissant qu’un autre de 1 000 W. Pour mesurer l’énergie consommée par un appareil, on regarde durant combien de temps il est allumé et on multiplie sa puissance par le nombre d’heures de fonctionnement : si on passe notre aspirateur de 1 000 W durant ¼ heure, on aura consommé 250 watts-heure (Wh). Cette unité vient du nom de James Watt, un ingénieur qui à la fin du 18e siècle a mis au point la machine à vapeur, une invention qui a lancé la Révolution industrielle.

Comment produit-on l’électricité ?

En 1800, un Italien, Alessandro Volta, invente la pile électrique, une technologie à l’origine de l’électricité telle que nous la connaissons aujourd’hui.

La matière est formée d’atomes. Dans ces atomes, des électrons chargés négativement tournent autour d’un noyau chargé positivement. Dans les matériaux conducteurs, comme les fils de cuivre, des électrons un peu baladeurs, appelés les électrons libres, ont la capacité de passer d’un atome à l’autre. C’est le déplacement de ces électrons qui crée le courant électrique.

On a réussi à reproduire ce mouvement des électrons libres dans des centrales électriques qui produisent du courant. Il en existe différentes sortes :

– Les centrales thermiques, qui utilisent du charbon, du gaz naturel ou du pétrole.

– Les centrales nucléaires, qui utilisent l’énergie contenue dans un minerai, l’uranium.

– Les centrales hydroélectriques, qui fonctionnent grâce à l’eau des rivières ou des barrages.

– Les éoliennes, qui se servent de la force du vent.

– Les panneaux solaires ou photovoltaïques, qui utilisent l’énergie du soleil.

LE SAVIEZ-VOUS ?

Les plus grosses pannes de courant

En 1977, une énorme panne de courant – on parle de black-out – a paralysé la ville de New York, aux Etats-Unis, entraînant des pillages et de graves émeutes. En novembre 2006, une grosse coupure d’électricité en Allemagne a provoqué la pagaille dans tous les pays voisins : pas moins de 5 millions de Français ont été touchés durant plusieurs heures. Et en juillet 2012, en Inde, ce sont 670 millions de personnes – soit dix fois la population française ! – qui ont été privées d’électricité.

À chaque énergie, ses émissions de CO2

Quand l’électricité sort de la prise, chez soi, on a l’impression qu’elle est « propre ». En un sens, c’est vrai car elle ne dégage alors ni polluants ni CO2. Mais cette électricité, il a bien fallu la produire : et c’est à ce moment-là qu’elle a dégagé des gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement climatique. Consommer de l’électricité, c’est donc bien émettre du CO2 dans l’atmosphère.

Les quantités de CO2 émises dépendent de l’énergie avec laquelle on a fabriqué l’électricité. Par exemple, consommer 1 kWh d’électricité (cf. la question de Sunny) produite à partir du charbon revient à rejeter 1 kilo de CO2 dans l’atmosphère. A partir du gaz, cela revient à en émettre 400 grammes, et seulement 10 grammes si l’électricité provient d’une éolienne, d’un barrage ou d’une centrale nucléaire.

Contrairement à l’électricité issue des énergies fossiles, celle issue des énergies renouvelables et de l’énergie nucléaire est faible en CO2, et donc meilleure pour le climat. On dit qu’elle est « décarbonée ».

L’électricité que l’on consomme est plus ou moins « propre » selon les pays. Alors que certains émettent énormément de CO2, comme la Chine qui tire deux-tiers de son électricité du charbon ou la Pologne avec 80 %, d’autres comme l’Islande, la Norvège, l’Autriche, le Costa Rica ou l’Ethiopie ont opté pour une électricité plus verte, produite à partir des énergies renouvelables.

Comment transporte-t-on et distribue-t-on l’électricité ?

En sortant de la centrale, l’électricité est transportée dans des câbles à très haute tension, allant jusqu’à 400 000 volts. Tout au long du trajet, des transformateurs vont abaisser cette tension jusqu’à atteindre les 220 volts qu’on trouve dans les prises de nos logements.

L'électricité, de la production à la consommation
Le voyage de l’électricité, de sa production à sa consommation

La France compte un peu plus de 105 000 kilomètres de lignes électriques, dont la plupart sont aériennes. Seulement 6 % sont enterrées.

L’électricité peut être produite dans un endroit et consommée ailleurs si le besoin s’en fait sentir. Chaque jour, des personnes vérifient quelles sont les prévisions de consommation électrique dans les foyers et les entreprises afin de pouvoir répondre à la demande. La consommation électrique dépend des conditions météo (en France, on consomme plus d’électricité quand il fait froid à cause du chauffage, et au Qatar quand il fait chaud à cause de la climatisation), de l’activité économique, des vacances, du fait que c’est le jour ou la nuit… En France, la demande en électricité augmente le matin, quand les gens se lèvent et vont au travail, et il y a de nouvelles pointes de consommation le midi et le soir. Les centrales électriques adaptent leur fonctionnement à ces prévisions, car l’électricité ne se stocke pas, du moins pas en grande quantité. Il faut sans cesse répondre à la demande. Si par exemple, la France n’a pas assez de courant à un moment de la journée, elle en achète ailleurs en Europe, puisque les réseaux électriques sont connectés entre eux.

Quelle production et quelle consommation dans le monde ?

Bien que très polluante, la principale source de production d’électricité dans le monde reste le charbon, facile à extraire et très bon marché. En 2018, il était à l’origine de 38 % de l’électricité produite sur la planète, devant le gaz naturel (22 %). Viennent ensuite l’énergie hydraulique (16 %), le nucléaire (10 %), l’éolien (5 %), le solaire (2 %) et la biomasse (2 %). Même si elle reste faible, la part des énergies renouvelables dans la production d’électricité augmente continuellement depuis quelques années. Quant au pétrole, très présent comme carburant dans les transports, il est en revanche très peu utilisé pour produire de l’électricité (3 %).

En 45 ans, la consommation d’électricité a été multipliée par quatre. Et cette augmentation va continuer, notamment avec le développement des voitures électriques. A eux trois, la Chine, les Etats-Unis et l’Union européenne représentent plus de 55 % de la consommation mondiale.

Et en France ?

Répartition de la production électrique française
Répartition de la production électrique française par source d’énergie en 2018 (Source : RTE)

En France, 72 % de l’électricité provient du nucléaire. Nous sommes le seul pays au monde dans cette situation. Entre la fin des années 1970 et le début des années 2000, la France a construit 19 centrales nucléaires, ce qui lui permet aujourd’hui d’exporter de l’électricité vers d’autres pays.

Ce sont les particuliers qui utilisent le plus l’électricité. Ils représentent 35 % de la consommation française : 28 % de leurs consommations électriques servent au chauffage, 12 % à l’eau chaude, tandis que 45 % sont réservées aux appareils électriques (informatique, électroménager… ).

SUR CE SUJET, VOIR AUSSI LES FICHES

  • Le charbon
  • Le pétrole
  • Le gaz naturel
  • Les énergies renouvelables
  • L’énergie dans le monde
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