De la houille au flux : l'énergie solaire entre stock fossile et renouvellement

“ Centre des mouvements de tous les corps célestes du système, de tous ceux qui sont vraiment nos voisins, il est pour eux et pour nous l'inépuisable foyer de la lumière, de la chaleur, de la vie. C'est en lui que toutes les énergies, développées à la surface de la Terre, ou sur les autres globes, et qui se manifestent sous des formes si différentes, puisent incessamment, sans tarir jamais cette source de puissance. Quelle est sur les phénomènes de magnétisme et d'électricité terrestres, la véritable action du Soleil? ”

“ L'industrie prend, aux sources naturelles d'énergie dont elle peut disposer, ce qui lui est nécessaire pour procurer le mouvement aux machines et aux outils, employés pour des destinations définies ou des buts spéciaux.
L'énergie est une manifestation qui se révèle dans la nature, sous des formes différentes, et qui a sa source dans la chaleur solaire, que Young a appelée l'énergie solaire. ”

“ Des quatre principes auxquels nous avons ramené l’énergie naturelle, l’activité solaire est de beaucoup la plus utile. Nous vivons du soleil et nous faisons presque toujours, sous une forme ou sous une autre, travailler pour nous le soleil : soit que nous lui demandions de développer la végétation ; soit que nous récoltions dans la terre les vieux produits de son activité, le charbon et le pétrole ; soit que nous captions, comme on vient de le voir, le courant de l’eau et la pression du vent ”

“ Quand nous nous chauffons avec de la houille , nous nous chauffons de vieux rayons de soleil ... Quand nous nous alimentons de grains ou de fruits succulents , nous consommons le travail de la radiation solaire ; il en est de même pour les animaux ... Nous vivons de rayons de soleil ,
et la radiation solaire est le protée qui revêt , pour ainsi dire , toutes les formes qui se présentent à nos yeux .
Par l' évaporation de la mer , la radiation solaire prend la forme de l' électricité et donne ainsi naissance aux phénomènes magnétiques ... ”

“ Nous avons en permanence à notre disposition l’énergie cinétique du vent, mais ce n’est pas une réserve dans laquelle nous puisons : elle est sans cesse créée par transformation de l’énergie thermique fournie par le rayonnement solaire. ”

“ Or ces agents naturels sont physiques, chimiques ou biologiques. Ils comprennent donc la matière vivante, ou mieux le monde animal et végétal qui selon des modalités complexes sont les véritables moteurs du système en question, sous l'influx de l'énergie solaire.
Certes le monde animal et végétal n'est pas seulement une partie du système qui recycle. Il est également matière première pour l'économie, comme l'eau est à la fois un bien de consommation intermédiaire (parfois finale) et un milieu récepteur et recycleur. ”

“ En théorie, un écosystème est un système fermé, c'est-à-dire qui ne peut échanger avec son environnement que de l'énergie. Ce système fermé est lui-même formé de deux systèmes ouverts qui peuvent échanger avec l'extérieur énergie et matière : le biotope et la biocénose.
Le biotope est le milieu physique de la vie et comprend généralement les éléments que sont le sol, l'eau et l'atmosphère avec l'énergie solaire qui la traverse, combinés dans des proportions variables. ”

“ Nous ne vivons pas d’autre chose que d’énergie solaire ; ”

“ Leurs arbres, amoncelés et enfouis dans le sein de la terre par les révolutions géologiques, ont ensuite formé les immenses dépôts de houille, réserve mille fois séculaire de l'énergie solaire, qui auj ourd'hui met en mouvement les tnerveilleux organes de l'industrie et multiplie à l'infini la puissance de l'homme.
Enfin, l'homme lui-même est soumis à la loi : c'est encore à l'énergie solaire, transformée par les végétaux qui servent à son alimentation, qu'il emprunte et sa chaleur et sa force musculaire. ”

“ Grâce au soleil, source d'où tombe la vie de notre globe, il y a de la force partout, mais elle est répartie sur de vastes surfaces ; il n'y a que dans la houille qu'elle se trouve à l'état condensé. Elle nous représente l'énergie antérieure du soleil accumulée pendant les neuf millions de siècles que les géologues attribuent à la période houillère. Si l'on parvenait à tirer de la houille toute la force qu'elle possède, au lieu d'en perdre les 190 dans nos machines à vapeur, notre provision de houille durerait deux mille ans, au lieu de ne durer que deux siècles. ”

“ La radiation solaire, en tombant sur les plantes vertes, leur permet de décomposer l’acide carbonique de l’air, pour en rejeter l’oxygène et en extraire le charbon : elle crée ainsi dans les végétaux une réserve d’énergie chimique qu’une allu
mette suffît à transformer en énergie caloriûque ; les gisements de charbon qui alimentent nos machines à vapeur proviennent eux-mêmes de végétaux fossiles ; et l’énergie qu’ils représentent et qui, chaque jour, s’épuise, est tout entière, elle aussi, empruntée à l’énergie des rayons solaires. ”

“ Désormais tout combustible, toute force, ne doivent être considérés que comme une portion du calorique solaire. Qu’est-ce que la houille ? Du charbon fossile, et ce charbon n’a-t-il pas été fixé dans les plantes par la chaleur du soleil dont il n’est qu’un équivalent ? L’acide carbonique de l’air, à la faveur des radiations solaires, se décompose au contact des végétaux ; le carbone se fixe dans la plante, et l’oxygène retourne dans l’air se mêler à celui qui y est déjà et qui sert à la respiration des animaux. ”

“ Il ne paraît pas douteux que la houille ne soit due à la transformation, dans des conditions encore mal définies, de végétaux ayant vécu à des époques anciennes. Sans que nous puissions absolument l'affirmer, il est au moins très vraisemblable que ces végétaux, comme les végétaux actuels, n'ont pu se développer que sous l'influence des radiations solaires, de telle sorte que, par la combustion de la houille, nous ne ferions qu'utiliser l'énergie de ces radiations accumulées sous forme potentielle depuis de longs siècles. ”

“ Le patrimoine naturel qu'il s'agit de transmettre aux générations futurs n'est pas un simple collection d'objets : c'est aussi un système capable de se reproduire lui-même et de produire de la matière vivante, notamment en (im) mobilisant les grands flux naturels, au premier rang desquels il faut citer le flux d'énergie solaire et le cycle de l'eau. L'évaluation du patrimoine naturel doit donc comporter simultanément une mesure du niveau des stocks et une mesure du niveau des flux. ”

“ Ce sont des machines d'un entretien onéreux, qui ne fonctionnent chez nous qu'à 25 à 30% du temps, qui dénaturent les paysages et qui produisent de nuisances dans leur environnement (troubles dus aux infrasons) .
Avec l'énergie solaire (gratuite, mais intermittente, bilan C02 favorable) on va aussi vers le gigantisme. Demain, chaque bâtiment ou presque sera équipé de panneaux photovoltaïques (à base de silicium) et d'immenses centrales couvriront le sol dans les endroits bien ensoleillés. ”

“ Les énergies renouvelables intermittentes productrices d'électricité, en particulier l'éolien et le solaire, posent des problèmes d'organisation du réseau de distribution qui est appelé à être assez profondément modifié dans les prochaines années. ”

“ Par contre, supposez que demain la science trouve le moyen d'utiliser à bas prix l'énergie solaire : du coup, la houille devient inutile, elle n'est plus extraite, et les pays qui la contiennent, aujourd'hui si fiers et si pleins de morgue, seraient dans la situation d'un financier dont le portefeuille serait bondé de valeurs n'ayant plus cours. ”

“ En dernière analyse, son mouvement lui vient du soleil, puisque c'est l'énergie solaire qui, dans les parties vertes des végétaux, décompose le gaz carbonique dont le charbon sert à édifier la plante qui a formé la houille. Lumière, chaleur, électricité, qui ne sont que des modifications du mouvement, ont donc leur source dans l'énergie solaire. « Ce n'est pas la puissance de la vapeur, disait Robert Stephenson, qui enfraîne cette locomotive, c'est la chaleur solaire ; c'est elle qui a - fixé le carbone dans les plantes -qui à leur tour ont formé la houille, il y a des millions d'années. » ”

“ Il est démontré maintenant que pour la force comme pour la matière, tout se transforme, rien ne se perd, rien ne se crée. En brûlant de la houille, sous la chaudière de la machine à feu, le chauffeur ne fait que transformer en chaleur, et, par l'intermédiaire de la chaleur, en force mécanique disponible, la force vive empruntée à la radiation solaire par les immenses forêts dont, aux époques préhistoriques, la surface du globe était recouverte. ”

“ Et c'est ainsi que, grâce à l'utilisation de l'énergie solaire emmagasinée par la houille pendant des millions d'années, grâce aussi à la vitesse toujours croissante due aux progrès du machinisme, l'homme a pu réaliser ces deux grands rêves qu'avaient à peine entrevu ses pères : accroltre la durée de la vie, et augmenter la population de chaque pays d'un nombre incalculable d'esclaves ignorant le besoin de repos. ”

“ Les matières hydrocarbonées qui se forment sans cesse sur la terre, par exemple les matières spécialement regardées comme combustibles, le bois, la houille, etc., sont ainsi des provisions de force vive accumulées par une transformation lente de l’action solaire, et dont nous pouvons disposer à un instant donné pour les convertir en chaleur, en travail. Quand nous avons amoncelé du charbon dans le foyer d’une machine à vapeur et que nous l’enflammons au moyen d’une allumette, d’où sortira tout le travail que va produire la machine ? ”

“ En France et en RFA, le secteur de la production d'énergie est hétérogène et comporte des activités anciennes en régression, constituées par l'extraction du charbon (et la production de gaz de char.bon) dont les effectifs diminuent d'année en année dans les deux pays, et des activités modernes liées à la production d'électricité et de produits pétroliers qui nécessitent des moyens techniques de plus en plus importants, accrus encore sur la fin de période avec l'apparition de l'énergie nucléaire. ”

“ Un Mouchot de l’avenir inventera la machine qui doit guider les rayons du soleil et les faire travailler, sans qu’il soit besoin d’aller chercher dans les profondeurs de la terre la chaleur solaire emmagasinée dans la houille. On expérimentera l’arrosage du sol avec des cultures de micro-organismes, — idée si rationnelle née d’hier, qui permettra de donner au sol les petites cellules vivantes si nécessaires aux plantes, soit pour alimenter les radicelles, soit pour décomposer et rendre assimilables les parties constitutives du sol. ”

“ Il n’y a donc aucun paradoxe à invoquer le soleil comme le futur magasin de combustible et le réservoir de force auquel les générations à venir iront bientôt s’adresser. Et c’est pourquoi les savans et des grands ingénieurs à toutes les époques, Euclide, Archimède, Héron, Salomon de Caus, Buffon, Saussure, Belidor, Evans, Herschel, Pouillet, Ericson, se sont inquiétés de la manière dont on pourrait utilement ravir à cet astre une partie de son calorique pour les besoins de cette pauvre terre.
Le monde ne périra pas faute de charbon ”

“ Mais dans les régions méridionales, privées pour la plupart d'industrie, faute de combustible, nous croyons qu'il arrivera un temps où le fourneau solaire pourra rendre de très grands services, non seulement pour la production du mouvement par la dilatation gratuite de l'air, mais pour tous les autres besoins des hommes. Dans notre Algérie, par exemple, où il y a pénurie de bois et de charbon, et où le soleil se montre généreux jusqu'à l'offense, quel parti ne pourrait-on pas tirer de notre fourneau solaire? ”

“ Nous voyons ici le caractère général du problème. La Nature met à notre disposition le rayonnement solaire et les produits de transformation de cette énergie qui se sont formés sans intervention humaine. Mettre cette énergie brute sous une forme directement utilisable, c’est la tâche de l’homme en face de la Nature. ”

“ Dans le présent, qui seul nous occupe, l’électricité est déconcertée par la concurrence du gaz, ce rival qu’elle croyait vaincre sans peine, et paralysée par les difficultés de sa propre exploitation. Il lui manque, pour régulariser sa marche, un bon réservoir, frère du gazomètre, où emmagasiner l’éclairage pendant que l’abonné s’éclaire peu ou point. ”

“ Contrairement à ce qu’on pense souvent, l’électricité n’est pas d’ordinaire une force naturelle, mais un instrument comparable à la vapeur, parfois superposé à elle. Il en serait autrement si on actionnait des dynamos par la foudre, par l’électricité solaire, ou encore par un courant de pile développé au contact de minéraux naturels. Mais, quand on produit, avec de la houille noire ou blanche, un courant qui circule le long d’un fil vers la ville voisine, le charbon ou la chute d’eau représentent la véritable énergie initiale ”

“ La comparaison avec les systèmes de transport et de distribution d’un combustible est d’un autre ordre, puisqu’alors (c’est le cas du gaz) l’Énergie est transportée à l’état latent; elle ne devient, à proprement parler, énergie active qu’au moment de l’emploi. Mais alors l’électricité voit la balance s’incliner de son côté, sous le rapport du coût de la canalisation, de ses ' frais d’entretien, des pertes ou fuites qui, dans certains sols meubles (en Hollande, par exemple) , atteignent normalement le quart de la production. Sa supériorité est grande, comme sécurité et commodité d’emploi. ”

“ S’ils obtenaient ces résultats, leur procédé ne tarderait pas à s’étendre, et ce serait, dans toutes les grandes villes d’Europe, à Paris et à Londres comme à Berlin, une évolution mémorable des industries de l’éclairage. La lumière serait presque exclusivement demandée à l’électricité, tandis que le gaz, perdant son pouvoir éclairant et gagnant un pouvoir calorifique supérieur, ne servirait plus qu’au chauffage ou à la cuisine, et peut-être encore aux petits moteurs industriels. ”

“ Le gaz a rendu et rend encore d’immenses services, tant au point de vue domestique qu’au point de vue industriel ; mais l’utilisation du gaz, tout au moins en ce qui concerne l’éclairage et la force motrice, doit faire place à l’électricité, plus moderne, plus pratique et plus propre. ”

“ La lampe à pétrole est encore en usage de nos jours. Mais, dans les grandes villes, elle cède de plus en plus la place à l’éclairage au gaz et à l’électricité. C’est l’électricité qui triomphera de tous les autres modes d’éclairage, car il est le plus propre, le plus pratique et le moins coûteux. D’autre part, l’électricité se transporte.avec une facilité remarquable et ne nécessite pas comme le gaz des conduits coûteux ; c’est ce qui permet aux grandes entreprises de fournir de l’énergie et de la lumière dans les petites communes, ce qui est presque impossible en ce qui concerne le gaz. ”

“ La plus simple réflexion indique que le moyen vraiment pratique et commode de s’éclairer à l’électricité, serait de se conformer au système établi pour l’éclairage au gaz, qui consiste à fabriquer le gaz dans de vastes usines, éloignées des centres de population, et à le distribuer aux particuliers, grâce à une canalisation souterraine. Il faudrait, en d’autres termes, créer des usines à électricité, comme on crée des usines à gaz, et distribuer l’électricité comme on distribue le gaz, au moyen d’un réseau de conducteurs. ”

“ Quant à moi, je crois que le gaz étant détourné de l’éclairage, pourrait trouver d’autres emplois. S’il y a là une période difficile à traverser pour les usines à gaz, elle ne sera pas de longue durée. Elles pourront aussi-se transformer en usines électriques. Quant aux chemins de fer, ils ne perdront jamais rien, car il faut du charbon pour faire de l’électricité comme pour faire du gaz. ”

“ L'électricité leur paraît destinée à jouer ce rôle sauveur ; et quand on leur fait observer que, jusqu'ici, la force électrique n'est qu'une transformation assez coûteuse de l'énergie renfermée dans la houille, ils répondent que déjà les chutes d'eau sont employées sans frais à la produire, et qu'un jour viendra où les vents, le flux et le reflux de la mer, enfin la chaleur du soleil, rempliront le même office. ”

“ Pour nous servir de la gravité, notre moyen le plus pratique est de faire ou de laisser agir l’attraction centrale sur l’eau. La force de la houille blanche procède de la vaporisation solaire. Cependant elle n’existerait pas si cette vaporisation n’avait pas dû combattre la tendance de l’eau à descendre, comme lorsqu’on bande le ressort d’une montre ou remonte les poids d’une horloge et c’est la chute de l’eau sous l’influence de la gravité qui, en fin de compte, fait tourner la turbine ou le moulin. ”

“ Que si l’on objecte qu’il faudra peut-être, malgré tout, si jamais les applications de la chaleur solaire devaient entrer dans nos usages quotidiens, abandonner alors les contrées où la civilisation s’est aujourd’hui confinée, c’est-à-dire les régions tempérées, celles précisément où gisent les mines de houille, et faire un pas décisif vers les régions tropicales, nous répondrons que l’humanité a vu bien d’autres migrations et autrement importantes. ”

“ La science doit être présentée aux paysans et aux ouvriers de manières très différentes. Pour les ouvriers, il est naturel que tout soit dominé par la mécanique. Pour les paysans, tout devrait avoir pour centre le merveilleux circuit par lequel l’énergie solaire, descendue dans les plantes, fixée par la chlorophylle, concentrée dans les graines et les fruits, entre dans l’homme qui mange ou boit, passe dans ses muscles et se dépense pour l’aménagement de la terre. Tout ce qui se rapporte à la science peut être disposé autour de ce circuit, car la notion d’énergie est au centre de tout. ”