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Une ville chauffe de l’eau pour les douches, la cuisine, le lavage et de nombreux usages techniques, puis rejette cette énergie dans ses égouts. La cloacothermie, ou riothermie, consiste à récupérer les calories encore présentes dans les eaux usées afin de chauffer ou rafraîchir des bâtiments. À Oullins, près de Lyon, l’ADEME documente par exemple un réseau utilisant des eaux usées à environ 11 à 12 °C en hiver et 22 à 23 °C en été pour produire chaleur et froid au bénéfice de plusieurs milliers d’usagers. Mais l’intérêt systémique…

Les data centers sont nécessaires au monde numérique et le resteront. Ils hébergent les processeurs, mémoires, réseaux et systèmes de stockage qui fournissent la puissance de calcul indispensable à l’intelligence artificielle, aux simulations scientifiques, aux services numériques et au fonctionnement d’infrastructures de plus en plus complexes. Mais ils ne sont pas l’industrie de l’intelligence artificielle : ils en sont l’infrastructure physique. Leur importance doit donc être mesurée à la quantité de calcul utile qu’ils fournissent, et non à la quantité de bâtiments, de serveurs ou d’électricité qu’ils consomment. Cette distinction…

Les frontières planétaires sont généralement représentées comme neuf indicateurs distincts. Cette représentation est utile pour mesurer l’état du système Terre, mais elle peut donner l’impression qu’il faudrait résoudre neuf problèmes indépendants. En réalité, plusieurs dépassements résultent des mêmes flux économiques. Extraire davantage de matières, produire davantage de biens, mobiliser davantage de terres, d’énergie, d’eau et d’intrants ne dégrade pas une frontière particulière : la même unité de surproduction peut exercer simultanément une pression sur plusieurs systèmes planétaires. Les énergies fossiles l’illustrent le plus clairement. Leur combustion augmente la concentration atmosphérique…

Le système énergétique industriel a longtemps été organisé en filières largement séparées. Le pétrole alimentait les transports, le gaz et le charbon produisaient de la chaleur, l’électricité circulait dans son propre réseau et les carburants étaient distribués par une infrastructure distincte. Chaque énergie possédait sa chaîne de production, son stockage, son réseau et ses usages. Le développement massif des renouvelables et de l’électrification permet aujourd’hui une architecture différente : les vecteurs énergétiques peuvent être convertis les uns dans les autres et les secteurs autrefois séparés devenir les composantes d’un même…

Le débat énergétique se concentre volontiers sur l’électricité, alors qu’une immense partie de l’énergie consommée sert simplement à produire ou déplacer de la chaleur. Chauffage des bâtiments, eau chaude, cuisson, séchage, procédés industriels, fusion, vapeur : selon l’Agence internationale de l’énergie, la chaleur représentait encore près de la moitié de la consommation finale mondiale d’énergie et 38 % des émissions de CO₂ liées à l’énergie en 2022. La transition énergétique ne consiste donc pas seulement à produire davantage d’électricité décarbonée. Elle consiste aussi à apprendre à produire, déplacer, stocker et…

Stocker de l’énergie ne signifie pas nécessairement charger une batterie. Cela consiste à convertir une énergie disponible sous une forme qui permettra de la conserver puis de la restituer lorsqu’elle sera utile. Cette forme peut être gravitaire, cinétique, thermique, électrochimique, mécanique, pneumatique ou chimique. Le stockage constitue ainsi moins une technologie particulière qu’une famille de transformations physiques et chimiques, chacune adaptée à une puissance, une durée, un coût et un usage différents. Réduire cette diversité à la batterie lithium conduit à poser incorrectement le problème du stockage des énergies renouvelables.…

La géothermie est souvent réduite à quelques régions volcaniques où de la vapeur naturelle permet de produire de l’électricité. Son potentiel est beaucoup plus large. Il existe en réalité un continuum allant du sous-sol superficiel, utilisé comme réservoir thermique pour un bâtiment, jusqu’aux roches superchaudes situées à plusieurs kilomètres de profondeur. À mesure que l’on descend, la température augmente et les fonctions possibles changent : chauffage, rafraîchissement, réseaux de chaleur, production électrique, stockage thermique et, dans certaines formations géologiques, production d’hydrogène associée à la minéralisation du carbone. À faible profondeur,…

Le développement massif des énergies renouvelables ne signifie pas que chaque kilowattheure solaire ou éolien doive disposer de son propre stockage. Le foisonnement géographique, les interconnexions, le pilotage de la demande, l’hydraulique, les batteries et les autres formes de flexibilité absorbent une grande partie des variations de production. Mais lorsque ces mécanismes ont fait leur travail, il peut subsister des périodes où l’électricité disponible dépasse durablement les besoins. La méthanation ouvre alors une possibilité différente : au lieu de limiter la production, cette énergie excédentaire peut être transformée en une…

La transition énergétique ne consiste pas seulement à produire autrement l’électricité que nous consommons déjà. Elle consiste à faire de l’électricité le vecteur d’une part croissante des usages aujourd’hui alimentés directement par le pétrole, le gaz ou le charbon. Transport, chauffage, procédés industriels, agriculture, dessalement : l’électrification permet de remplacer progressivement la combustion par un système énergétique beaucoup plus efficace, plus facilement décarbonable et de plus en plus pilotable. C’est pourquoi elle constitue l’un des mécanismes centraux de la transition du XXIe siècle. L’électricité ne représente encore que 23 %…

Le nucléaire occupe une place singulière dans le débat énergétique parce qu’il cumule deux caractéristiques rarement réunies : une très forte densité énergétique et de très faibles émissions de carbone pendant l’exploitation. Lorsqu’un réacteur de 1,5 ou 1,6 GW entre en service, il apporte d’un seul coup une quantité considérable d’électricité bas-carbone, disponible avec un facteur de charge élevé. Dans un système encore alimenté au charbon ou au gaz, quelques réacteurs peuvent donc permettre de retirer plusieurs grandes centrales fossiles. Cette capacité donne au nucléaire une véritable utilité dans la…