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AMELIORER LES PLUIES SUR NOTRE GLOBE

Appel à un débat d'idées L'EFFET de SERRE : pour ou CONTRE?

HSF devrait participer au débat sur le thème de la pluie - qui permettrait peut-être la remise en question de quelques idées reçues, bien ancrées chez les décideurs ainsi que dans l'opinion générale. Point de départ, une réalité : en quarante ans, la population de la planète a doublé, sa consommation d'eau douce a quadruplé, et cette tendance va s'accroître. Les guerres du XXIè siècle risquent d'être des guerres de l'eau. Pour faire face, il faut bien entendu mieux gérer nos ressources en eau, l'économiser, recycler les eaux usées, etc...

Le champ reste encore largement ouvert à l'imagination humaine... et à sa volonté. Mais quelles que soient les voies employées, un fait est certain : il faudra plus de pluies, donc davantage de production de vapeur d'eau atmosphérique, c'est à dire d'évaporation de l'eau de mer. Donc, que le Soleil fournisse au bout du compte, et à bon compte, plus de chaleur. D'où une question provocante et iconoclaste: et si "l'effet de serre" était une bénédiction et non pas la malédiction suprême de notre avenir? Si la température du globe s'élève, il y aura certes bien des catastrophes. Mais il y aura davantage d'évaporation d'eau de mer, et donc des précipitations plus abondantes, et donc plus d'eau douce disponible sur le globe.

En regardant la planète avec l'oeil de l'ingénieur énergéticien, il est certain que l'augmentation du CO2 (et des autres gaz à effet de serre, CH4, etc...signalé dès 1975 par l'Observatoire de Hawaï, très loin de toute activité industrielle) amènera par l'accroissement de température un plus grand transfert de chaleur dans la mer, donc production de plus de vapeur d'eau qui par sa présence même accroîtra davantage l'effet de serre. Les machines thermodynamiques qui s'appellent atmosphère et océan accélèreront leur fonctionnement. Non seulement les glaces polaires fondront, mais l'équateur thermique se déplacera vers le Nord -où il y a davantage d'émission de CO2- entraînant la remontée en latitude de la zone sahélienne (ce fait s'amorce déjà).

De plus la part d'énergie thermique convertie en énergie mécanique s'accroîtra elle aussi. Ceci signifie que dans l'atmosphère les vent seront plus violents, les cyclones et dépressions plus forts et plus fréquents. Cela signifiera également que les courants tels que le Gulf stream et celui du Labrador tourneront plus vite, accroissant ainsi leur rôle de vecteur thermique (plus de calories pour l'Europe, plus de frigories pour le nord-est des USA), donc que l'instabilité et les précipitations seront plus fortes en Europe avec des inondations plus terribles, et le réchauffement plus sensible. Il y aura globalement moins de neige sur les Alpes, et plus de soleil sur la côte du Morbihan, la sécheresse se développera en Espagne du sud mais le temps se refroidira à l'est des Etats-unis. Mais en contrepartie, il tombera globalement sous forme de pluie et de neige plus d'eau sur la planète qui en a un besoin impératif.

Plus exactement, l'humanité doit faire face à un dilemme : - ou bien on veut plus de pluies, et il faut laisser faire l'effet de serre en prenant (et finançant) les parades et disciplines nécessaires pour pallier au mieux ses conséquences néfastes. - ou bien on considère inacceptables les méfaits de l'effet de serre ; on limite les dégagements de CO2 et l'on en accepte les conséquences, c'est à dire la pénurie inéluctable d'eau douce, d'où une politique mondiale de restriction d'eau qu'il faudra aussi mettre au point,faire accepter et financer.

Il y a gros à parier, comme le rappelait A. Deteuf, qu'après avoir coupé les cheveux en quatre sur ce sujet, on finisse par couper la poire en deux. La question qui se posera alors est celle de l'intérêt général de l'humanité à venir, de ceux qui viendront après nous. Reste à savoir comment se déterminera cet intérêt général, et quelle sera l'autorité ayant le pouvoir de le faire appliquer, sachant que l'intérêt général lèsera toujours des intérêts particuliers, légitimes... ou puissants. Il faut bien cependant commencer par imaginer des pistes d'action possibles : c'est la phase du "brainstorming", la plus intéressante et la plus facile, qui permet d'imaginer les diverses solutions entre lesquelles il faudra faire des choix, puis ensuite essayer de "vendre" les idées les plus porteuses à la collectivité des nations, passant de la phase de l'"inspiration" à celle plus pénible de la "transpiration".

Pourquoi HSF ne lancerait-elle pas ce débat?

Définissons l'objectif : Comment faire pleuvoir plus, mais surtout mieux, sur cette planète en limitant l'effet de serre ?

Voici la vraie question, la plus fondamentale, du début du XXIème siècle. "Pleuvoir mieux", cela veut dire des pluies plus douces, plus longues et mieux réparties sur cette terre. Cela veut dire aussi des périodes de froid : car autant il faut sur mer de la chaleur pour fournir à l'eau la quantité de chaleur latente nécessaire à son passage à l'état de vapeur dans l'atmosphère, autant il faut de froid sur terre pour permettre le retour de cette vapeur à l'état liquide. Pour initier le débat, lançons quelques pistes.

1 Lutte contre la désertification

Pour le climaticien, l'ennemi est le sol désertique. Sec, il est très mauvais conducteur de la chaleur. Sous le soleil, sa couche superficielle reçoit donc toute une chaleur qu'elle ne peut transmettre aux couches inférieures : elle devient brûlante (environ 70 °C.). A son contact, l'air s'échauffe, devient plus sec, pompe le peu d'humidité qui pourrait rester et, moins dense, monte jusqu'à la troposphère où le peu d'humidité ramenée ira se condenser vers l'Equateur. L'amie, c'est la végétation. Elle limite la hausse de température. La conductibilité thermique du sol où se trouvent racines et humidité augmente. La température superficielle sous le soleil est limitée ; la chaleur se propage donc dans une couche plus épaisse, donnant au sol un rôle de volant thermique.

Le soleil favorise l'assimilation chlorophylienne, qui transforme en matière végétale ce CO2 qui encombre l'atmosphère. La plante évapore la plus grande partie de l'eau nécessaire à sa croissance (en gros 300 litres d'eau par kilo de matière végétale sèche produite). Mais cette humidité rendra plus fréquentes les pluies qui permettront de restituer à la plante cette eau, dès qu'un refroidissement permettra d'absorber la chaleur latente de condensation.. Voilà pourquoi végétation et forêts sont régulatrices de climat.

Voici aussi pourquoi la lutte contre la désertification passe par la reforestation, avec des arbres aux feuilles les plus larges possible, fournissant le plus d'ombre possible, plantés en bordure de mer pour utiliser au mieux l'humidité marine. L'air plus humide entraînera rosée et pluies plus régulières et plus fréquentes. Et cette ceinture verte s'étendra en s'éloignant progressivement du rivage. A noter que des bois touffus, ombragés et feuillus tels que ceux des chênes zéens des montagnes d'Afrique du nord, dont l'humus constitué par la chute de leurs feuilles conserve une humidité propice aux champignons et dont l'ombre épaisse empêche la prolifération du taillis, résistent infiniment mieux aux incendies de forêts que les pins brûlant comme l'amadou qu'avec une obstination touchante on persiste à planter dans notre Midi. Comme par hasard, ces bois de chêne attirent rosée, brouillard et petites pluies, et donc les jardins maraîchers autour d'eux.

Remarque 1 Pour en revenir aux zones désertiques, une autre idée pour le jour où on saura faire des panneaux solaires à haut rendement bon marché (la recherche avance!) : en installer de grandes surfaces sur le sol du désert,permettrait non seulement de produire de l'électricité en quantité industriellement significative, mais en outre diminuerait l'échauffement du sol sous-jacent. L'air devrait devenir localement moins sec, le sol plus frais pourrait la nuit recueillir davantage la rosée, notamment en bordure de mer.

Remarque 2: développer les techniques de refroidissement par ruissellement (comme dans les réfrigérants atmosphériques de nos centrales) où l'on utilise une chaleur dont on veut se débarrasser en faisant évaporer de l'eau, ce qui augmente l'humidité ambiante et en fait revient, là aussi, à distiller de l'eau à partir d'une énergie gratuite. Ceci est un avantage annexe de nos grandes centrales nucléaires, oublié généralement tant par leurs thuriféraires que par leurs détracteurs.

2 - Conservation de l'eau

Ce n'est pas tout de précipiter l'eau de pluie; encore faut-il la conserver! Le meilleur conservatoire est la nappe phréatique. Par rapport à un barrage, c'est un moyen de stockage discret, qui ne nécessite pas d'investissements majeurs, qui n'a guère de pertes par évaporation, et qui ne s'envase pas. C'est donc un capital à entretenir. Sortons encore une idée iconoclaste : pendant les crues, il faut rechercher l'inondation des plaines alluviales qui enrichit les sols d'alluvions et recharge les nappes, et non la fuir. C'est ainsi qu'à l'est du Sénégal le GRED réalise, à l'amont des plaines alluviales des marigots locaux, des petites retenues qui débordent lors des crues. Dans ces plaines, des réseaux de petites diguettes de 0,5 m de haut suivant les courbes de niveau étalent le plus possible la lame d'eau et lui laissent le temps de s'infiltrer dans le sol. Non seulement les récoltes s'accroissent, mais la violence du flot est diminuée, et donc les dégâts en aval.

Après tout, qu'y a-t-il eu d'autre dans la plaine du Nil pendant des millénaires, permettant le développement de la première grande civilisation, les villages se tenant à l'abri en s'édifiant sur de petites éminences de terrain ? Les paysans des bords de la Garonne ne disent-ils pas qu'après les ravages d'une inondation, le sol alluvionné n'a plus besoin d'engrais pendant trois ans ? Cela étant, pour régulariser les débits, réduire les crues torrentielles et rendre aux montagnes leur rôle de châteaux d'eau, il faut aussi les "reforester". Le vent qui escalade les montagnes, et donc s'y refroidit par détente adiabatique, y condensera plus facilement l'humidité ainsi dégagée. Le Liban était riche quand ses montagnes couvertes de cèdres retenaient l'eau, avant que cinq mille ans de construction navale ne l'ait déforesté. Il en est de même de la côte dalmate, déforestée et rendue durablement aride, pour construire la flotte de la Sérénessime République de Venise.

3 - Pollutions et combustibles organiques

Bien entendu, il ne faut pas polluer l'eau stockée dans les nappes. On peut déplorer la pollution nitrée des nappes phréatiques bretonnes par les lisiers d'élevage. Il faut certes raison garder : les sols fertiles le sont grâce au fumier répandu depuis des siècles. L'excès seul est dommageable. Cela étant, les Anglais sont partis du constat que la fiente avait un pouvoir calorifique. Après tout, la bouse de vache séchée était le combustible des alpages ; il est toujours celui de la ménagère en Inde. D'où l'idée de faire des centrales à vapeur à crottes de poulets, deux qui tournent déjà à Eye (10 Mw) et Glanford (12 Mw) et une qui se construit à Thetford (38 Mw). Les crottes en brûlant fabriquent de l'électricité, les odeurs sont détruites, les gaz dégagés, les microbes brûlés et les atomes d'azote libérés dans les fumées vont rejoindre leurs confrères de l'air ambiant au lieu d'aller polluer les nappes. Ne restent comme résidus imbrûlables que les phosphates, vendus comme engrais. La pénurie d'eau potable à prévoir conduira peut-être nos héritiers à penser qu'il est plus intelligent de ramasser, sécher et brûler les fientes humaines... et canines, plutôt que de polluer une eau précieuse pour les véhiculer... qu'il faudra ensuite dépolluer!

4 - Turbines à gaz

L'emploi du méthane CH4 est un grand fautif de l'effet de serre. Mais en brûlant une molécule de méthane, on obtient deux molécules de vapeur d'eau pour une molécule de CO2, la combustion de l'hydrogène contenu fournissant 55 % de la chaleur dégagée. En le brûlant, on réduit donc l'effet de serre tout en fabriquant de la vapeur, donc de l'humidité atmosphérique. Ce gaz constitue à 85 % le gaz naturel.

Les Anglais qui, après avoir été assis des siècles sur un tas de charbon, flottent actuellement sur une bulle de gaz, se lancent à corps perdu dans les centrales à turbine à gaz à cycle combiné, pas chères et d'un excellent rendement . Reste à savoir quels seront la durée de leurs réserves en gaz, le prix du gaz futur, la durée de vie économique de ces centrales et si un jour ne reviendra pas à la mode l'idée des années 60, à savoir que le gaz naturel, source d'hydrogène pour la Chimie, est une denrée trop noble pour être utilisée comme combustible. Quoiqu'il en soit, cela leur permet aujourd'hui de réduire leurs émissions de CO2 et d'accroître celles de vapeur d'eau. On peut se demander pourquoi personne ne songe à récupérer de l'eau par refroidissement à partir de la vapeur produite en quantité par les turbines à gaz installées dans les déserts arides d'Afrique et du Moyen Orient...

5 - Eoliennes

Actuellement, les groupements d'éoliennes, sous forme de "fermes à vent" (windfarms) reviennent à la mode et sont la deuxième forme d'énergie revouvelable sans combustion dans le monde, derrière l'énergie hydraulique. Mais pour être rentables, il leur faut néanmoins être subventionnées. Chaque éolienne peut difficilement dépasser 300 Kw avec les tailles d'hélices admissibles. Par ailleurs, le vent n'a pas toujours le bon goût de souffler de préférence aux heures de pointe où l'on a besoin de plus de courant, et les zones venteuses ne sont pas toujours celles où l'on consomme beaucoup d'électricité, sauf peut-être en Californie et au Jutland. Les Anglais (toujours!) qui veulent s'y lancer constatent avec tristesse que les zones idéales chez eux sont les îles perdues des Hébrides, ou le bout de la Cornouaille... Deux caractéristiques des éoliennes rarement mises en avant mériteraient cependant d'attirer la réflexion des climaticiens : - la première est que le vent cède à l'éolienne une partie de son énergie. Donc, la multiplication des "fermes à vent" devrait, même sur le plan purement local et sous forme minime, calmer un peu les grands vents à leur aval. - la deuxième est une caractéristique bien connue de ceux qui liquéfient l'air pour le distiller: la détente d'un gaz dans une turbine avec fourniture d'un travail extérieur refroidit considérablement ce gaz (cf. les procédés Georges Claude). L'air devrait donc devenir plus froid à l'aval des grandes zones de "fermes à vent", et l'humidité de l'air davantage se condenser.

Envoi

Puissent les lecteurs de cet article exposer leurs critiques, objections, suggestions et autres propositions ! Qu'ils laissent phosphorer leur imagination, fassent part de leurs réflexions, de leurs idées, de leur point de vue. Mais surtout, qu'ils en fassent part par écrit à HSF, pour démultiplier le dialogue. Les idées, lâchées dans la nature, vivent de leur vie propre. Celles qui ont peu d'intérêt s'oublient vite ; par contre, celles qui sont "porteuses" suivent d'elles-mêmes leur petit bonhomme de chemin dans les esprits, et finissent tôt ou tard par percer. Chers lecteurs, à vous de jouer. A vos plumes!

G. NEYRET -E.C.P (HSF Paris)