Environnement

Voitures de demain : l’hydrogène devrait progressivement s’imposer



Voiture fonctionnant à l'hydrogène
crédit : BMW

Le passage aux véhicules à hydrogène pourrait grandement réduire la dépendance pétrolière américaine et les émissions de dioxyde de carbone, selon un rapport du Conseil Américain de la Recherche intitulé "La transition vers de nouvelles technologies de transports : les perspectives du moteur à hydrogène". Mais ce rapport très fouillé de 220 pages souligne bien que la production industrielle de véhicules à hydrogène compétitifs sur le marché automobile ne sera pas facile et que de nombreux obstacles technologiques et économiques restent à surmonter.

Pour l’instant, le coût de fabrication des véhicules à hydrogène reste bien trop élevé et les États-Unis n’ont pas l’infrastructure nécessaire pour produire et diffuser largement l’hydrogène pour les consommateurs. Mais selon cette étude, ces obstacles pourraient être surmontés, grâce à un soutien massif et conjoint du gouvernement fédéral et des industriels.

L’étude rappelle que les véhicules particuliers consomment plus de 44 % du pétrole américain et sont responsables de plus de 20 % des émissions américaines de dioxyde de carbone. En 2003, le Président Bush a annoncé une initiative fédérale de 1,2 milliard de dollars, visant à encourager le développement de la technologie de production d’hydrogène et les piles à combustible, qui sont alimentées par une réaction chimique entre l’hydrogène et l’oxygène et émettent uniquement de l’eau.

Le comité a estimé le nombre maximum de véhicules à hydrogène qui pourraient être sur la route dans les décennies à venir, en supposant que des objectifs techniques soient réunis, que les consommateurs veulent des voitures à hydrogène, et que les politiques gouvernementales soient en place pour aider à conduire la transition du pétrole à l’hydrogène carburant.

Mais selon cette étude, la généralisation des véhicules à hydrogène se fera lentement, tant les obstacles à surmonter restent importants. L’étude prévoit, au niveau mondial, 2 millions de voitures à hydrogène sur les routes d’ici à 2020.

En 2023, le coût d’utilisation des véhicules à piles à combustible pourrait toutefois devenir compétitif par rapport aux véhicules thermiques conventionnels, entraînant une augmentation du nombre de véhicules à hydrogène dans le monde qui passerait alors à 60 millions en 2035 et 200 millions en 2050, ce qui ne représente encore que 15 % du parc automobile mondial prévu en 2050.

La commission a également calculé les investissements, tant publics que privés, qui seraient nécessaires pour financer une transition complète vers l’hydrogène comme principal carburant. Le coût pour le gouvernement serait de l’ordre de 55 milliards de dollars entre 2008 et 2023 ; le secteur privé devrait, pour sa part, investir 145 milliards de dollars au cours de cette même période.

Pour mettre ces chiffres en perspective, l’étude souligne que le gouvernement américain envisage d’augmenter de 15 milliards de dollars par an les subventions pour développer l’usage de l’éthanol comme carburant.

L’étude rappelle fort judicieusement que l’impact global de la généralisation des véhicules à hydrogène sur les émissions de gaz à effet de serre dépendra de la façon dont cet hydrogène a été produit. A cet égard, il est bien entendu préférable de produire l’hydrogène à l’aide de sources d’énergie et de technologies propres mais l’étude n’exclut pas cependant la production d’hydrogène à partir de centrales à charbon propres équipées de systèmes de capture et de stockage de CO2 "à la source".

L’étude a comparé les réductions de consommation de pétrole et d’émissions de CO2 qui pourraient être réalisés en utilisant trois stratégies : l’amélioration de l’efficacité énergétique des véhicules conventionnels, l’usage massif des biocarburants et l’utilisation des voitures à hydrogène.

Les deux premières options s’avèrent plus efficaces dans un premier temps mais, à partir de 2040, l’hydrogène l’emporte nettement.

L’étude préconise de développer simultanément ces trois stratégies qui apparaissent comme complémentaires. Cette approche mixte et conjointe pourrait permettre de réduire de 80 % la consommation de pétrole par les voitures d’ici 2050.

Enfin, l’étude souligne que les autres technologies propres ou sobres, comme les voitures électriques de nouvelle génération ou les voitures hybrides rechargeables, doivent également être développées. En fait, la généralisation de la voiture hydrogène, si elle semble inéluctable, sera lente et prendra au moins deux générations.

Elle nécessitera non seulement un effort considérable en matière de recherche et de développement de nouvelles infrastructures mais également une volonté politique très forte aux niveau des états développés, de l’Europe et de la communauté internationale, si l’on veut que les véhicules à hydrogène deviennent majoritaires dans la seconde moitié de ce siècle.

Le changement climatique pousse les espèces vers l’extinction




Albatros de Salvin (Thalassarche salvini)
crédit : Pablo Caceres Contreras

Les premiers résultats d’une étude de l’UICN révèlent que 35% des oiseaux du monde, 52% des amphibiens et 71% des coraux bâtisseurs de récifs en eaux chaudes risquent d’être particulièrement sensibles au changement climatique.

Ce rapport identifie plus de 90 caractéristiques biologiques qui pourraient rendre les espèces vulnérables au changement climatique. 3 438 espèces d’oiseaux parmi les 9 856 espèces existant dans le monde présentent au moins une caractéristique qui peut les rendre sensibles au changement climatique.
Les oiseaux de mer (albatros, pingouins, pétrels, puffins) risquent tous d’être affectés par le changement climatique, alors que d’autres comme les hérons, les aigrettes, les balbuzards, les milans, les faucons et les aigles seraient moins sensibles.
“C’est la première fois qu’une évaluation systématique de la sensibilité des espèces au changement climatique est effectuée,” selon Wendy Foden, du Programme des espèces de l’UICN. “Le changement climatique est déjà là, mais actuellement le monde de la conservation a très peu d’éléments lui permettant d’identifier les espèces les plus vulnérables.”
D’après cette étude, 3 217 des 6 222 amphibiens du monde risquent d’être affectés par le changement climatique. 3 familles de salamandres pourraient être particulièrement sensibles, alors que 80 à 100% des grenouilles des Seychelles, des grenouilles fouisseuses indiennes, des grenouilles terrestres d’Australie, des crapauds cornus et des grenouilles de verre sont évalués comme sensibles.

Les espèces qui ont besoin d’habitats très spécialisées comme celles dont les larves vivent dans l’eau, ou celles qui ne peuvent pas se déplacer en raison de barrières comme des vastes étendues d’eau, ou des transformations de leur habitat dûes à l’homme, sont plus particulièrement en danger.
Le rapport montre que 566 des 799 coraux bâtisseurs de récifs risquent d’être affectés par le changement climatique. La famille des Acroporidae, incluant les coraux cornes de cerf, présente un nombre particulièrement élevé d’espèces sensibles, alors que la famille des Fungiidae, incluant les coraux champignon, ainsi que la famille des Mussidae, incluant certains coraux cerveau, en comportent relativement peu.
Les espèces de coraux sont concernées en raison de leur sensibilité aux augmentations de température, à la sédimentation et aux dégâts physiques dus aux tempêtes et aux cyclones. D’autres indicateurs importants comme la faible capacité de dispersion et de colonisation ont été pris en compte.

D’après la Liste rouge des espèces menacées, 32% des amphibiens sont menacés d’extinction. Parmi ceux-ci, 75% sont sensibles au changement climatique alors que parmi les espèces non menacées, seulement 41% le sont. Quant aux oiseaux, le pourcentage moyen de ceux qui sont menacés d’extinction est plus faible – 12%. Toutefois, 80% de ceux-ci sont sensibles au changement climatique.
“Il y a une forte corrélation entre le nombre d’amphibiens et d’oiseaux menacés et ceux qui sont sensibles au changement climatique.” d’après Jean-Christophe Vié, Directeur adjoint du Programme pour les espèces de l’UICN. “Le changement climatique peut causer une brusque augmentation du risque et du rythme d’extinction pour les espèces déjà menacées. Mais nous souhaitions aussi mettre l’accent sur les espèces qui ne sont pas encore menacées, mais pourraient le devenir rapidement si le changement climatique s’intensifiait. De cette facon nous espérons promouvoir des actions de conservation préventives et donc plus efficaces.”

La banquise arctique n'en finit pas de fondre...




Etendue moyenne 2008 de la banquise arctique en
septembre, en rose la médiane 1979-2000
crédit : National Snow and Ice Data Center

La banquise arctique estivale a atteint sa deuxième superficie la plus faible depuis les premières mesures satellitaires de 1979, après le record de 2007. Si l'on peut croire à un rétablissement par rapport à l'année dernière, les conditions météorologiques qui ont régné cette saison sont au contraire inquiétantes et confortent une tendance maintenant observée depuis près de 30 ans.

En septembre, l'étendue moyenne de la banquise arctique était de 4,67 millions de km², contre 7,5 millions de km² en 1979... Le triste record établit le 16 septembre 2007 était de 4,28 millions de km², tandis que le minimum 2008 a été enregistré le 14 septembre 2008. Rappelons que la troisième surperficie moyenne la plus faible date de 2005 avec 5,57 millions de km².

La superficie de la banquise arctique en été poursuit son inexorable disparition

La saison 2008 conforte une nouvelle fois la tendance clairement établie depuis près de trente ans maintenant. Ainsi, le mois de septembre 2008 a accusé une baisse de 34% par rapport aux superficies moyennes mesurés de 1979 à 2000 et ne fut que seulement 9% supérieur au triste record de 2007, malgré des températures estivales plus fraîches dans l’ensemble. Par conséquent, la dégradation de la banquise arctique est dorénavant de 11,7% par décennie au lieu de 10,7%.

Au niveau géographique, les données spatiales de la couverture minimale de 2008 étaient différentes de celles de 2007. Cette année ne fut pas marquée par une perte substancielle de glace au centre de l’Arctique, des mers du nord de Chukchi et de l’est sibérien ; 2008 a montré la plus importante perte dans les mers du Beaufort, de Laptev et du Groënland.
Contrairement à l’année dernière, cette saison a vu l’ouverture de la Route de la Mer du Nord, le passage traversant l’Océan Arctique le long des côtes de Sibérie. Cependant, alors que le passage peu profond du nord-ouest de Amundsen s’est ouvert au cours des deux années, le passage plus profond de Parry au nord-ouest de la Manche ne s’est pas bien ouvert en 2008.

Il ne faut donc pas considérer la légère augmentation de la superficie entre 2007 et 2008 comme un signe de rétablissement mais bien comme un nouveau témoin d'une dégradation continue sur 30 ans.

Un peu de prudence sur le minimum

Déterminer avec certitude quand le minimum se produit est difficile jusqu’à ce que la saison de fonte soit résoluement terminée. Par exemple, en 2005, les séries chronologiques avaient commencé à se modifier début septembre, ce qui incitait à penser que le minimum avait été atteint. Toutefois, la banquise s’est formée plus tard dans la saison, ce qui a encore réduit son extension et a causé une chute supplémentaire au minimum absolu. A cause de la variabilité de la banquise à cette période de l’année, le Centre National de Données sur la Neige et la Glace (NSIDC) détermine le minimum en utilisant les valeurs moyennes de cinq jours consécutifs.

Des conditions météorologiques différentes

Les conditions météorologiques du printemps ont joué un rôle important dans la fonte des glaces cette année. En mars 2008, la mince couche de glace du début de l'année recouvrait 73% du bassin arctique : un record plutôt encourageant. Cependant, cette bonne nouvelle masquait le fait que la glace, bien trop mince, était bien plus vulnérable à une fonte généralisée durant l'été. Ainsi, durant la saison de fonte, cette faible épaisseur a contribué à accroître rapidement l'énergie solaire reçue, l'albédo des surfaces glacées étant très supérieur à celui de l'océan. La fonte rapide de la banquise a donc entretenu un phénomène de réchauffement d'autant plus important que l'océan retient plus longtemps la chaleur que l'atmosphère, contribuant à la fonte de la glace même après le déclin de la l'énergie solaire reçue. C'est pourquoi, en août 2008, l'océan arctique a battu un record en perdant davantage de glace que les mêmes mois des années précédentes.

Les conditions météorologiques estivales, avec des températures plus basses qu'en 2008, bien que toujours supérieures aux normales, ont pourtant empêcher une fonte généralisée et massive de la banquise. Julienne Stroeve, une scientifique du NSIDC a souligné : "je trouve cela incroyable que nous soyons passés si près du record de 2007 sans les conditions météorologiques particulièrement claires et chaudes observées l'été dernier."

Plus que jamais, les chercheurs au NSIDC insistent sur la vulnérabilité de la banquise estivale arctique qui pourrait bien avoir disparu d'ici quelques dizaines d'années seulement...