Certaines langues de ce site peuvent avoir été traduites automatiquement et peuvent contenir des erreurs. Aidez à l'améliorer Lire l'original en anglais
L'éolienne Mod-1 de NASA sur une colline à Boone, en Caroline du Nord, en 1979.
Green Initiative

Sources d'énergie comparées

Chaque kilowattheure a une histoire cachée : une mine, une usine, une cheminée ou une lame… Comparez-les honnêtement et l’image est plus claire que le débat.

NASA Glenn Research Center

En 1979, NASA a mis en marche la Mod-1, une éolienne à deux pales avec un rotor de 61 mètres de diamètre, sur une montagne en Caroline du Nord. C’était l’une des plus grandes turbines de son époque et l’une des premières tentatives pour faire de l’énergie éolienne une partie sérieuse du réseau. Quatre décennies plus tard, l’éolien et le solaire sont les sources d’électricité qui connaissent la croissance la plus rapide sur la planète. Pour comprendre pourquoi, et ce qu’ils ne peuvent toujours pas faire, il est utile de comparer chaque source dans les mêmes termes.

La vie entière, pas seulement la cheminée

Les émissions d’une centrale électrique ne s’arrêtent pas à sa cheminée. L’acier et le béton doivent être fabriqués, le combustible extrait et transporté, et finalement tout démantelé. Les évaluations du cycle de vie ajoutent tout cela par kilowatt-heure. L’examen par le GIEC de centaines de telles études donne un classement clair: le charbon émet environ 820 grammes d’équivalent CO2 par kilowatt-heure, le gaz environ 490, tandis que l’éolien, le nucléaire et l’hydroélectricité sont autour de 10 à 25, et solaire autour de 40 à 50.

La sécurité raconte une histoire similaire. En comptant les décès dus aux accidents et à la pollution atmosphérique par unité d’électricité, le charbon et le pétrole sont de loin les sources les plus dangereuses, car leur combustion remplit l’air de particules. L’éolien, le nucléaire et le solaire sont des centaines de fois plus sûrs.

820 gÉquivalent CO2 par kWh de charbon, médiane du cycle de vie (GIEC AR5)
11 gÉquivalent CO2 par kWh d'énergie éolienne terrestre (GIEC AR5)
24.6décès par TWh du charbon, contre 0,04 pour l'éolien (Notre monde en données)

À quoi chaque source est bonne

  • Le charbon et le gaz peuvent être allumés en cas de besoin, mais ils produisent les émissions et la pollution les plus élevées. Le gaz émet environ la moitié de CO2 que le charbon lorsqu’il est brûlé, bien que les fuites de méthane réduisent l’écart.
  • Nucléaire Elle fonctionne de façon constante avec très peu d’émissions et une empreinte réduite sur le terrain; sa construction est coûteuse et lente, et les déchets doivent être gérés pendant très longtemps.
  • Énergie hydraulique L’énergie renouvelable est flexible et à faible émission de carbone, mais les barrages inondent les vallées et changent les rivières.
  • Vent L’électricité renouvelable est l’une des nouvelles sources d’électricité les moins chères; elle varie selon la météo et nécessite de l’espace, des réseaux et, de plus en plus, du stockage.
  • Solaire L’énergie solaire est bon marché, modulaire et s’adapte sur les toits d’un village à un gratte-ciel; il ne produit rien la nuit et moins en hiver.
Deux pelles géantes dans une vaste mine de sable à ciel ouvert, avec des champs verts et une rangée d’éoliennes à l’horizon.
Pelles à roues à godets dans la mine de lignite à ciel ouvert de Garzweiler, en Allemagne occidentale, 2019, avec des éoliennes à l’horizon. Pour le charbon, l’histoire cachée d’un kilowatt-heure commence dans une mine comme celle-ci. Photo: Arne Müseler, CC BY-SA 3.0 DE

Il n’y a pas de source parfaite. Il n’y a que des meilleurs et des pires mélanges, et le choix du mélange nous appartient.

La pièce manquante : la flexibilité

Le défi d’un système d’énergie propre n’est pas de produire suffisamment d’énergie en moyenne, mais de faire correspondre l’offre et la demande à chaque seconde. Les batteries, l’hydroélectricité par pompage, des réseaux plus solides qui partagent l’énergie entre les régions, une demande qui suit le soleil et le vent et des sources d’énergie à faible émission de carbone comblent tous ce fossé. C’est aussi pourquoi nous recherchons une génération modulaire qui peut être installée là où l’énergie est utilisée, comme le Fan Wall.

Des solutions éprouvées : des réseaux qui ont déjà changé

L’électricité propre n’est pas seulement une prévision. Plusieurs pays ont reconstruit la majeure partie de leur approvisionnement en énergie en une génération, chacun avec les ressources dont il disposait : le vent, l’eau, la chaleur de la Terre ou le soleil. Tous les chiffres ci-dessous sont des parts de la production d’électricité de chaque pays, d’après Ember et l’Institut de l’énergie tel que compilé par Our World in Data, à moins qu’une autre source ne soit donnée.

  • Danemark: l’énergie éolienne comme pilier. Les combustibles fossiles ont produit 84% de l’électricité du Danemark en 2000 et 11% en 2024. Les éoliennes à elles seules représentent 58 %, la bioénergie environ un cinquième et le solaire est passé de presque rien à 11 % depuis 2012.
  • Uruguay : une transition en moins d’une décennie. L’Uruguay comptait sur ses barrages et brûlait du pétrole et du gaz pendant les années sèches; en 2008, les combustibles fossiles produisaient 39 pour cent de son électricité. L’éolien est passé d’environ 1 % en 2013 à 32 % en 2018. Même en 2023, année de très faible production hydroélectrique, les combustibles fossiles représenteront moins de 8 % et environ 1 % en 2024.
  • Kenya: chaleur de la vallée du Rift. L’énergie géothermique, issue de puits à vapeur dans la vallée du Rift, a produit 10 pour cent de l’électricité au Kenya en 2000 et 45 pour cent en 2024, plus que toute autre source. Avec l’hydroélectricité, l’énergie éolienne et l’énergie solaire, plus de neuf dixièmes de l’électricité du Kenya est maintenant renouvelable, contre 40 pour cent en 2000.
  • L’Ecosse: plus qu’il n’en a besoin. L’Écosse a produit un record de 38,4 TWh d’électricité renouvelable en 2024, dont 30,1 TWh provenant du vent, et exporté 19,7 TWh d’électricité de plus vers le reste du Royaume-Uni qu’elle n’en importait (Gouvernement écossais, 2025).
  • Le Royaume-Uni: la fin du charbon. En 2000, les trois quarts de l’électricité britannique provenaient des combustibles fossiles; en 2024, environ un tiers et le vent représentait 29%. À l’automne 2024, Ratcliffe-on-Soar, la dernière centrale au charbon, fermera ses portes après 50 ans, faisant de la Grande-Bretagne la première grande économie à cesser de brûler du charbon pour produire de l’électricité (Gouvernement britannique, 2024).
  • Brésil: l’eau, puis le vent et le soleil. L’énergie hydraulique fournit la majeure partie de l’électricité du Brésil depuis des décennies. Depuis 2010, le pays a rapidement ajouté l’éolien et le solaire: ensemble, ils produiront 24% de son électricité en 2024, contre moins d’un demi-point en 2010.
  • Costa Rica: presque entièrement renouvelable. L’hydroélectricité, la géothermie et l’éolien ont fourni plus de 98% de l’électricité du Costa Rica chaque année depuis 2015.
  • Bangladesh: lumière sans réseau. De nombreux villages du Bangladesh étaient loin de toute ligne électrique. À partir de janvier 2003, la société financière bangladaise IDCOL, soutenue dans un premier temps par la Banque mondiale, a financé des petits systèmes solaires domestiques pour les ménages ruraux hors réseau. En janvier 2019, environ 4,1 millions avaient été installés, apportant de l’électricité solaire à environ 18 millions de personnes, soit 12% de la population, qui avaient éclairé leurs maisons avec des lampes au kérosène (IDCOL).
Vapeur blanche s'élevant d'une longue centrale géothermique basse sur une colline sèche sous un ciel nuageux.
La centrale géothermique Olkaria III près de Naivasha, dans la vallée du Rift au Kenya. La vapeur de ces puits produit désormais plus d'électricité au Kenya que toute autre source. Photo: Bbossoxx, CC BY-SA 4.0

Pourquoi il est devenu bon marché : la courbe d’apprentissage

La raison pour laquelle ces transitions se sont accélérées est le prix. Un module solaire coûtait environ 132 dollars par watt en 1975 et 27 cents en 2024, dans l’argent d’aujourd’hui: 99,8 pour cent moins cher (Our World in Data). Les économistes appellent ce modèle Courbe d’apprentissage: chaque fois que la capacité installée totale mondiale a doublé, le prix d’un module a chuté d’environ un cinquième à un quart, car les usines se sont développées, les conceptions se sont améliorées et les chaînes d’approvisionnement ont mûri. Les batteries ont suivi le même chemin. Les cellules lithium-ion coûtent environ 9200 dollars par kilowattheure en 1991 et 78 dollars en 2024, soit plus de 99 pour cent de moins (Ritchie, notre monde en données), et le prix moyen d’un pack de batterie a chuté de 20 pour cent en 2024 seulement, à 115 dollars par kilowatt-heure (BloombergNEF, 2024).

L’énergie la moins chère de l’avenir est celle que nous construisons. Chaque panneau installé rend le suivant moins cher.

Battre le benchmark : un appel à idées

La comparaison ci-dessus a une leçon claire: toute nouvelle façon de produire ou d’économiser l’énergie doit concurrencer des sources qui sont déjà bon marché et propres. Sur un bâtiment, le point de référence est un panneau solaire sur le toit. C’est une barre élevée, et c’est exactement pourquoi nous voulons que plus de gens y réfléchissent. Notre propre Fan Wall est une idée que nous testons ouvertement, y compris là où elle échoue. Ce n’est qu’une idée. La vraie tâche consiste à trouver des solutions aux problèmes qui subsistent : l’électricité la nuit et en hiver, le chauffage pour les habitations et l’industrie, les toits bondés et les réseaux qui ont besoin de flexibilité.

Vue aérienne d’une banlieue aux toits rouges et gris parmi les jardins et les arbres, dont beaucoup sont recouverts de panneaux solaires sombres.
Toits de banlieue avec panneaux solaires à Canberra, Australie. Sur un bâtiment, c’est la référence que chaque nouvelle idée doit battre. Photo: Benlisquare, CC BY-SA 4.0

Nous aimerions entendre vos idées, et il y a deux façons dont une idée peut partir d’ici.

  • Un pitch a besoin d’un modèle de travail. Certains membres de la Fondation peuvent avoir des contacts qui pourraient entendre un pitch pour une idée forte. Pour être présentée, une idée a besoin d’un modèle fonctionnel et réel qui produit réellement de l’énergie, avec sa production mesurée sur un instrument, pas revendiquée. Un prototype de la taille d’une bouilloire avec un compteur enregistré en dit plus que n’importe quel dessin.
  • Les idées sur papier sont les bienvenues aussi. Une idée bien argumentée sans matériel peut toujours être publiée ici sur le site Web si elle est solide: la physique vérifie, les chiffres sont honnêtes et le test le moins cher est clair. C’est ainsi que les bonnes idées trouvent les gens qui peuvent les mettre en œuvre.

Soyez réaliste sur la différence : lever des capitaux sans un modèle de fonctionnement est très difficile, et rien ici n’est une promesse de financement, de rendements ou d’introductions. Ce que nous pouvons promettre, c’est une lecture publique sérieuse des chiffres.

Chaque alternative, expliquée

Chaque article couvre la physique, les limites strictes, de vrais projets avec des résultats mesurés, le coût par rapport à l’énergie solaire sur toit et ce dont un prototype fonctionnel aurait besoin.

Directions à explorer

Ce sont des points de départ avec une physique réelle derrière eux, chacun avec la limite qu’une idée doit respecter. Chaque idée sur le radar a son propre article approfondi, lié ci-dessous, écrit avec la même honnêteté que notre recherche Fan Wall.

  • Des surfaces solaires qui font deux boulots. Façades, barrières antibruit, auvents de parking et couvertures de canaux qui produisent de l’électricité tout en ombrageant ou en protégeant quelque chose d’autre. Les panneaux photovoltaïques thermiques hybrides ajoutent de la chaleur: environ 100 à 700 kWh de chaleur par mètre carré et par an en plus de l’électricité (IEA SHC Task 60, 2020). La limite est la lumière du soleil elle-même: environ 1 kW par mètre carré au mieux. Lire: toits solaires qui produisent aussi de la chaleur.
  • Fermes et réservoirs qui récoltent aussi la lumière du soleil. Les systèmes agrovoltaïques ont été modélisés pour obtenir 35 à 73% de plus sur la même terre que les cultures et panneaux séparés (Dupraz et al., 2011). L’énergie solaire flottante sur 30 pour cent des réservoirs appropriés pourrait produire environ 9400 TWh par an, soit environ un tiers de l’électricité mondiale actuelle, et réduire l’évaporation (Jin et al., 2023). Lire: l’agrovoltaïque et le solaire flottant.
  • La chaleur, pas seulement l’électricité. La chaleur représente environ la moitié de la consommation finale d’énergie dans le monde (AIE, Renewables 2019). Des batteries de sable et de pierre stockent l’énergie éolienne et solaire bon marché pendant des semaines ; une unité de 100 MWh a commencé à chauffer la ville finlandaise de Pornainen en 2025 (Polar Night Energy). Les pompes à chaleur géothermiques fournissent environ quatre unités de chaleur pour chaque unité d’électricité (AIE, 2022). La chaleur résiduelle des usines, des égouts et des centres de données est encore principalement jetée (Forman et al., 2016). Lire: batteries de sable et de chaleur, pompe à chaleur géothermique et chaleur résiduelle.
  • De l’eau qui se déplace déjà. Les courants de marée sont prévisibles pour des décennies à venir; le réseau MeyGen en Écosse a dépassé 50 GWh en 2023. Les vagues, les rivières, les canaux d’irrigation et les soupapes de réduction de pression dans les réseaux d’eau potable transportent tous de l’énergie, généralement seulement des kilowatts par site, ce qui explique pourquoi les conceptions standard peu coûteuses sont plus importantes que celles qui battent des records. Lire: courant de marée, énergie des vagues et petites centrales hydroélectriques en tuyau.
  • Les vents plus forts. L’énergie éolienne augmente avec le cube de la vitesse du vent, et les vents à quelques centaines de mètres d’altitude sont plus forts et plus stables. Les cerfs-volants énergétiques sont la tentative d’y parvenir; Makani de Google a fermé en 2020 après treize ans, tandis que les petites entreprises continuent à tester. Une bonne idée ici doit expliquer la fiabilité, pas seulement la puissance. Lire: cerfs-volants énergétiques.
  • Utiliser l’énergie au bon moment. Le changement de mode de chauffage de l’eau, de chargement des voitures et de refroidissement des bâtiments est la «centrale électrique» la moins chère de toutes : les États-Unis à eux seuls ont environ 200 GW de demande flexible rentable d’ici 2030 (Brattle, 2019). Les idées concernant les logiciels, les tarifs et les appareils ménagers simples comptent également comme des idées énergétiques. Lire: flexibilité de la demande.
Vue aérienne d’un parking à plusieurs étages dont le dernier étage est couvert de longues rangées de panneaux solaires sur des auvents en acier, parmi les arbres.
Auvents solaires sur le dernier étage d'un parking à Natick, Massachusetts: la même surface ombrage les voitures et produit de l'électricité. Photo: Stephen Coffrin, US Department of Energy (public domain)

Ce qu’un brief d’idée forte contient

  1. Le problème qu’il résout, et pour qui: un toit de ville, une ferme, une usine, un village sans grille.
  2. Le contrôle physique. Combien de watts par mètre carré, ou par tonne, ou par litre d’eau? Combien de kWh par an ? Une comparaison rapide avec le benchmark ci-dessus permet à chacun de gagner du temps ; Sustainable Energy Without the Hot Air de David MacKay est un guide gratuit pour faire cela honnêtement.
  3. Le coût par kWh, même comme une gamme approximative, et ce qui devrait devenir moins cher pour qu’il gagne.
  4. Ce qui devrait être vrai, et l’expérience la moins chère qui pourrait le montrer ne l’est pas.
  5. Qui pourrait être endommagé, de la faune aux voisins, et comment vous le saurez.

Une bonne idée n’a pas besoin d’être juste. Il doit être vérifiable, et honnête sur ce qui pourrait le prouver faux.

Organisations qui font ce travail

Ces organisations à but non lucratif aident à fournir une énergie propre et abordable aux gens et publient ce qu’elles réalisent. Jetez un coup d’œil à leur travail et, si cela vous convainc, envisagez de leur faire un don directement. La Fondation Local Solar System n’a aucune affiliation avec l’un d’eux et ne reçoit rien d’eux. Avant de donner, lisez les rapports et comptes de chaque organisation et vérifiez comment elle mesure ses résultats. Les chiffres ci-dessous sont ceux des organisations.

  • SolarAid (organisme de bienfaisance enregistré au Royaume-Uni 1115960) apporte des lampes solaires aux familles rurales d’Afrique subsaharienne qui autrement utiliseraient du kérosène, des bougies ou des torches, grâce à sa propre entreprise sociale. Il rapporte 2,5 millions de lampes distribuées et 13,3 millions de personnes touchées.
  • Solar Sister (organisation américaine à but non lucratif) recrute, forme et soutient des femmes entrepreneures dans les régions reculées de l’Afrique subsaharienne pour qu’elles créent des entreprises vendant de l’éclairage solaire et des cuisinières propres aux ménages hors réseau.
  • Practical Action (organisme de bienfaisance enregistré au Royaume-Uni 247257) travaille avec des communautés en Afrique, en Asie et en Amérique latine sur la technologie pratique contre la pauvreté, y compris l’accès à l’énergie propre, par exemple l’énergie renouvelable pour les camps de réfugiés.
  • RMI (fondé en 1982 sous le nom de Rocky Mountain Institute, organisation américaine à but non lucratif) est un organisme de recherche indépendant qui travaille avec les gouvernements, les compagnies d’électricité et les entreprises dans plus de 50 pays pour faire passer les systèmes énergétiques vers une énergie propre et peu coûteuse.
  • Ember (groupe de réflexion indépendant à but non lucratif, fondé en 2020) publie des données gratuites et ouvertes sur l’électricité de presque tous les pays, y compris une grande partie des données du tableau ci-dessus, afin que tout le monde puisse vérifier à quelle vitesse les réseaux changent.
Une jeune fille dans un pinafore d'école regarde vers le bas une petite lampe solaire jaune en forme de tournesol qui brille dans ses mains.
À Addis-Abeba, en Éthiopie, une écolière tient sa première lampe solaire. Pour les familles sans connexion au réseau, une petite lampe solaire peut remplacer le kérosène et les bougies. Photo: USAID in Africa (public domain)

Comment vous pouvez aider

  • Changez votre approvisionnement adhérer à un tarif d’énergie renouvelable ou à un régime communautaire d’énergie, le cas échéant.
  • Utilisez l’électricité quand elle est propre. Faites fonctionner les machines à laver et rechargez les véhicules lorsque le vent et le soleil sont abondants; de nombreux réseaux publient l’intensité carbone en temps réel.
  • Mettez des panneaux sur les toits. Les maisons, les écoles, les supermarchés et les parkings sont des sites solaires prêts à l’emploi; demandez à votre conseil municipal et à votre employeur.
  • Économisez avant de générer. L’isolation et les appareils économes en énergie réduisent les factures et les émissions en même temps.
  • Demandez les numéros. Demandez à votre fournisseur d’électricité et à votre gouvernement les émissions du cycle de vie de l’électricité que vous achetez.
  • Soutenir les gens qui font le travail. Les organisations ci-dessus apportent de la lumière solaire et de l’énergie propre aux familles qui n’en ont pas, et publient des données et des recherches ouvertes; vérifiez leurs rapports et donnez directement si leur travail vous convainc.
  • Envoyez-nous une idée énergétique. Utilisez le formulaire de contribution, choisissez l’initiative verte et décrivez votre idée avec les cinq points ci-dessus. Si vous avez un modèle de travail, incluez ses résultats mesurés et la façon dont vous les avez mesurés. Les ingénieurs, les étudiants et les créateurs sont également invités à revoir les idées d’autres personnes sur le forum de contribution.

Sources et lectures complémentaires