La combustion des énergies fossiles constitue une source majeure d'émissions de gaz à effet de serre et de pollution atmosphérique. Tandis que le charbon, le pétrole et le gaz naturel dominent encore largement le mix énergétique mondial, leurs conséquences sur le climat et l'environnement sont de plus en plus préoccupantes et poussent à accélérer la transition vers des alternatives durables.
Définition des énergies fossiles et principes de combustion
Les énergies fossiles - charbon, pétrole et gaz naturel - représentent la principale source d'énergie mondiale avec plus de 80% de la consommation énergétique totale. Ces combustibles, formés sur des millions d'années à partir de matières organiques fossilisées, libèrent de l'énergie par le processus de combustion.
Composition et formation des énergies fossiles
Les combustibles fossiles sont composés principalement de carbone et d'hydrogène. Le gaz naturel (CH4) présente le ratio carbone/hydrogène le plus élevé. Le charbon et certaines huiles sont presque entièrement constitués de carbone pur. Ces ressources se sont formées par la décomposition de matières organiques enfouies dans le sol pendant 650 millions d'années dans certains cas.
Processus de combustion et production d'énergie
La combustion des énergies fossiles repose sur une réaction chimique entre le combustible et l'oxygène de l'air. Cette réaction produit de la chaleur, qui peut être convertie en énergie mécanique ou électrique. Les principaux produits de cette combustion sont :
- Le dioxyde de carbone (CO2)
- La vapeur d'eau (H2O)
- Des oxydes d'azote et de soufre
- Des particules fines
Répartition de la consommation mondiale
Selon les données de 2021, la répartition de la consommation d'énergie primaire mondiale se décompose comme suit :
| Source d'énergie | Part dans le mix énergétique |
| Pétrole | 29,5% |
| Gaz naturel | 27,2% |
| Charbon | 23,6% |
Impact environnemental et climatique de la combustion
La combustion des énergies fossiles produit des effets dévastateurs sur l'environnement et le climat. Les données scientifiques démontrent que les émissions de CO2 liées à cette combustion ont atteint des niveaux records en 2021, avec 36,3 milliards de tonnes rejetées dans l'atmosphère selon l'Agence internationale de l'énergie.
Emissions massives de gaz à effet de serre
Les énergies fossiles sont responsables de plus de 80% des émissions mondiales de CO2. La combustion du charbon, considéré comme le combustible le plus polluant, génère des émissions de CO2 nettement supérieures à celles du gaz naturel ou du pétrole. Pour respecter l'objectif de limitation du réchauffement à +1,5°C fixé par l'Accord de Paris, le GIEC recommande l'arrêt total de l'extraction du charbon et une réduction drastique de 60% pour le pétrole et 70% pour le gaz d'ici 2050 par rapport aux niveaux de 2019.
Conséquences sanitaires majeures
La pollution atmosphérique provoquée par la combustion des énergies fossiles entraîne des effets dévastateurs sur la santé humaine. Une étude publiée dans Environmental Research en 2018 révèle que cette pollution a causé plus de 8 millions de décès prématurés, soit 20% de la mortalité adulte mondiale. Les principaux polluants émis incluent les oxydes de soufre et d'azote ainsi que les particules fines qui détériorent gravement la qualité de l'air.
Subventions publiques controversées
Malgré ces impacts négatifs avérés, le secteur des énergies fossiles continue de bénéficier d'un soutien financier considérable. En 2022, les pays du G20 ont accordé 1 400 milliards de dollars de subventions publiques à cette industrie, maintenant artificiellement la compétitivité de ces sources d'énergie polluantes face aux alternatives renouvelables.
Consommation mondiale et type d'énergies fossiles
Les énergies fossiles dominent largement le mix énergétique mondial en 2024, avec une consommation qui représente plus de 80% de l'énergie primaire utilisée globalement. Cette prépondérance s'observe particulièrement dans les secteurs des transports, de la production d'électricité et du chauffage.
Répartition des énergies fossiles dans le mix énergétique mondial
Selon les dernières données disponibles, la consommation mondiale d'énergie fossile se répartit comme suit :
| Type d'énergie | Part dans le mix énergétique mondial |
| Pétrole | 29,5% |
| Gaz naturel | 27,2% |
| Charbon | 23,6% |
Distribution géographique de la consommation
La consommation d'énergies fossiles varie considérablement selon les régions du monde. Les pays industrialisés et émergents sont les plus gros consommateurs. La Chine reste le premier consommateur mondial de charbon. L'Europe, malgré ses engagements en faveur de la transition énergétique, maintient une forte dépendance aux énergies fossiles, notamment au gaz naturel.
Ressources non conventionnelles
Au-delà des combustibles fossiles traditionnels, de nouvelles sources sont également exploitées :
- Gisements de schiste contenant du pétrole
- Sables bitumineux
- Gaz de schiste
- Hydrates de méthane
Perspectives d'évolution
Les prévisions de l'Energy Information Administration indiquent que la demande des vingt-cinq prochaines années nécessitera une production équivalente à celle des cent cinquante années d'exploitation passées. Cette situation soulève des questions sur la pérennité du modèle énergétique actuel, d'autant que ces ressources ne sont pas renouvelables à l'échelle humaine.
Alternatives à la combustion : énergies renouvelables
Les énergies renouvelables progressent rapidement pour remplacer les combustibles fossiles. Leur développement technologique et la baisse des coûts permettent une adoption croissante, soutenue par des politiques publiques volontaristes dans de nombreux pays.
Les principales sources d'énergie renouvelable
L'énergie hydraulique reste la première source d'électricité propre en France. Les centrales hydroélectriques génèrent de l'énergie grâce aux chutes et débits des cours d'eau. Le parc français compte plusieurs milliers d'installations qui fournissent une part substantielle de la production électrique renouvelable nationale.
L'éolien connaît un fort développement, tant sur terre qu'en mer. En 2019, le parc éolien français a produit 34,1 TWh, représentant 6,3% de la production d'électricité nationale selon les données d'Ember. Les technologies offshore permettent d'exploiter des gisements plus puissants et réguliers.
Des politiques publiques en faveur de la transition
Pour accélérer le développement des renouvelables, les auteurs du rapport d'Ember recommandent d'augmenter massivement les capacités installées. Cette expansion doit soutenir une économie résiliente en Europe, alors que la production des centrales fossiles décline.
Le retard des grands énergéticiens
Cependant, les principaux groupes européens (Enel, Engie, EPH, Iberdrola, Statkraft) ne prévoient pas d'arrêter leur production d'électricité au gaz d'ici 2035, contrairement aux recommandations de l'AIE et du GIEC. Un changement de stratégie sera nécessaire pour atteindre les objectifs climatiques.
Les avantages des énergies renouvelables
Les énergies vertes présentent des ressources illimitées, contrairement aux fossiles dont l'épuisement est programmé : 49,9 ans pour le pétrole, 49,8 ans pour le gaz et 112 ans pour le charbon aux rythmes actuels de consommation. De plus, leur faible empreinte carbone et leur potentiel de création d'emplois en font des alternatives pertinentes pour la transition énergétique.
Économie et dépendance aux énergies fossiles
Les énergies fossiles demeurent un pilier central de l'économie mondiale, représentant plus de 80% de la consommation énergétique globale. Cette prépondérance soulève des questions majeures concernant la sécurité énergétique des nations et leur vulnérabilité économique.
Une dépendance économique mondiale
En 2022, la France affiche un taux d'indépendance énergétique de 50%, important la quasi-totalité de ses besoins en énergies fossiles. La facture s'élève à 108,6 milliards d'euros, témoignant du poids considérable de cette dépendance sur l'économie nationale. Le pétrole reste dominant dans le secteur des transports, tandis que l'électricité et le gaz naturel ont progressivement remplacé le fioul et le charbon dans plusieurs secteurs d'activité.
Des investissements massifs malgré la transition
Les données montrent qu'en 2022, le secteur des énergies fossiles a reçu 1 400 milliards de dollars de financements publics dans les pays du G20. Ces investissements persistent malgré les engagements internationaux pour la transition énergétique et les risques environnementaux identifiés.
Répartition du mix énergétique mondial
Le mix énergétique global reste fortement dominé par les énergies fossiles :
- Pétrole : principale source d'énergie
- Gaz naturel : deuxième source majeure
- Charbon : troisième source d'énergie fossile
- Nucléaire et énergies renouvelables : parts minoritaires mais en progression
Sécurité énergétique et enjeux géopolitiques
La dépendance aux ressources fossiles génère des vulnérabilités stratégiques pour de nombreux pays. Les chocs pétroliers de 1973 et 1979 ont démontré les risques liés à cette dépendance. La France développe progressivement les énergies renouvelables, qui constituent désormais 28% de sa production primaire d'énergie en 2022, dans une stratégie de diversification des sources énergétiques.
Réformes législatives et fiscales autour des combustibles fossiles
Les réformes législatives et fiscales encadrant les combustibles fossiles connaissent une accélération notable depuis 2019. La Banque Européenne d'Investissement (BEI) a notamment marqué un tournant en stoppant le financement des projets liés aux énergies fossiles à partir de 2022.
Évolution du cadre réglementaire international
Le rapport du GIEC publié en 2023 recommande une réduction drastique de l'utilisation des combustibles fossiles pour respecter l'accord de Paris. Les objectifs fixés prévoient une diminution de :
- 80% à 100% pour le charbon
- 60% à 75% pour le pétrole
- 45% pour le gaz naturel
Mesures fiscales dans les pays du G20
En 2022, les pays du G20 ont maintenu un niveau élevé de soutien financier aux énergies fossiles, atteignant 1 400 milliards de dollars d'argent public. Cette situation contraste avec les engagements pris lors des accords climatiques internationaux et souligne la nécessité de réformes fiscales plus ambitieuses.
Mécanismes de compensation carbone
Les technologies de capture et stockage du carbone (CSC) sont désormais intégrées dans les dispositifs législatifs comme instruments de compensation des émissions résiduelles. Cette approche réglementaire permet de maintenir certaines activités industrielles tout en respectant les objectifs de réduction des gaz à effet de serre.
Réorientation des investissements publics
La part des énergies fossiles dans le mix énergétique mondial devrait diminuer de 82% en 2014 à 75% en 2040, sous l'effet des nouvelles réglementations favorisant les énergies renouvelables. Cette transition énergétique s'accompagne de mesures législatives contraignantes pour les acteurs économiques.
Technologies de captura de carbone et de réduction des émissions
La capture et le stockage du carbone (CSC) émergent comme des technologies prometteuses pour réduire les émissions de CO2 issues de la combustion d'énergies fossiles. Ces innovations permettent d'extraire le dioxyde de carbone des gaz d'échappement industriels pour le stocker de manière sécurisée dans des formations géologiques profondes.
Technologies de capture du CO2
Trois méthodes principales sont actuellement utilisées pour capter le CO2 :
- La post-combustion : extraction du CO2 des gaz d'échappement après la combustion
- La pré-combustion : séparation du CO2 avant la combustion du combustible
- L'oxy-combustion : combustion utilisant de l'oxygène pur pour obtenir des fumées très concentrées en CO2
Projets majeurs de CSC dans le monde
Le Royaume-Uni montre l'exemple avec un investissement massif de 25,3 milliards d'euros dans ces technologies. En France, l'électricité étant déjà largement décarbonée (61% de nucléaire en 2022), les efforts se concentrent sur les secteurs des transports et du bâtiment.
Résultats des installations existantes
La première usine de captage direct de CO2 dans l'air est désormais opérationnelle. Ces installations permettent de réduire significativement les émissions industrielles tout en offrant une solution de stockage permanent du carbone capté. Les formations géologiques profondes constituent des sites de stockage sûrs et durables pour le CO2 extrait.
Limites et perspectives d'amélioration
Bien que prometteuses, ces technologies nécessitent encore des développements pour optimiser leur efficacité énergétique et réduire leurs coûts. Les recherches actuelles visent notamment à améliorer les matériaux utilisés pour la capture et à identifier de nouveaux sites de stockage géologique appropriés.
Perspective future et transition énergétique
Les prévisions concernant la combustion des énergies fossiles montrent une évolution progressive vers une réduction de leur utilisation. Selon les données de l'Agence Internationale de l'Énergie, la part des énergies fossiles dans le mix énergétique mondial devrait diminuer de 82% en 2014 à 75% d'ici 2040.
Engagements internationaux et objectifs de réduction
La Banque Européenne d'Investissement (BEI) a marqué un tournant en 2019 en annonçant la fin de ses financements de projets liés aux énergies fossiles à partir de 2022. Les scénarios du GIEC prévoient des réductions drastiques nécessaires d'ici 2050 par rapport à 2019 :
- Charbon : réduction de 80% à 100%
- Pétrole : réduction de 60% (entre 40% et 75%)
- Gaz naturel : réduction de 45% (entre 20% et 60%)
Défis de la transition énergétique
Les énergéticiens majeurs comme Enel, Engie, EPH, Iberdrola et Statkraft n'envisagent pas encore l'arrêt total de leur production d'électricité à partir de gaz fossile d'ici 2035, malgré les recommandations de l'AIE et du GIEC. Cette résistance souligne les obstacles économiques et techniques à surmonter.
Perspectives de développement des alternatives
Face au déclin des centrales à combustibles fossiles, les experts préconisent un développement massif des filières renouvelables. En 2023, la production d'électricité de l'Union européenne montre déjà une transformation du mix énergétique, avec une part croissante des énergies renouvelables. Les technologies de capture et stockage du carbone (CCS) sont également appelées à compenser partiellement les émissions résiduelles des énergies fossiles encore utilisées.
L'essentiel à retenir sur la combustion des énergies fossiles
La nécessité de réduire drastiquement l'utilisation des énergies fossiles pousse vers une accélération de la transition énergétique. Les avancées technologiques dans les énergies renouvelables, combinées aux réformes législatives et aux innovations comme la capture du carbone, laissent entrevoir un avenir moins dépendant des combustibles fossiles. Cette transformation profonde du système énergétique mondial demandera des investissements massifs et une forte volonté politique dans les décennies à venir.