L'énergie est essentielle à nos sociétés contemporaines. Elle alimente les foyers, les industries et les transports... Mais avant de devenir utilisable sous forme d’électricité ou de carburant, elle existe sous une forme plus brute et non transformée appelée énergie primaire. Celle-ci peut être issue de sources renouvelables et continuellement disponibles, appelées énergies de flux, ou de réserves limitées et non renouvelables, connues sous le nom d'énergies de stock.
Qu’est-ce que l’énergie primaire ?
L’énergie primaire est l’énergie disponible dans la nature avant toute transformation humaine. Elle englobe toutes les formes d’énergie accessibles directement dans l’environnement, telles que les énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz), l’énergie solaire, éolienne, hydraulique. Par convention, la chaleur produite par les centrales nucléaires est considérée comme une énergie primaire, et pas l’uranium.
L’énergie primaire désigne donc toutes les formes d’énergies qui n’ont pas subi de transformation. Lorsqu’elle a subi une transformation, on parle d’énergie secondaire ou de vecteur énergétique. Un vecteur énergétique est un moyen de transporter l’énergie d’un site de production vers un site de consommation. L’électricité, l’eau chaude qui transite dans des réseaux de chaleur et les carburants sont des exemples de vecteurs énergétiques. L’énergie finale désigne quant à elle l’énergie livrée à l’utilisateur final, avant sa consommation.
Les différentes sources d’énergie primaire
Les sources d’énergie primaire peuvent être classées en deux catégories principales : les énergies fossiles et les énergies renouvelables.
Energies fossiles
- Le charbon : Utilisé depuis des siècles, le charbon est encore la source d’énergie primaire la plus utilisée dans le monde, surtout pour la production d’électricité. En France, il est très peu employé dans ce cadre.
- Le pétrole : Principal carburant pour les transports, il est aussi exploité pour produire de l’électricité et de la chaleur.
- Le gaz : Employé pour le chauffage, la production d’électricité et comme matière première dans l’industrie chimique.
Ces énergies fossiles encore largement utilisées sont les sources principales des émissions de gaz à effet de serre. Un des enjeux de la transition énergétique est d’utiliser moins d’énergie globalement et de ne plus avoir recours aux énergies fossiles.
Energies renouvelables
- L’énergie solaire : Captée par des panneaux photovoltaïques (lien) ou thermiques, elle est une source d’énergie primaire inépuisable.
- L’énergie éolienne (lien) : Les turbines éoliennes convertissent l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.
- L’énergie hydraulique (lien) : Les barrages et centrales hydroélectriques emploient la force de l’eau pour produire de l’électricité.
- La biomasse (lien) : Il s’agit du bois, ses déchets agricoles et d’autres matières organiques utilisées pour la production de chaleur et d’électricité.
- L’énergie géothermique (lien) provient de la chaleur interne de la Terre et est utilisée pour le chauffage et la production d’électricité.
Mix énergétique mondial et français
L’expression “mix énergétique” désigne la répartition des différentes énergies primaires mobilisées pour répondre aux besoins énergétiques d’une zone géographique donnée.
Selon l’Agence Internationale de l'Énergie, dans le monde, en 2022, le mix énergétique était composé de 27% de charbon, 30% de pétrole, 23% de gaz, 8% de biocarburants et d’énergie issue des déchets, 5% de nucléaire, 3% d'énergie géothermique et 2% d’énergie hydraulique. Les énergies fossiles étaient donc largement prédominantes dans le mix énergétique mondial.
En France, le mix énergétique est le suivant :
Sources : Chiffres clés de l’énergie - Édition 2023, Service des données et études statistiques, Ministère de la Transition énergétique
Les énergies fossiles occupent également une place importante dans notre mix énergétique : 49% de l’énergie que nous consommons provient des énergies fossiles.
Energie primaire, secondaire, finale, vecteurs énergétiques : quelles différences ?
On distingue différents stades de l’énergie :
- L'énergie primaire, c’est l’énergie qui n’a encore jamais subi de transformation, qui est accessible directement dans l’environnement.
- L’énergie secondaire, ou vecteur énergétique, c’est une énergie primaire qui a connu un processus de transformation. Cette transformation peut être le raffinage du pétrole, la transformation d’une énergie primaire en électricité (par exemple, la transformation de la force du vent en électricité par une éolienne (lien “énergie éolienne”).
- L’énergie finale correspond à l’énergie livrée à un⋅e consommateur⋅rice, avant sa consommation.
- L’énergie utile permet de prendre en compte le rendement de l'appareil qui utilise l’énergie. On la calcule en pondérant l’énergie finale par le rendement du système de l’appareil concerné. Plus le rendement d’un appareil est élevé, plus l’énergie finale et l’énergie utile sont proches.
Pour illustrer cela, prenons deux exemples. Le premier se base sur le pétrole. Le pétrole non raffiné est une énergie primaire. Après raffinage, on obtient des produits pétroliers raffinés : il s’agit d’une énergie secondaire. On parle d’énergie finale lorsque le fioul est livré pour une chaudière par exemple.
Pour l’électricité, on peut prendre l’exemple de la force du vent, qui est une énergie primaire. Après transformation par une éolienne, on obtient de l’électricité, une énergie secondaire. L’énergie finale correspond quant à elle à l’électricité qui arrive chez le⋅la consommateur⋅rice.
Ces deux exemples permettent d’illustrer que pour passer d’une énergie primaire à une énergie secondaire, dans beaucoup de cas, il y a des pertes liées à la transformation et au transport. Les pertes liées à la transformation dépendent du rendement des sites de production. Par exemple, le rendement d’une centrale électrique (au gaz ou au charbon) est situé entre 30 et 50%.
Enfin, pour passer de l’énergie secondaire à l’énergie finale, il y a également des pertes liées au transport. Quant au passage de l’énergie finale à l’énergie utile, il existe des pertes, qui dépendent du rendement des appareils qui utilisent finalement cette énergie produite.
Considérations géopolitiques et environnementales autour de l’énergie primaire
L’énergie sous-tend le fonctionnement de nos sociétés modernes. Nos modes de vie dépendent de son abondance et de son prix.
Or, cela ne va pas sans poser des questions plus larges, à la fois sur la quantité d’énergie consommée, mais aussi sur les impacts de son extraction, de sa transformation et de son utilisation. Continuer à utiliser des énergies fossiles, c’est participer à l’accentuation du dérèglement climatique en émettant des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. De plus, l’extraction des énergies fossiles a aussi des impacts locaux, comme la pollution de l’air, de l’eau et des sols, qui affectent la santé humaine et celle des écosystèmes alentour.
La composition des mix énergétiques pose aussi des questions d’indépendance et de souveraineté énergétique, dans la mesure où la position d’importateur d’énergies peut mettre les pays dans des situations de vulnérabilité lorsque les prix fluctuent ou que des tensions géopolitiques se déclenchent. Il s’agit donc aussi d’un enjeu géopolitique fort.