Combien d'années de pétrole ? Et autres questions sur les stocks de ressources non-renouvelables

J'ai déjà consacré plusieurs articles aux liens entre énergie et croissance économique. Je dois dire que c'est un sujet qui m'intéresse particulièrement en ce moment. Je vais sans doute y revenir dans les semaines qui viennent mais j'aimerais d'abord faire, disons, une remarque liminaire.
Combien d'années les réserves de ressources non-renouvelables peuvent-elles soutenir notre économie ? C'est une question très intuitive, y répondre devrait être un pré-requis pour tous les choix économiques - un peu comme on jette un coup d'oeil au niveau de batterie de son portable avant de sortir ou au réservoir de sa voiture avant un trajet... Et pourtant, j'ai eu beaucoup de mal à trouver une réponse satisfaisante à cette question. Pour la plupart des ressources les chiffres sont introuvables : combien d'années de consommation de charbon, de tugstène, d'étain ou d'aluminium nous reste-t-il ? Bonne chance pour trouver une réponse... Et lorsque les chiffres existent, comme c'est le cas pour le pétrole, il me semble que le mode de calcul est fondamentalement en contradiction avec nos attentes économiques.


Les pétroliers seraient-ils décroissants (ou a minima acroissants) ?


L'estimation des réserves est un problème complexe sur plan géologique, mais aussi d'un point de vue économique : une ressource même prouvée géologiquement n'a de valeur économique que si son exploitation (coûts d'exploration, de développement, d'extraction et de transport) est plus rentable que sa non-exploitation. Des modèles existent (comme la règle d'Hotelling) mais ils sont, à mon avis, largement obsolètes.
Mais laissons cela de coté pour l'instant : imaginons, par exemple, que le chiffre des réserves prouvées de pétrole tel qu'il est fourni par diverses organisations soit fiable. Savoir que 1.655 milliards de barils sont disponibles (estimation 2014 de l'agence américaine de l'énergie) n'est pas très parlant. C'est pourquoi ce chiffre est généralement exprimé en années de consommation au rythme actuel : 50 en l'occurrence puisque qu'en 2013 le monde (toujours selon l'EIA) a brûlé 91.2 millions de barils par jours (1.655.000/(91.2x365)50).

Voilà un chiffre bien plus parlant. Les optimistes diront qu'il nous laisse largement le temps de découvrir des substituts ou de nouvelles réserves, les pessimistes que la fin du pétrole est pour 2065, et les rationnels que de toutes façon c'est bien plus que ce que l'on peut utiliser sans dérégler complètement le climat.
Mais à peu près tous il aura échappé que cette conversion d'une réserve physique en année de consommation repose sur une hypothèse surprenante : celle que notre consommation de pétrole va rester stable.
Curieux en effet de considérer que la consommation de pétrole, de cuivre, de tantale, de cabillaud ou de toute autre ressource naturelle est destinée à rester stable alors que dans le même temps on attend de notre économie qu'elle croisse à un rythme constant, c'est à dire que la production suive une courbe exponentielle.

Je ne sais pas pour le cabillaud, mais pour l'énergie l'élasticité de la consommation par rapport au produit intérieur brut (PIB) est faible, c'est-à-dire que la consommation d'énergie augmente grosso-modo au rythme de la croissance économique.
Une simple comparaison des courbes permet de s'en assurer : loin d'être constante, la consommation de pétrole suit le PIB, aussi bien à la hausse qu'à la baisse :

Courbe représentant la consommation de pétrole (baril/j) et la richesse mondiale (à dollar constant)


De combien d'années de réserves dispose-t-on vraiment ?


Ne faudrait-il pas corriger la durée de vie des réserves par la croissance attendue ? Dans ce cas, le nombre d'année de réserve ne s'écrit plus :
formule classique pour calculer la durée de vie des réserves de ressources naturelles
Mais :
formule pour calculer la durée de vie des ressources naturelles non-renouvelables en tenant compte de la croissance économique
 
Bon, on y perd un peu en simplicité, mais ce qui importe surtout c'est le résultat : si on considère que la croissance à long-terme s'établira autour de 3% (dixit l'OCDE), la durée de vie de nos réserves de pétrole n'est plus de 50 ans mais de 30 ans.

On peut faire le même calcul avec quelques-unes des ressources les plus courantes :

années de reserves or, pétrole, argent, cuivre et autres ressources naturelles

Comme d'habitude, vous pouvez consulter et vérifier les calculs et les sources des données utilisées : il suffit de cliquer ici.


Derniers ajustements


J'en entend au fond qui disent que cette évaluation n'est pas beaucoup plus exacte que la précédente parce que :
  1. Même si l'efficacité énergétique progresse faiblement, à long-terme la consommation de pétrole croit sensiblement moins vite que le PIB,
  2. De nouveaux gisements sont découverts régulièrement et viennent s'ajouter à l'évaluation des réserves.
Sur le premier point, rien ne vous empêche de calculer un taux de croissance de la consommation tenant compte à la fois de la croissance du PIB et des gains d'efficacité :
équation : évaluation de la croissance de la consommation en fonction de la croissance économique et de l'efficacité
Par exemple dans le cas du pétrole, si on considère que les gains d'efficacité vont continuer selon leur rythme moyen depuis 2000 (1% par an environ) et que la croissance économique est de 3%, la croissance de la consommation va être de 1.97%. La durée de vie des réserves prouvées de pétrole passe ainsi de 30 ans à 34 ans... royal !

Sur le second point : je l'ai dit en début d'article, l'évaluation des réserves est une question compliquée. Mais une chose est certaine : elles sont finies, cela n'aurait donc pas de sens de leur affecter un taux de croissance. Par contre vous pouvez jouer sur ce paramètre en prenant l'évaluation qui vous convient. Mais ne vous attendez pas à des miracles : le moment où une croissance exponentielle atteint ses limites est en effet peu sensible à la valeur exacte de la limite.
Il y a certainement un théorème portant le nom d'un économiste célèbre pour ça, mais pour toute personne ayant quelques notions mathématiques c'est une évidence. Par exemple, si on considère que les réserves de pétrole sont finalement deux fois plus élevées que leur évaluation actuelle, leur durée de vie passe seulement de 30 à 46 ans. Si on veut assurer un siècle de consommation au rythme de 3% de croissance par an, il faudrait multiplier les réserves par au moins 10 !

Ce sont là deux arguments typiques du "laisser-faire", en sens inverse une troisième objection existe : ce mode de calcul ne nous dit rien de la faisabilité de l'exploitation au vue de contraintes qui ne soient ni géologiques ni strictement économiques. Par exemple l'évaluation des ressources par l'USGS, que j'ai beaucoup utilisé dans cet article, nous apprend que nous disposons de vastes réserves d'amiante, est-ce que cela signifie que cette industrie est pérenne ? Vraisemblablement non, car nous connaissons désormais bien les effets sur la santé de cette substance même à très faible dose ce qui limite fortement l'utilisation que nous pourrons en faire à l'avenir.
De la même façon, les réserves de gaz, de charbon ou de pétrole ne pourront pas continuer être exploitées au rythme actuel compte-tenu de l'effet de leurs utilisations sur le climat.

C'est ici que les modèles "classiques" touchent le plus clairement à leurs limites... Et que d'autres façons de penser et de calculer doivent être inventées. C'est précisément la question qui m'occupe en ce moment et à laquelle je reviendrai dans de prochains articles.

Publié le 9 février 2015 par Thibault Laconde

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14 commentaires :

  1. La nature à mis plusieurs millions d'années pour créer la pétrole brute, et l'homme l'a épuisé à moins de 100 ans

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  2. Très interessant, un bémol :vous dites "compte-tenu de l'effet de leurs utilisations sur le climat.", pour le moment on n'en sait rien , le plus probable est qu'il soit trés limité voire nul.

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    1. Bonjour,

      L'effet sur le climat du dioxyde de carbone émis lors de la combustion d'énergies fossiles est un phénomène parfaitement documenté et depuis très longtemps.
      Le principe de l’effet de serre a été formulé par Fourier en 1824, le rôle du dioxyde de carbone a été identifié en 1838 par Pouillet et confirmé expérimentalement en 1860 par Tyndall. D'où Arrhenius a déduit (en 1896) que l’utilisation industrielle d’énergies fossiles allait faire augmenter la température moyenne de la planète. Il a calculé qu'un doublement de la concentration en CO2 (c’est-à-dire 500ppm) entrainerait une hausse de la température de 4°C. C'est grosso modo ce que prévoit toujours, 105 ans plus tard, le 3e rapport du GIEC.

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    2. form
      Bon, on y perd un peu en simplicité, mais ce qui importe surtout c'est le résultat : si on considère que la croissance à long-terme s'établira autour de 3% (dixit l'OCDE), la durée de vie de nos réserves de pétrole n'est plus de 50 ans mais de 30 ans.

      On peut faire le même calcul avec quelques-unes des ressources les plus courantes :

      années de reserves or, pétrole, argent, cuivre et autres ressources naturelles

      Comme d'habitude, vous pouvez consulter et vérifier les calculs et les sources des données utilisées : il suffit de cliquer ici.


      Derniers ajustements

      J'en entend au fond qui disent que cette évaluation n'est pas beaucoup plus exacte que la précédente parce que :

      Même si l'efficacité énergétique progresse faiblement, à long-terme la consommation de pétrole croit sensiblement moins vite que le PIB,
      De nouveaux gisements sont découverts régulièrement et viennent s'ajouter à l'évaluation des réserves.

      Sur le premier point, rien ne vous empêche de calculer un taux de croissance de la consommation tenant compte à la fois de la croissance du PIB et des gains d'efficacité :
      équation : évaluation de la croissance de la consommation en fonction de la croissance économique et de l'efficacité
      Par exemple dans le cas du pétrole, si on considère que les gains d'efficacité vont continuer selon leur rythme moyen depuis 2000 (1% par an environ) et que la croissance économique est de 3%, la croissance de la consommation va être de 1.97%. La durée de vie des réserves prouvées de pétrole passe ainsi de 30 ans à 34 ans... royal !

      Sur le second point : je l'ai dit en début d'article, l'évaluation des réserves est une question compliquée. Mais une chose est certaine : elles sont finies, cela n'aurait donc pas de sens de leur affecter un taux de croissance. Par contre vous pouvez jouer sur ce paramètre en prenant l'évaluation qui vous convient. Mais ne vous attendez pas à des miracles : le moment où une croissance exponentielle atteint ses limites est en effet peu sensible à la valeur exacte de la limite.
      Il y a certainement un théorème portant le nom d'un économiste célèbre pour ça, mais pour toute personne ayant quelques notions mathématiques c'est une évidence. Par exemple, si on considère que les réserves de pétrole sont finalement deux fois plus élevées que leur évaluation actuelle, leur durée de vie passe seulement de 30 à 46 ans. Si on veut assurer un siècle de consommation au rythme de 3% de croissance par an, il faudrait multiplier les réserves par au moins 10 !

      Ce sont là deux arguments typiques du "laisser-faire", en sens inverse une troisième objection existe : ce mode de calcul ne nous dit rien de la faisabilité de l'exploitation au vue de contraintes qui ne soient ni géologiques ni strictement économiques. Par exemple l'évaluation des ressources par l'USGS, que j'ai beaucoup utilisé dans cet article, nous apprend que nous disposons de vastes réserves d'amiante, est-ce que cela signifie que cette industrie est pérenne ? Vraisemblablement non, car nous connaissons désormais bien les effets sur la santé de cette substance même à très faible dose ce qui limite fortement l'utilisation que nous pourrons en faire à l'avenir.
      De la même façon, les réserves de gaz, de charbon ou de pétrole ne pourront pas continuer être exploitées au rythme actuel compte-tenu de l'effet de leurs utilisations sur le climat.

      C'est ici que les modèles "classiques" touchent le plus clairement à leurs limites... Et que d'autres façons de penser et de calculer doivent être inventées. C'est précisément la question qui m'occupe en ce moment et à laquelle je reviendrai dans de prochains articles.

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  3. Une étude beaucoup plus sérieuse à propos du charbon que les ratios habituels que l'on voit partout.

    http://energeia.voila.net/fossile/charbon_declin.htm

    Comme pour le pétrole, le gaz, l'uranium, les métaux et les phosphates (production de phosphore pour les engrais), la production de charbon ne va pas se poursuivre au rythme actuel pendant une centaine d'années pour s'arrêter brusquement l'année xxxx.

    Les production suivent à peu près une courbe de Gauss, avec des renflements et des creux dûs à divers facteurs, économiques en particulier. Par exemple, vers le maximum, on peut avoir un plateau ondulé du niveau de production bien expliqué par les géologues pétroliers de l'association ASPO (surtout les français comme Jean Laherrère sur aspofrance).

    Pour le charbon, le "peak coal", le maximum de production du charbon pourrait intervenir vers 2025 à 2030 pour le monde entier et vers 2015-2020 pour la Chine. Autant dire presque maintenant.

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  4. J'ai comme notion que la quantité de pétrole consommée doublait tous les cinq ans et que nous avons consommé 50 % des gisements connus en 2008.
    C'est l'histoire du nénuphar qui double sa surface tous les jours et qui à mis 100 ans pour couvrir la moitié du lac.
    Combien de temps lui reste t-il pour couvrir l'autre moitié ? (réponse :un jour)

    Il ne nous restait donc plus que 5 ans à compter de 2008. mais depuis 2008 la consommation de Pétrole est restée la même donc si nous continuons sur cette consommation il ne nous reste plus que 3 ans ... Mais les chiffres sur les quels se basent mon calcul ne sont peut être pas justes.

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  5. Merci pour le raffinement de votre formule! Mais ne faudrait-il pas prendre en compte les rétroactions dûes au prix: oui il y a plein de ressources mais à quel prix?
    Par exemple: http://crudeoilpeak.info/peak-affordable-oil

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  6. En 2035 il reterait moin de 600 milliard de barils si ont ce base sur les reserves connues, 600 mdb divisé par 190 pays dependant ca ne fait plus beaucoup pour tous. Si ont prend en compte les crises economique qui ce forme environs tout les 8 ans il resterait une crise vers 2016/17 ce qui semble ce confirmer puit une autre vers 2024/26 et vers 2033/35 puit les problemes naturel et climatique vers 2030 les conflit geopolitique du a ces problemes et conflit religieux explosion de la pauvretés revolte famine epidemie migration pollution ect... je pense que mathématiquement nous pouvons comprendre les évènements qui ce produiront dans moin de 20 ans j'en conclu a un effondrement de la civilisation mondial vers 2035

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  7. Ole ole une fois qu'il n'y aura plus de ressource naturelle a exploiter que deviendra l'Homme? Vous y penser
    Sans toutes ses ressources c la fin du systeme economique mondial la fin des riches la fin d'une societe immorale injuste. Ca sera le renouveau de la spiritualite et l'homme se redecouvrira.
    Ou sinon la guerre et la destruction de notre civilisation.

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  8. Ole ole une fois qu'il n'y aura plus de ressource naturelle a exploiter que deviendra l'Homme? Vous y penser
    Sans toutes ses ressources c la fin du systeme economique mondial la fin des riches la fin d'une societe immorale injuste. Ca sera le renouveau de la spiritualite et l'homme se redecouvrira.
    Ou sinon la guerre et la destruction de notre civilisation.

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  9. quelles sont les réserves mondiales de pétrole au rythme actuel de production et de consommation?

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  10. Si vous vous intéressez à l'environnement je vous conseille vivement le livre l'héritage d'Anna de l'auteur du monde de Sophie.

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  11. vous oubliez une chose,il n'y a pas que sur la terre qui a ce genre de ressource.De plus,la fusion nucleaire est presque au point,ne produit ni dechet et est illimités.Mais on devrait garder le petrole pour fabriquer des objets utiles au lieu de le bruler pour les transports.

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