L'entropie et l'avenir de l'énergie / Entropy and the future of energy

Reducing the energy consumption becomes a necessity for avoiding both the environment destruction and the depletion of natural resources. Still, due to the energy conservation principle, energy is not really "consumed". When it is used, it is transformed into lower quality energy, which means that the fraction of the energy which can be transformed into work becomes lower. This loss of quality is due to the production of entropy. According to the second principle of thermodynamics, the entropy of an isolated system can only increase. The entropy provides a measure of the amount of disorder within a system. It means that within an isolated system, human activity can only lead to an increase of disorder. It is the reason why energy and other natural resources cannot be indefinitely reused. N. Georgescu-Roegen was the first to understand the meaning of an increased entropy generation and to introduce this concept in economy.  Entropy generation is due to the consumption of energy and to the release of waste in the environment. For this reason, the « degrowth » supporters consider that the only possible remedy consists in reducing the level of consumption, starting first with most developed and richest countries. Natural ecosystems are able to do this, by using the sun energy they receive. If non polluting energy is available, it becomes possible to lower the entropy of a non insulated system. Therefore, in order to ensure the proper functioning or the technical and economic system, it is possible either to reduce the consumption of energy and the production of entropy, or to accept a high production of entropy, which must be compensated by a high input of energy. The first degrowth scenario is well  adapted to the use of renewable energy sources, due to the difficulty to supply a high amount of energy for each inhabitant with such sources (as they require ground area and materials the amounts of which are limited). The second scenario requires a high amount of concentrated energy, which might be provided in the future by nuclear fission or fusion reactors It means that such an energy should become safe, economic and socially acceptable, which cannot be taken for granted today. Furthermore, a highly concentrated and widely available energy source might be used for destructive purposes. Thus, although using less resources under fair conditions at the world level might seem  an utopia, the alternative scenario of a continuous growth of the energy consumption might prove to become a dystopia.

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Il devient impératif de réduire la  consommation d'énergie à la fois pour préserver l'environnement et tenir compte de l'épuisement futur des énergies fossiles. Toutefois, l'énergie se conserve et n'est donc pas véritablement "consommée". Par contre, lorsqu'elle est utilisée, elle se dégrade, suivant le second principe de la thermodynamique. Elle finit par être rejetée sous forme de chaleur à la température ambiante et ne peut plus être réutilisée. La dégradation de l'énergie est liée à la production d'entropie. Le second principe de la thermodynamique spécifie que l’entropie d’un système isolé ne peut que croître. L’entropie d’un système mesure son niveau de désordre et la croissance de l’entropie signifie que le désordre à l’intérieur d’un système isolé ne peut qu’augmenter. Ainsi, « dans le contexte de l’entropie, chaque action de l’homme ou d’un organisme, voire tout processus dans la nature ne peut aboutir qu’à un déficit pour le système total ». La loi de l’entropie est donc à l’origine de la rareté économique. C’est elle qui empêche de réutiliser les ressources naturelles qui ont été consommées. Pour limiter la consommation d'énergie, il faut réduire la production d'entropie. N. Georgescu-Roegen a été le premier à concevoir la portée très générale de la génération d’entropie et à introduire ce concept dans le champ de l’économie. La génération d’entropie est liée d’une part à la consommation d’énergie et d’autre part au rejet de déchets dans l’environnement. Partant de ce constat et de l’idée que toute activité humaine génère plus de désordre dans l’univers, les partisans de la « décroissance » considèrent que dans ces conditions le seul remède possible consiste à réduire les niveaux de production et de consommation, en priorité bien sûr dans les pays les plus développés et les plus riches.  

A condition de disposer d'énergie non polluante, il est toutefois possible de faire baisser l'entropie d'un système non isolé. C'est ce que parviennent à accomplir les écosystèmes naturels avec l'aide de l'énergie solaire. Dès lors, pour assurer le fonctionnement du système technico-économique, il est possible soit de tabler sur une réduction de la consommation d'énergie et de la production d'entropie, soit de maintenir une production d'entropie élevée, à condition de pouvoir assurer une fourniture élevée d'énergie. Le premier cas de figure, qui implique un scénario de décroissance ou tout au moins de sobriété, est plutôt adapté à l'utilisation d'énergie renouvelable, compte-tenu de la difficulté d'assurer avec les seules énergies renouvelables une consommation d'énergie par habitant élevée (en raison de la limitation sur la surface au sol disponible ainsi que sur les quantités de matériaux nécessaires). Le second cas est envisageable à condition de disposer d'une source concentrée et abondante. Il correspondrait à une situation où l'humanité parviendrait à maîtriser une énergie concentrée et abondante de fission ou de fusion dans des conditions sûres et économiques, ce qui n'est pas assuré aujourd'hui. En outre, il faudrait que cette énergie concentrée et largement disponible ne soit pas utilisée pour ses capacités de destruction, ce qui paraît difficile à garantir. De ce fait, tandis que la possibilité de se contenter de moins de ressources dans des conditions assurant une équité suffisante à l'échelle mondiale peut paraître utopique, le scénario d'une croissance continu de la consommation d'énergie pourrait devenir dystopique.