L'Empire du gaz / The Gas Empire

Competitive, clean and flexible, natural gas has become very attractive as an energy source during the present energy transition period. Furthermore, natural gas makes possible to reduce significantly the CO2 emissions per unit energy produced (by a factor of about three per kWh for a combined cycle power plant, as compared to a standard coal fired power plant). Thus, with the revolution of shale gas, natural gas has enabled the United States to benefit from a clean and cheap energy source, while reducing its Green House Gases emissions. For the International Energy Agency, the present century might become the "Golden age" of naural gas. But where wil be located the next "Gas Empire"? Until recently, the answer seemed obvious: Russia with its 43 Tm3 of proven reserves (beginning of 2012) and its powerful Gasprom company. But, presently, with the shale gas revolution, the United States have already replaced Russia as the first world Producer of natural gas. They wish now to export LNG (Liquefied Natural Gas), primarly to Europe. Diverting the European Union from buying russian gas becomes a major geopolitical and commercial objective. Recent events in Ukraine and perhaps even in Gaza, where significant offshore gas resources have been identified, might be directly related to this situation.

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Au cours de la période de transition énergétique, le gaz naturel s'avère une source d'énergie particulièrement avantageuse. Propre et souple d'emploi, le gaz naturel permet de réduire sensiblement les émissions de CO2 par unité d'énergie produite. Compte-tenu du rendement élevé des centrales à cycle combiné (près de 60%), les émissions de CO2 par kWh produit sont près de trois fois inférieure à celles d'une centrale au charbon standard, ayant un rendement de 40%. Ceci a permis aux Etats-Unis, grâce au gaz de schiste, de relancer leur industrie avec une source d'énergie particulièrement compétitive, tout en réduisant leurs émissions de gaz à effet de serre. Ni les énergies renouvelables ni le nucléaire n'étant pour le moment en mesure de prendre massivement le relais des énergies fossiles, le  gaz naturel devient une source d'énergie particulièrement intéressante. L'AIE considère que le XXIe siècle pourrait devenir l'Age d'or du gaz naturel.  

Un avenir violent? / Towards a violent future?

Is the world heading towards violence? The present world situation leaves little ground for optimism. The digital technologies have mainly favoured the development of the financial sector and have been profitable only  for a minority. This financialization of the economy seems impossible to stop. It leads to increased unequalities throughout the world, including developed countries. There seems to be no technical wave of innovation able to change the situation. The environvenmental impact of human activities increases and becomes more and more difficult to cope with. From a geopolitical perspective, the will of hegemony seems stronger yhan the will of cooperation. As a result, it seems inlikely that the issues humanity is facing will be addressed in a proper way. But, if no global solution is brought to the present problems, it becomes likely that more and more extended conflicts will result, which might degenerate into a world war,  under a shape still impossible to predict but becoming less unlikely than before.

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Le dernier ouvrage de Jean-Hervé Lorenzi est intitulé "Un monde de violences", pour évoquer la situation de l'économie mondiale à l'horizon 2030. Un bref bilan de la situation mondiale rend en effet assez peu optimiste pour l'avenir:

- Les nouvelles technologies numériques ont surtout favorisé la financiarisation de l'économie et n'ont profité qu'à une minorité. La financiarisation de l'économie semble impossible à endiguer.

- De ce fait, on observe une montée des inégalités, notamment dans les pays développés..

- En dehors du numérique, aucune nouvelle vague technologique ne semble susceptible de relancer l'économie

- L'impact environnemental des activités humaines s'accroit et devient de plus en plus difficile à gérer, entraînant des coûts supplémentaires qui ralentissent l'économie.

- Sur le plan géopolitique, la volonté d'hégémonie tend à l'emporter sur la volonté de coopération.

Dans ces conditions, on voit mal comment pouvoir résoudre les nombreux  problèmes auxquels est confrontée l'humanité. Si aucune solution n'est apportée et que les problèmes s'aggravent, les problèmes non réglés risquent de conduire à des conflits de plus en plus étendus, qui nous rapprocheraient d'une guerre mondiale, dont les contours restent inconnus, mais qui devient moins improbable.

Le progrès technique est-il en train de ralentir? / Is technical progress getting slower?

  The rapid progress which is observed in the area of digital technologies, might suggest that technological progress is accelerating beyond any limit and might reach a kind of Singularity within the next coming years. Still, as it is noticed in a recent book by one of the leading French economists, the economic growth linked to technical innovation is getting slower. Digital technologies have not had the positive impact expected. They have lead to jobs destruction and have also contributed to the financialization of the economy with globally negative consequences. In other areas, the technical progress has remained rather slow, with few innovative disruptions. It is especially true in the areas of energy and resources (water, food, raw materials). In these areas, environmental constraints are getting much stronger, with a high impact upon the costs, while the technical progress remains slow. Thus, in the area of energy, potential disruptions are continuously postponed. Technical progress will be still observed, but it might be a dangerous illusion to expect that technology will solve all the problems.

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La rapidité avec laquelle évoluent les technologies numériques peut donner l'impression que le progrès technologique est en train de s'accélérer au delà de toutes limites. Nous nous sommes habitués à la loi de Moore, qui peut être perçue comme nous conduisant à une Singularité, c'est à dire à une progression au delà de toute limite actuellement concevable. Pourtant, comme le souligne Jean-Hervé Lorenzi dans un ouvrage récent, la croissance économique, liée à l'innovation technique, est en train de ralentir. Cette situation tient à plusieurs éléments.

Tout d'abord, les avancées dans le domaine des technologies numériques, n'ont pas eu les effets escomptés. Les destructions d'emploi résultant de l'automatisation des tâches, n'ont pas été compensées par la création de nouvelles activités. Les technologies numériques ont eu surtout comme conséquence un développement excessif de la financiarisation, avec des conséquences globalement négatives.

En outre, les autres domaines n'ont progressé qu'assez lentement. et en particulier ceux dont dépendent des besoins vitaux: énergie, ressources, eau, alimentation. Dans tous ces secteurs les contraintes environnementales pèsent lourdement, avec des conséquences potentiellement de plus en plus graves, notamment en termes de réchauffement climatique. Les ruptures technologiques sont constamment reportées à plus tard, notamment dans le secteur énergétique. Le progrès technique va se poursuivre, mais, dans ce contexte, il serait illusoire de croire qu'il va permettre de régler tous les problèmes.

Les énergies renouvelables et l'énergie nucléaire sont-elles complémentaires? / Teaming renewable and nuclear energy sources?



Teaming nuclear and renewable energy sources as a way to adress energy challenges? The idea is pushed forward with the hope to get a support from both sides, but it is far from obvious. First of course, those who advocate for one of these energy sources, are not very likely to support the other.  But, what about the economics? If we consider a mix of nuclear, solar and wind energy sources, in order to meet a given demand, it appears that without large energy storage means, as solar and wind energy are intermittent, it does not help to reduce the required installed nuclear capacity and the impact upon the total annual cost is very low, as this cost results mainly from the fixed investment cost. Therefore the solar and wind investments are to a large extent wasted. Now, with a large energy storage capacity, the situation may become different. Electricity produced during night by the nuclear power plants may be stored and used as a back-up for solar and wind electricity power. 

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Energies renouvelables et énergie nucléaire sont-elles complémentaires? L'idée de complémentarité de ces sources d'énergie est de plus en plus souvent mise en avant, le plus souvent sans doute pour des raisons plus politiques que techniques. Pourtant, à première vue, ces deux types d'énergie sont loin d'être complémentaires. Une première raison , bien sûr, tient au fait que les partisan de l'une de ces options soutiennent rarement l'autre. Qu'en est-il au plan économique? La question de savoir comment répondre au mieux à une certaine demande par un mix énergétique est toujours complexe et ne peut être traitée de façon simple. Il faut donc, au moins dans un premier temps,  se contenter de raisonner sur un cas simplifié. Supposons pour cela que le problème se pose de répondre à une certaine demande uniquement par un mix de nucléaire d'une part, de solaire et d'éolien d'autre part. Dans un premier temps, si l'on raisonne en l'absence de stockage, en raison de l'intermittence du solaire et de l'éolien, l'installation d'une puissance importante de ces deux sources d'énergie ne diminue en rien le niveau de puissance nucléaire installée nécessaire. On pourrait même considérer que l'investissement effectué en capacité solaire et éolienne est engagé quasiment en pure perte. Il réduit le nombre d'heures de fonctionnement des centrales nucléaires, ce qui conduit à une augmentation sensible du coût unitaire du MWh, avec une faible incidence sur le coût annuel de production nucléaire, auquel il faut ajouter intégralement les coûts de production associés au solaire et à l'éolien. Par contre, la situation pourrait devenir différente à condition d'envisager des capacités de stockage importantes. Plutôt que d'affecter ces capacités de stockage aux énergies renouvelables, on pourrait les associer à la production nucléaire, notamment en stockant de l'électricité à partir du courant de nuit produit par les centrales nucléaires. L'électricité ainsi stockée, par exemple de façon gravitaire, pourrait servir à compenser le manque de production de l'éolien ou du solaire, en cas de manque de vent ou de soleil.

Biomimétisme et innovation / Biomimetics and innovation

Living systems represent a source of inspiration for technical innovation. A book just published in French présents the recent advances in the area of biomimetics. More and more applications can be found: new materials, microstructured surface states for improving resistance, adhesion or gliding, robots, prosthesis. Progress in the areas of nano and numerical technologies help to implement more easily options which are used by living systems. Miniaturization of equipments such as drones increases the interest of investigating solutions successfully tested by living organisms(flapping wings or propulsion in water by oscillation for instance). The wide diffusion of robots involves also confurations which are bioinspired.  This growing role of biomimetics comes after a long period during which technology was discarding the shapes of living organisms it was using initially (for instance in the case of planes). Still, the intertwinning of biology and technology présents certain risks which are not mentionned in the referred book. It might lead to the temptation of creating cyborgs with animals or even human beings. 

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Le vivant est devenu une source permanente d'inspiration pour l'innovation technique. Un ouvrage récent publié chez Dunod, intitulé "Poulpe fiction" fait le point sur les progrès récents dans le domaine du biomimétisme. Les applications sont de plus en plus nombreuses: nouveaux matériaux, états de surface microstructurés permettant une meilleure résistance, une meilleure adhésion ou un meilleur glissement, nouvelles textures, systèmes de locomotion, robots, prothèses. Les raisons pour cet essor sont multiples. Les progrès des nanotechnologies et des technologies numériques permettent à présent d'adapter plus facilement des solutions issues du vivant. La miniaturisation de certains équipements tels que les drones conduit à examiner des options qui ont été testées avec succès dans le domaine du vivant (ailes battantes ou propulsion par ondulation). L'essor des robots implique également des configurations proches du vivant. La technique opère ainsi un retour en arrière. Pendant une longue période elle s'est écartée des formes du vivant qui l'avaient inspirée dans un premier temps (par exemple dans le domaine de l'aviation),  L'implication du biologique et de la technique n'est d'ailleurs pas sans dangers. Elle pourrait conduire si on n'y pas garde à des expérimentations assez inquiétantes de cyborgs animaux ou même humains.

Consommation d'énergie et type de civilisation / Energy consumption and type of civilization

The energy consumption has been often considered as a criterion for measuring the progress of a civilization. The russian scientist Kardhashev has proposed to use it for the identification of an extraterrestrial civilization. In a publication which goes back to 1964, by extrapolating the energy consumption of humanity, he anticipated that within100 to 200 years it would reach all the power received from the sun (between 10¹⁶ and 10¹⁷ W),  then, within 3200 years the whole power emitted by the sun (between 10²⁶and10²⁷ W)  and within 5800 years the power emitted by the whole galaxy (around 4.10³⁷ W).  He considers that extraterrestrial civilizations might have alrady reached such levels and considers that the fitst level corresponds to what he calls a type I civilization, the second level a type II civilization and the third level a type III civilization.   Such powers are so high that they might be detected from Earth.  The problem it raises stems from the extrapolatopn operated by Kadhashev, which is most uncertain. It appears clearly that it will be necessary to limit the energy demand growth in order to overcome major environmental challenges. Such powers are much higher than the radiative forcing due to GHG which is around 0,5 . 10¹⁵ W. Liberating the huge powers anticipated by Kadhashev would increase the temperature on Earth,  to levels uncompatible with life.Furthermore the manipulation of such amounsts of energy would be extremely dangerous and might rapidly cause a final deflagration, meaning the end of humanity. Advanced extraterrestrial civilizations would certainly be able to realize such problems and be wise enough for keeping their energy consumption at a reasonable level.

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La consommation d'énergie a été souvent citée comme une marque d'avancement d'une civilisation. Le scientifique russe Kardhashev a même proposé d'utiliser ce critère pour caractériser d'éventuelles civilisations extra-terrestres. Dans une publication qui remonte à 1964, extrapolant la consommation d'énergie de l'humanité à partir de l'évolution actuelle, il en déduit  qu'elle atteindra d'ici 100 à 200 ans toute la puissance reçue du soleil sur Terre, puis  dans 3200 ans la totalité de la puissance émise par le soleil (entre 10²⁶ et 10²⁷ W), et enfin dans 5800 ans la puissance émise par la galaxie toute entière. Il en déduit qu'une civilisation extra-terrestre plus avancée que la notre pourrait avoir déjà atteint ce niveau, ce qui lui permet de classer les civilisations en trois types: les civilisations de type I  seraient capables de maîtriser la puissance reçue par la Terre du soleil (entre 10¹⁶ et 10¹⁷ W), les civilisations de type II toute la puissance émise par le soleil (4.10²⁶ W),  les civilisations de type III toute la puissance émise par la galaxie(environ 4.10³⁷ W).

La technologie du futur / Technology of the Future

The book written by the physicist Michio Kake, entitled "Physics of the Future: How Science Will Shape Human Destiny and our Daily Lives by 2100" has just been published in French, with a different title (A Brief History of the Future), which is rather more appropriate, as the book is not about Physics, but only about Technology. The book is a good summary of what can be presently anticipated about the technology of the future. The distinction made between the short (until 2030), the mid (2030-2070) and the long term (beyond 2070) is quite relevant. Looking to the future only from a technological perspective represents the main limitation of the book. Economics are discussed, but still only from this point of view, ignoring all the human factors  such as the greed for money and power. A short paragraph is devoted to the need of using science with wisdom, but the requirements for achieving such a goal are not discussed. Finally, the book never mentions all the uncertainties of the future. Technology is presented as a huge store of sweets, a kind of Ali Baba cave, and the hypothesis of an Apocalypse which might result from an excess of such "sweets" is never mentioned.

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L'ouvrage du physicien  Michio Kaku qui vient d'être publié en français sous le titre "Une brève histoire du futur" constitue un bon résumé de ce que l'on peut imaginer actuellement concernant l'avenir des technologies jusqu'à la fin du siècle. De façon judicieuse, l'auteur distingue le court terme  (jusqu'en 2030), du moyen terme (de 2030 à 2070) et du long terme (au delà de 2070). Cela lui permet de faire la différence entre les extrapolations les plus raisonnables qui concernent le court terme et les spéculations beaucoup plus hasardeuses qui concernent le moyen terme et le long terme.

   Ce que dit l'auteur est en phase avec la plupart des projections antérieures et ne suscite donc pas de critiques particulières en ce qui concerne le caractère plausible des hypothèses formulées. Les manquements de l'ouvrage tiennent plutôt au choix initial de se placer uniquement sous l'angle de la technologie. Certes, les aspects économiques sont abordées, mais toujours sous le même angle. Ainsi la volonté de pouvoir et d'enrichissement comme moteur de décisions n'est pas prise en compte. 

   Un court paragraphe est consacré à la nécessité de "manier l'épée de la science avec sagesse", mais les conditions à réunir pour y parvenir ne sont pas discutées. Enfin les incertitudes concernant l'avenir de toutes les technologies présentées ne sont pas évoquées. On a souvent l'impression, en lisant l'ouvrage, que la technologie ouvre les voies d'un vaste magasin de gâteries, une sorte de caverne d'Ali Baba, en omettant totalement d'évoquer l'hypothèse d'une apocalypse qui serait déclenchée par un abus de telles "gâteries".