Etant donné qu' une croissance surfacique infinie est impossible sur une planète dont la surface est finie, que la surface agricole utile mondiale est déjà très largement utilisée, que la population mondiale augmente, il est fondamental de considérer la consommation des espaces cultivables et donc de tenir compte de l'efficacité énergétique. Avec une efficacité énergétique faible, on consomme plus de surface et on augmente les impacts environnementaux (biodiversité etc.). Au Brésil, en Indonésie et dans de nombreux autres pays, on déforeste pour cultiver. Nous sommes 6,7 milliards aujourd'hui, nous serons 9 milliards en 2050. La recherche de l'efficacité énergétique est donc incontournable, et cette recherche doit être à mon sens menée de la manière la plus objective possible.





Le rendement de conversion de l'énergie solaire en biomasse végétale est de 0,1 à 0,4% pour les plantes terrestres, un peu plus pour les microalgues, les championnes de la photosynthèse. Un aliment [par exemple des tagliatelles à la bolognaise = blé cuit + tomates + viande + huile + stockage au frigo + cuisson] est un agrocarburant destiné à la machine cardiaque/respiratoire/musculaire humaine.

Comme souligné dans le rapport « Agrocarburants et Environnement » publié fin 2008 par le Ministère de l’écologie, "Les agrocarburants se situent dans la zone des rendements les plus faibles, ils sont de fait limités par le rendement de la photosynthèse qui est très faible (<1%). La troisième génération, utilisant des algues, restera largement moins efficace que les solutions « électriques » quelles qu'elles soient, notamment l'utilisation de l'énergie solaire."
http://www.ecologie.gouv.fr/IMG/pdf/Agrocarburants_et_Environnement.pdf

Un mètre carré terrestre reçoit chaque année environ 1500 kWh d'énergie solaire en moyenne (c'est à peu près le cas en France, située à une latitude moyenne), soit 15000 MWh/hectare. Les meilleurs rendements ne dépassent pas 10 tonnes de biomasse total (racines, tiges, fruits,...tout) à l'hectare et par an (10 tonnes, c'est une hypothèse TRES haute). Le PCI de la biomasse est égal à la moitié de celui du pétrole, soit environ 5 kWh par kg. Le contenu énergétique de 10 tonnes de biomasse est donc de 50 MWh.

50 / 15000 x 100 = 0,33%

Avec les microalgues, ont peut atteindre 30 tonnes à l'hectare et par an, avec une PCI égale à 80% de celle du pétrole (espèces riches en huile), ce qui nous donne du 240 MWh/ha/an. On arrive ainsi, au laboratoire, avec des conditions de croissances idéales (très fort enrichissement du milieu en CO2 etc.) à un rendement de 1,5%, grand maximum.

Un panneau solaire, pas besoin de terres cultivables pour l'installer. Rendement supérieur à 15 %. Le temps de retour énergétique d'un système photovoltaïque complet est (pas seulement les modules, mais aussi les câbles, les cadres et les outils électroniques), en fonction de l'irradiation solaire à cet endroit, entre 19 et 40 mois pour un système monté sur toiture et entre 32 et 56 mois pour un système monté en façade (vertical). Durée de vie minimum de 20 ans (240 mois) [source]. C'est donc une solution parfaitement durable. La consommation d'eau douce lors de la fabrication du module est insignifiante quand on la ramène par MWh produit et en intégrant la durée de vie du système. La consommation d'eau douce est très faible en fonctionnement: nettoyage des panneaux (1 litre d'eau douce pas semaine pour 10m2 de panneaux). Ces capteurs ne nécessitent pas de pesticides, ni d'engrais. Ils ne nécessitent pas de surfaces cultivables et sont instalables sur le toit de sa maison, sur les stores, au niveau des parkings etc.

Si l'on raisonne à grande échelle, et non seulement à son échelle individuelle, miser sur la biomasse pour répondre à nos besoins énergétiques et en particulier pour alimenter nos transports (moteur thermique ou muscle), est un non sens d'un point de vu écologique compte-tenu du faible rendement de conversion de l'énergie solaire en biomasse (0,3%) et du faible rendement de la machine musculaire (inférieur à 20%) et des moteurs thermiques (18% avec l'essence, 23% avec le diesel en cycle d'usage ordinaire). Cela n'enlève rien au fait que faire du sport est bon pour la santé.

Faire une activité physique induit une augmentation de la consommation énergétique par rapport à la dépense liée au métabolisme basal. C'est un fait. On ne produit pas de l'énergie mécanique (faire tourner les roues de son vélo par exemple) à partir de rien, sauf si on prétend être parvenu à dépasser les lois de la physique. Plus cet effort est intense et long, plus cette consommation énergétique supplémentaire est importante.

Certaines personnes viennent dire: "oui, mais moi, quand je fais du vélo, je prend sur ma graisse, c'est bon pour ma ligne". La graisse est une réserve d'énergie, réserve qui s'est constituée en consommant des aliments. Cette graisse, il est possible de la diminuer (sauf cas particuliers) en réduisant ses apports alimentaires, c'est à dire en réduisant avec une grande efficacité son empreinte environnementale. Brûler cette graisse en faisant du vélo correspond à un gaspillage de graisse, c'est à dire d'énergie stockée, c'est à dire d'aliments. C'est positif pour la santé (et pour son plaisir personnel) de brûler ainsi ses graisses en faisant du vélo. Pas pour l'environnement.

Il n'est pas nécessaires de brûler de grandes quantités de calories tous les jours pour se maintenir en forme. Bien sûr, chacun est complètement libre de faire du sport tous les jours, y compris des sports intenses; mais d'un point de vue environnemental, cela relève du luxe, du plaisir personnel; d'un point de vue sanitaire cela ne relève pas du simple maintien en forme. 3 ou 4 séances hebdomadaires de gym douce maison (voir en Asie) est par exemple amplement suffisant.

Savoir s'alimenter c'est adapter sa consommation à ses besoins, besoins qui sont fonction notamment de ses activités (mais aussi de l'âge, du sexe etc.). "On consomme plus d'aliments que nos besoins et on grossit": c'est vrai pour une portion significative de la population. La meilleure façon d'un point de vue environnemental d'éliminer cet excès, de rétablir l'équilibre, n'est pas de brûler les graisses accumulées en faisant du sport, mais de réduire sa consommation alimentaire pour l'adapter à ses besoins réels. N'oublions pas que pour produire 1kWh de viande de boeuf, il faut 16kWh de biomasse végétale, et 50000 litres d'eau douce...Brûler ses graisses en faisant du sport c'est bon pour la santé, mais pas pour la planète. Il y a une consommation incompressible (liée au métabolisme basal) et nous avons la possiblité d'adapter notre consommation alimentaire additionnelle à nos besoins réels, en fonction de nos activités et états physiologiques (allaitement etc.). Chacun est libre d'avoir les activités qu'il souhaite. Pour se maintenir en forme, inutile de brûler de grandes quantités de kWh (Voir la gymnastique douce en Asie, que l'on peut pratiquer à la maison où dans les espaces verts à coté de chez soi pour les urbains).S'alimenter de façon éco-intelligente c'est adapter sa consommation alimentaire à ses besoin réels. S'alimenter au dessus de ses besoins réels et se sentir ensuite le devoir d'aller brûler ses graisses en faisant du vélo n'est pas du tout pertinent sur le plan écologique.

Un cycliste ayant une masse de 70kg et ayant un équipement de 10 kg (vélo + chaussures + vêtements + casque + bouteille d'eau)  doit fournir 75 W utile (puissance mécanique, au niveau des pédales) pour rouler à 20,5 km/h avec une bicyclette conventionnelle (sur du plat, sans vent). A noter que les 2/3 de cette puissance servent à contrer les frottements pneu/sol et qu'1/3 sert à contrer les résistances de l'air.  Référence : Calculateur de SportechOnline.com

Sachant que le rendement de la machine humaine en bonne santé et entrainée est de 24%, il doit en fait fournir une puissance de 300 W sous forme d'énergie biochimique (aliments) ingurgitée. (Référence : Whitt F. et Wilson D. (1982) Bicycling Science, MIT Presse, Cambridge, Mass., pages 151 à 188). A cette vitesse de 20,5 km/h, il parcourt 1km en 3 minutes, et en 3 minutes il consomme 300 W x 0,05 heures = 15 Wh.


Source :
http://www.med.univ-angers.fr/discipline/labo_neuro/cours/st/Physio%20SDD%20CM1.pdf

La consommation d'un cycliste est donc de de 15 Wh-aliment / km en supposant un effort moyen d'un cycliste voyageant à 20,5 km/h sur du plat et sans vent. Et sachant que les aliments ont nécessité récolte/emballage/transport/distribution/conservation au froid/cuisson, on passe à 30Wh/km. Et sachant enfin que la biomasse des plantes s'est formée à partir d'énergie solaire, on passe à 10 kWh-primaire/km. Une Mégane 100% électrique consomme 0,15kWh/km. En intégrant l'investissement énergétique de la batterie permettant d'avoir une autonomie de 200km; 2000 cycles (soit bien moins que 0.04kWh/km mais prenons volontairement des hypothèse défavorables à l'électrique) on passe à 0,154 kWh/km. Et en prenant en compte l'investissement énergétique lié à la construction du véhicule (25MWh ; durée de vie moyenne de 12 ans; 10000km/an, soit 0,2kWh/km), on passe à 0,354kWh/km . En produisant cette électricité avec le solaire (rendement de conversion de l'énergie solaire en biomasse de 15%), cela correspond à 2,36 kWh-primaire/km.  

Cela peut paraître surprenant mais c'est ainsi: Un cycliste (on néglige ici le coût énergétique de la construction du vélo, des pneus etc.) consomme  4,2 fois plus d'énergie au kilomètre qu'un automobiliste circulant en voiture 100% électrique type eMégane, alimentée en électricité solaire. Ceci en incluant l'investissement énergétique de la construction de la batterie et du véhicule. Sans parler de la consommation en eau douce, en pesticides et en engrais pour cultiver. Sans parler de l'impact sur la biodiversité compte tenu des immenses surfaces nécessaires. Si la réduction de notre empreinte environnementale est notre objectif, c'est vraiment l'électro-mobilité  qu'il faut encourager.

Considérer que l'humanité dispose d'une surface terrestre infinie, et qu'il peut donc recourir à des capteurs (les plantes) à très faible rendements pour subvenir à ses besoins en énergie-transport relève de l'idéologie de la terre plate. Point fondamental (parfois mal compris) : l'énergie émise par le soleil est bien entendue immense, mais la ressource solaire qui parvient au niveau des surfaces cultivables est limitée. Là est la limite. Et de plus, les plantes sont de très mauvais converstisseurs d'énergie solaire en énergie biochimique (biomasse). C'est une donnée encore très peu connue par les français et pourtant fondamentale.


***
Au niveau du bilan hydrique, le bilan de la filière aliment-vélo n'est pas brillant :



Le cycliste qui a parcouru 10km a nécessité 0.15 kWh d'aliments.

Supposons qu'il consomme un plat de pâtes (blé cuit) pour récupérer les 0.15 kWh perdus. 1 kg de pâtes = 4 kWh. Il faut donc environ 40 grammes de pâtes pour rembourser les 10km à vélo. La production de 40 grammes de blé a nécessité environ 4 litres d'eau douce (environ 0.1 litre d'eau douce par gramme de pâte...).



Le bilan s'aggrave si le plat de pâte est accompagné de sauce et de viande...

Faire du vélo pour la santé et pour son plaisir personnel, bien sûr.
Faire du vélo pour préserver la planète ? ...A méditer.

Mon avis : chacun est libre de se déplacer comme il le veut, à chacun d'agir en son âme et conscience. Si certaines personnes trouvent leur plaisir en circulant à vélo (c'est mon cas), tant mieux pour elles. Mais par contre, qu'un cycliste se permette de dire qu'il fait du vélo pour le bien de la planète, c'est infondé. Qu'un cycliste qui se croit "écolo" (mot complètement pervertit en France aujourd'hui) vienne se moquer de ceux qui font appel à l'électro-mobilité pour se déplacer (skateboard électrique,  vélo électrique, bikeboard, easyglider, segway, scooter électrique, moto électrique, voiture électrique) cela relève non seulement de l'incivilité mais, de plus, cela a vraiment aucun fondement écologique.

Circuler en vélo en milieu urbain, c'est du zéro émission toxique et un encombrement réduit. La bonne nouvelle est que les transports électriques sont aussi à zéro émission toxique et que les e-skateboard,  easyglider et segway conduisent à un encombrement  du même ordre que le vélo. La voiture électrique (eMégane) a été choisie dans le présent article pour montrer que même avec un véhicule lourd, même en prenant en compte le coût énergétique de la construction de ce véhicule et de sa batterie, le bilan énergétique reste favorale à l'électro-mobilité face à la filière aliments-vélo. Circuler dans une grosse voiture dans des villes à haute desnsité humaine n'est bien entendu pas recommandé (l'encombrement conduit à faire perdre du temps à tous), ceci même si une voiture électrique ne consomme strictement rien à l'arrêt au niveau des feux rouges et embouteillages, contrairement aux véhicules thermiques.

- O.D.
(cycliste et sportif convaincu des bienfaits du sport pour la santé et comme source de plaisir :-)


Résumé de l'article :

1 - Le soleil délivre une puissance colossale : 3,826×10^26 W
2 - La surface des continents (150 millions de km2, dont les déserts chauds, les déserts froids, les montagnes et les lacs) est limitée ainsi que la surface agricole utile (SAU) mondiale (16 millions de km2, soit 10,6% des surfaces émergées).
3 - Le rendement de conversion de l'énergie solaire en biomase se situe entre 0,1 et 0,4% (à l'exeption de certaines espèces de microalgues avec lesquelles des rendements de 1,5% sont théoriquement possibles) et l'humanité (dont la population augmente) a déjà consommé une grande partie de la SAU mondiale.

Il en découle de 1,2 et 3 :

- Que ce n'est pas la ressource solaire globale qui pose problème mais la quantité d'énergie solaire qui parvient au niveau des surfaces cultivables. Sachant que le rendement de conversion par les plantes (point 3) est très faible, la question de la consommation de surface est incontournable : une croissance surfacique infinie sur une planète dont la surface est finie est impossible.

4 - L'énergie ne se crée pas, elle se transforme. Faire une activité physique induit une augmentation de la consommation énergétique par rapport à la dépense liée au métabolisme basal. C'est un fait. On ne produit pas de l'énergie mécanique (faire tourner les roues de son vélo par exemple) à partir de rien, sauf si on prétend être parvenu à dépasser les lois de la physique. Plus cet effort est intense et long, plus cette consommation énergétique supplémentaire est importante.

5 - La graisse est une réserve d'énergie (il en est de même pour le glycogène), réserve qui s'est constituée en consommant des aliments. Cette graisse, il est possible de la diminuer (sauf cas particuliers) en réduisant ses apports alimentaires, c'est à dire en réduisant avec une grande efficacité son empreinte environnementale.




Voir aussi :

Circuler en Segway est bien plus efficace sur le plan énergétique que de circuler à vélo