Gestion Durable des Ressources : Géosphère

Ressources de la Géosphère

Les ressources de la géosphère peuvent être divisées en énergie et ressources minérales. Parmi ces dernières, nous étudions les combustibles fossiles, la géothermie et l'énergie nucléaire.

Ressources Minérales

Les ressources minérales constituent une ressource vitale pour soutenir l'activité industrielle. Compte tenu de leur nature non renouvelable, une recherche constante de nouvelles sources est nécessaire, car celles qui ont été exploitées s'épuisent.

Types de Gisements

• Gisements d'origine exogène : Ils se trouvent dans les roches sédimentaires, les gravières et les rivières (pépites d'or, oxydes), le calcaire, l'argile, les dépôts de sel, etc. Il y a aussi les gisements qui résultent de l'altération des sols, comme la bauxite et le kaolin.
• Gisements d'origine endogène : Ils sont formés par l'activité endogène dans les roches ignées et métamorphiques terrestres. Les meilleurs gisements se trouvent dans les veines et les récifs.

Types de Ressources Minérales

• a) Minéraux non métalliques : Soufre, évaporites (sel) ou minéraux tels que le sel et le gypse (utilisés dans la construction), phosphates (utilisés comme engrais).
• b) Minéraux métalliques : Ce sont les ressources dont on extrait les métaux utilisés dans l'industrie (fer, aluminium, cuivre, plomb, etc.), en médecine et dans d'autres applications technologiques (mercure, argent, étain, etc.).
• c) Ressources industrielles et de carrière : Nombreuses roches et minéraux utilisés dans la construction, tels que la pierre ornementale, le calcaire, l'argile et le limon (fabrication du ciment), l'argile et les matériaux réfractaires en céramique, le gravier et le sable (agrégats pour la construction et le pavage), et le sable (fabrication du verre).

Ressources Énergétiques

Combustibles Fossiles

Comme indiqué dans la première unité, les combustibles fossiles ont été utilisés pendant la Révolution industrielle.

• Le charbon : Les gisements de charbon se sont formés par dépôt et enfouissement de débris végétaux dans les marais et les tourbières au cours du Carbonifère, du Trias et du Jurassique, puis par fermentation anaérobie dans un milieu saturé en eau. La compaction et la température dues à l'enfouissement ont également affecté cette transformation. Le charbon est principalement utilisé pour produire de l'électricité dans les centrales électriques ou pour le chauffage. Inconvénients : Outre l'impact causé par les activités extractives, la combustion du charbon produit du dioxyde de carbone et du dioxyde de soufre, qui contribuent au problème des gaz à effet de serre et des pluies acides.
• Le pétrole : C'est la principale source d'énergie aujourd'hui. Le pétrole se forme par accumulation de matière organique (phytoplancton et zooplancton) dans les bassins sédimentaires marins dans des conditions anaérobies. L'extraction peut se faire sur les continents (puits de pétrole) et dans les océans (plateformes offshore). Le transport s'effectue par pipelines ou par camions-citernes. Avant son utilisation, il doit être soumis à une distillation fractionnée où, à mesure que la température augmente, les différentes composantes se séparent et sont collectées.
• Le gaz naturel : Il se forme avec le pétrole et se trouve souvent au-dessus de lui, car il a une densité beaucoup plus faible. Il est extrait par des puits ou des plateformes, mais son extraction est plus facile que celle du pétrole. C'est un mélange de gaz (méthane, hydrogène, éthane, propane, butane) et il est principalement transporté par pipeline. Il est utilisé pour produire de l'électricité dans les centrales électriques et pour le chauffage. Il a un pouvoir calorifique supérieur à celui du charbon et du pétrole.

Fission Nucléaire

La fission nucléaire est l'énergie libérée lors des réactions de fission de noyaux fissiles d'éléments comme l'uranium-235 ou le plutonium. Lorsqu'un neutron est absorbé par un noyau d'uranium, celui-ci devient instable et se désintègre en noyaux plus légers, en neutrons et en énergie. Les neutrons interagissent avec de nouveaux noyaux d'uranium, créant une réaction en chaîne. L'énergie libérée est le résultat de la conversion d'une certaine masse en quanta d'énergie, et elle est utilisée pour la production d'électricité.

Énergie Géothermique

La chaleur géothermique à l'intérieur de la surface de la Terre se manifeste dans certaines régions du monde sous forme de sources d'eau chaude ou de vapeur. Elle est considérée comme une énergie "éternelle", et donc renouvelable, car la production de chaleur par le noyau terrestre dépasse de loin l'existence de l'espèce humaine sur la planète.

Impacts et Risques de l'Activité Minière

L'exploitation minière nécessite des études d'impact environnemental qui doivent évaluer l'impact de l'exploitation sur la qualité de l'eau, le bruit et les vibrations, le volume des résidus, ainsi que leur emplacement et leur stabilité, le risque d'affaissement et sa prévention, etc. L'exploitation minière souterraine est réalisée en utilisant deux types d'exploitation, avec des répercussions et des risques différents:

• L'exploitation minière à ciel ouvert est utilisée lorsque les gisements sont peu profonds. Cela inclut également les carrières.
• L'exploitation minière souterraine implique l'excavation de la terre par des puits et des galeries pour atteindre le gisement, qui est plus profond que dans le cas précédent.

Impacts et Risques Liés à la Consommation

Les impacts et les risques sont dus à la pollution causée par la combustion du pétrole et du charbon dans l'atmosphère, comme nous l'avons vu : effet de serre, pluies acides et détérioration de la couche d'ozone. Le gaz naturel est le plus propre des combustibles fossiles, car il ne contient pas de soufre. Nous avons également étudié comment les éléments radioactifs et les métaux lourds s'introduisent et se concentrent dans les chaînes alimentaires, tuant des êtres vivants et constituant un risque potentiel pour les populations humaines.

Gestion Traditionnelle des Ressources

La gestion traditionnelle des ressources géologiques est basée sur la satisfaction des exigences d'une croissance continue. Le cycle de la croissance industrielle implique une dépense continue de combustibles fossiles et l'exploitation de roches et de minéraux pour la production de métaux et d'autres matériaux. Il s'agit donc d'une gestion basée sur l'offre, de sorte que ces ressources doivent être maintenues à un prix raisonnable. Les pays en développement ou sous-développés sont souvent les détenteurs de ces ressources, de sorte que les pays riches imposent des critères économiques pour obtenir des ressources moins chères.

Gestion Durable des Ressources

Comme l'action de renouvellement dépasse de loin la période de notre espèce sur la planète, ces ressources sont considérées comme non renouvelables. Cependant, il faut distinguer les ressources énergétiques (dont l'utilisation est une consommation) et les ressources minérales (dont l'utilisation est une consommation, mais qui peuvent être réutilisées). Par conséquent, nous utilisons le principe de la durabilité, mais avec deux nuances différentes. En tenant compte du principe de la sélection durable des technologies, la recherche scientifique et technologique devrait viser à atteindre des taux élevés d'efficacité énergétique dans tous les processus impliqués, de l'extraction et l'obtention des ressources au transport, à l'utilisation et au traitement des résidus.

Des mesures concrètes seraient prises pour mettre en œuvre ces principes :

• Une gestion de la demande qui combine l'augmentation progressive des prix en fonction de l'augmentation de la consommation et la formation et l'éducation des citoyens pour éviter le gaspillage. Cela pourrait réduire la consommation de ces ressources.
• La promotion et l'organisation de technologies de réutilisation et de recyclage par le biais de réseaux de collecte des déchets et de soutien financier aux entreprises qui s'y consacrent.
• Le remplacement progressif des sources d'énergie non renouvelables par des énergies renouvelables grâce à des aides de l'UE, de l'État et des gouvernements des communautés autonomes.
• La promotion de la recherche dans le développement de technologies efficaces et leur mise en œuvre par une assistance financière de ces organismes.

Gestion des Déchets

L'utilisation de combustibles fossiles entraîne inévitablement la production de gaz résiduaires qui polluent l'atmosphère et provoquent des problèmes environnementaux déjà connus. Nous nous référons ici aux déchets solides qui sont déversés dans les différentes parties de la géosphère. Bien que ces résidus soient de nature différente, ils n'ont pas la nature dispersée des gaz et des liquides, de sorte qu'ils peuvent être concentrés avec une relative facilité, même si cela représente un coût énergétique non négligeable. Il faut envisager la collecte quotidienne de millions de tonnes de déchets générés par les sociétés modernes. En fonction de leur taux de dégradation ou de leur dangerosité, le principe de l'émission durable peut ou non être appliqué. Mais ce principe peut être complété par la réutilisation des ressources : le plus grand nombre de ces déchets peuvent être reconvertis en ressources après avoir été soumis à une série de processus de réutilisation et/ou de recyclage.

En ce qui concerne les déchets nucléaires, il est à noter que certains d'entre eux, comme le plutonium, restent radioactifs pendant des milliers d'années (jusqu'à 10 000 ans), ce qui constitue un risque pour les populations humaines. Ils sont temporairement entreposés dans des conteneurs dans les piscines des centrales nucléaires. Pour l'élimination finale, on envisage des zones stables dans les océans (en subsurface) et sur les continents. Les "cimetières nucléaires" continentaux sont placés à grande profondeur (entre 300 et 1000 mètres) dans une structure très stable, de sorte qu'ils ne nécessitent pas de surveillance de sécurité à l'avenir. Il n'existe actuellement aucune solution définitive pour les neutraliser (on a même pensé à les envoyer hors de la Terre par fusées), et la production de déchets nucléaires est la principale cause, avec le risque d'accidents, des critiques formulées à l'encontre de ce type d'énergie.