Ressources · 3ᵉ · SVT
Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives
Ressources stock ou flux, origine des combustibles fossiles, biomasse, renouvelables et nucléaire, CO₂ et réserves, transition énergétique.
À propos de cette page
Des besoins croissants : ressources stock ou flux
Se chauffer, se déplacer, s’éclairer, produire, communiquer : tout demande de l’énergie, et l’humanité en consomme toujours plus. En 2025, la consommation mondiale a dépassé 600 exajoules (1 EJ = 1 milliard de milliards de joules), dont environ 86 % tirés du charbon, du pétrole et du gaz (Energy Institute, 2026). En 5e, tu as classé les sources d’énergie en renouvelables et non renouvelables (chapitre « Énergie : sources renouvelables et non renouvelables ») ; ici, on les regarde comme des ressources naturelles que l’être humain exploite. L’énergie se mesure en joules (J) ; le kilowattheure (kWh), unité des factures d’électricité, vaut 3,6 millions de joules.
Une ressource est non renouvelable quand c’est un stock formé en millions d’années, que l’on consomme bien plus vite qu’il ne se reforme : charbon, pétrole et gaz naturel (les combustibles fossiles), uranium.
Une ressource est renouvelable quand c’est un flux qui se renouvelle à l’échelle d’une vie humaine : lumière du Soleil, vent, eau qui s’écoule, chaleur du sous-sol (géothermie), marées, et la biomasse (bois, déchets végétaux) si on ne la prélève pas plus vite qu’elle ne repousse.
| Ressource | Stock ou flux ? | Formée ou renouvelée en |
|---|---|---|
| Charbon, pétrole, gaz | stock | des millions d’années |
| Uranium | stock | présent dans les roches depuis la formation de la Terre |
| Bois d’une forêt | flux, si on coupe moins que la pousse | quelques dizaines d’années |
| Soleil, vent, eau, marées, géothermie | flux | en continu |
Une consommation très inégale. En 2024, un habitant d’Amérique du Nord consommait en moyenne 217 gigajoules d’énergie (1 GJ = 1 milliard de joules), contre 73 GJ pour la moyenne mondiale. L’Afrique, qui compte environ 20 % de la population mondiale, ne représentait que 3,5 % de la consommation d’énergie (Energy Institute, 2025), sans compter une partie du bois ramassé, mal mesurée.
Le vent qui fait tourner une éolienne aujourd’hui sera remplacé par d’autres vents demain : c’est un flux. Le gaz extrait d’un gisement ne se reformera pas avant des millions d’années : c’est un stock.
217 ÷ 73 ≈ 3 : un habitant d’Amérique du Nord consommait environ 3 fois plus d’énergie que la moyenne mondiale.
Si l’Afrique avait une consommation par habitant égale à la moyenne mondiale, elle pèserait 20 % de la consommation, et non 3,5 % : 20 ÷ 3,5 ≈ 5,7. Un habitant d’Afrique consomme donc en moyenne près de 6 fois moins d’énergie que la moyenne mondiale.
Réflexe — pour classer une ressource, je compare deux durées : le temps qu’elle met à se reformer et le temps qu’on met à la consommer.
Attention — du pétrole se forme encore aujourd’hui sous certains fonds marins. Il reste non renouvelable : il faut des millions d’années pour reformer ce que l’humanité brûle en un an.
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Charbon, pétrole, gaz : de l’énergie solaire fossile
Les combustibles fossiles sont des roches riches en carbone, issues de cette matière organique. Ils se sont formés en quatre étapes : 1. des êtres vivants produisent de la matière organique grâce à la photosynthèse ; 2. à leur mort, elle s’accumule dans un milieu pauvre en dioxygène, où elle n’est pas entièrement décomposée ; 3. elle est enfouie sous des couches de sédiments ; 4. elle est lentement transformée par la hausse de la température et de la pression, pendant des millions d’années.
L’énergie du charbon, du pétrole et du gaz est donc de l’énergie solaire captée par la photosynthèse il y a des millions d’années.
Le charbon : des forêts de marécages
Le charbon vient surtout de végétaux terrestres : fougères arborescentes, prêles géantes et autres plantes de forêts marécageuses. Tombés dans une eau stagnante pauvre en dioxygène, troncs et feuilles forment d’abord de la tourbe. Enfouie de plus en plus profondément, la tourbe devient lignite, puis houille, puis anthracite : plus le charbon a été enfoui et chauffé, plus il est riche en carbone. Une grande partie de la houille d’Europe, comme celle du bassin du Nord-Pas-de-Calais, date du Carbonifère, entre −359 et −299 millions d’années.
Le pétrole et le gaz : du plancton enfoui
Le pétrole et le gaz naturel viennent surtout du plancton (algues microscopiques et petits animaux) des mers et de certains lacs. Mort, il tombe sur des fonds pauvres en dioxygène et se mêle à la vase : il se forme une roche mère riche en matière organique. Enfouie à quelques kilomètres de profondeur et chauffée entre environ 60 et 120 °C, cette matière se transforme en pétrole ; plus chaude encore, elle donne surtout du gaz. Plus légers que l’eau, le pétrole et le gaz remontent à travers les roches poreuses jusqu’à être bloqués sous une roche couverture imperméable : ils s’accumulent alors dans une roche réservoir poreuse (grès, calcaire), au sommet des plis en dôme, le gaz au-dessus du pétrole. C’est ce piège que l’on fore.
Brûler, c’est rendre le carbone à l’air. La combustion d’un combustible fossile utilise du dioxygène et libère son énergie, en rejetant du dioxyde de carbone (CO₂) : l’énergie captée jadis par la photosynthèse ressort, et le carbone enfoui retourne dans l’atmosphère (la réaction de combustion est étudiée en chimie, chapitre « Énergie chimique : combustions et piles »). L’humanité rend ainsi à l’air, en quelques siècles, un carbone que la Terre a mis des centaines de millions d’années à enfouir.
Le trajet de l’énergie d’un plein d’essence : Soleil → plancton (photosynthèse) → matière organique enfouie → pétrole → essence raffinée → moteur de la voiture.
Sur les terrils du Nord, on trouve des empreintes de feuilles de fougères dans les roches remontées avec la houille : c’est la preuve de l’origine végétale du charbon.
Dans une mer dont le fond est bien oxygéné, presque tout le plancton mort est décomposé par des bactéries, qui rejettent son carbone en CO₂ : il ne reste presque rien à enfouir, et il ne se forme pas de pétrole.
Réflexe — pour expliquer l’origine d’un combustible fossile, je donne les quatre étapes : photosynthèse → accumulation sans dioxygène → enfouissement → transformation par la chaleur et la pression pendant des millions d’années.
Attention — le pétrole ne vient pas des dinosaures : il vient surtout du plancton. Et le charbon vient de végétaux terrestres, pas du plancton.
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Le bois et la biomasse : de l’énergie solaire récente
Elle est renouvelable si l’on ne prélève pas plus que ce qui repousse. Le CO₂ rejeté en la brûlant a été pris dans l’air peu de temps avant par la photosynthèse : la biomasse est neutre en carbone seulement si une repousse équivalente reprend ce CO₂.
En France, le bois-énergie est la première source d’énergie renouvelable : 29,5 % de l’énergie renouvelable consommée en 2024, devant l’hydraulique (17,6 %), surtout pour produire de la chaleur (ministère de la Transition écologique, 2025).
Les limites. Une forêt où l’on coupe plus de bois qu’il n’en pousse s’appauvrit. Les cultures semées pour produire de l’énergie occupent des terres qui pourraient nourrir des êtres humains. Si l’on défriche une forêt pour cultiver une plante à biocarburant, le carbone stocké dans les arbres et le sol part dans l’air : le biocarburant peut alors émettre plus de CO₂ que le carburant fossile qu’il remplace. Enfin, le chauffage domestique au bois, surtout dans de vieux appareils, rejette des particules fines : 58 % des émissions de particules fines (PM2,5) de la France en 2023 (Citepa).
L’énergie dans le vivant
La photosynthèse fait entrer l’énergie du Soleil dans le monde vivant ; la respiration cellulaire la libère, dans chaque cellule, pour vivre (vu en 5e, chapitre « Nutrition des organes : besoins des cellules et transport par le sang »). Le long d’une chaîne alimentaire, chaque être vivant utilise la plus grande partie de l’énergie de sa nourriture pour vivre (mouvement, chaleur du corps) ou la perd dans ses déchets : en moyenne, environ 10 % seulement de l’énergie d’un maillon se retrouve dans le maillon suivant (de moins de 1 % à plus de 30 % selon les cas). C’est pourquoi produire de la viande demande beaucoup plus de surface cultivée que produire la même énergie en végétaux.
Une forêt communale produit chaque année 6 m³ de bois par hectare ; on en coupe 4 m³ par hectare. On coupe moins que ce qui pousse : le stock de bois augmente, l’exploitation est renouvelable. Si l’on en coupait 8 m³ par hectare, la forêt s’appauvrirait.
Dans une ferme, le fumier et les déchets de cultures fermentent sans dioxygène dans une cuve, le méthaniseur. Il en sort du biogaz, riche en méthane, brûlé pour produire chaleur et électricité, et un résidu, le digestat, épandu comme engrais.
Herbe (20 000 kJ) → vache → être humain : avec 10 % par maillon, la vache stocke environ 2 000 kJ et l’être humain qui la mange environ 200 kJ, cent fois moins que l’herbe.
Réflexe — une biomasse est renouvelable et neutre en carbone seulement si le carbone rejeté est repris par une repousse équivalente.
Attention — le bois et le charbon viennent tous deux de la photosynthèse. La différence est le temps : le carbone du bois a été pris dans l’air il y a quelques dizaines d’années ; celui du charbon, il y a des centaines de millions d’années.
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Renouvelables et nucléaire : les autres sources
Le solaire et l’éolien sont intermittents : ils ne produisent pas à la demande (nuit, absence de vent). Il faut combiner les sources, stocker l’énergie (barrages, batteries) et adapter la consommation. Un barrage, lui, est pilotable : on ouvre ses vannes quand on a besoin d’électricité.
Le nucléaire produit de l’électricité par la fission de l’uranium, sans combustion : il émet très peu de CO₂ et il est pilotable, mais l’uranium est une ressource non renouvelable, et il laisse des déchets radioactifs et un risque d’accident.
| Source d’électricité | g de CO₂ par kWh (cycle de vie) |
|---|---|
| Charbon | 820 |
| Gaz | 490 |
| Biomasse | 230 |
| Solaire (centrale au sol) | 48 |
| Hydraulique | 24 |
| Nucléaire | 12 |
| Éolien terrestre | 11 |
Ces valeurs médianes (GIEC, 2014) comptent tout le cycle de vie : construction, extraction, transport, fonctionnement et démontage. C’est pourquoi une éolienne ou un panneau solaire, qui ne brûlent rien, émettent quand même un peu de CO₂ par kWh.
En France, en 2025, l’électricité venait à 68 % du nucléaire, à 11 % de l’hydraulique, à 9 % de l’éolien et à 6 % du solaire ; 95 % de la production était bas carbone (RTE). L’uranium, lui, est entièrement importé depuis la fermeture de la dernière mine française, à Jouac (Haute-Vienne), en 2001. Les déchets les plus radioactifs le restent pendant des centaines de milliers d’années : le projet Cigéo prévoit de les stocker à environ 500 m sous terre, dans une couche d’argile. Les accidents de Tchernobyl (1986) et de Fukushima (2011) ont montré le risque.
Ailleurs : la chaleur du sous-sol chauffe des logements du Bassin parisien et produit de l’électricité à Bouillante, en Guadeloupe ; l’usine marémotrice de la Rance (Ille-et-Vilaine), inaugurée en 1966, utilise les marées (240 MW).
Aucune source n’est sans impact sur le vivant. Un barrage noie une vallée et coupe la route des poissons migrateurs, comme le saumon, qui remontent les rivières pour se reproduire : on construit des passes à poissons. Les pales des éoliennes tuent des oiseaux et des chauves-souris : on arrête les machines aux heures et aux saisons les plus risquées. Les centrales solaires au sol occupent des terres.
1 000 kWh produits au charbon : 1 000 × 820 g = 820 000 g = 820 kg de CO₂. À l’éolien : 1 000 × 11 g = 11 kg. 820 ÷ 11 ≈ 75 : environ 75 fois moins.
À minuit, un panneau photovoltaïque ne produit rien. Pour que la maison ait de l’électricité la nuit, il faut une batterie chargée le jour ou une autre source.
Sur une rivière à saumons, un barrage est équipé d’une passe à poissons : une suite de petits bassins en escalier que les saumons franchissent un à un.
Réflexe — pour juger une source, je pose quatre questions : est-elle renouvelable ? combien de CO₂ par kWh ? est-elle pilotable ou intermittente ? quels impacts sur les milieux et quels risques ?
Attention — bas carbone ne veut pas dire renouvelable. Le nucléaire est bas carbone mais non renouvelable ; la biomasse est renouvelable mais émet du CO₂ quand on la brûle.
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Le prix des fossiles : CO₂, pollutions, épuisement
L’exploitation des fossiles a d’autres coûts : fuites de méthane (le principal constituant du gaz naturel), un gaz à effet de serre environ 30 fois plus réchauffant que le CO₂ sur un siècle ; pollution de l’air par les particules fines et les oxydes d’azote ; marées noires ; mines à ciel ouvert.
Ce sont des stocks : on mesure leur durée des réserves = réserves connues ÷ production annuelle. Ce n’est pas une date de fin.
Plus de CO₂ que de carburant. Un litre d’essence pèse environ 0,75 kg, mais il rejette environ 2,3 kg de CO₂ en brûlant : chaque atome de carbone de l’essence s’associe à deux atomes d’oxygène pris dans l’air.
La santé. En France, l’exposition aux particules fines PM2,5 (moteurs, chauffage, industrie) est responsable d’environ 40 000 décès par an (Santé publique France, 2021, données 2016-2019).
Les réserves. Fin 2020, les réserves connues représentaient environ 54 ans de production de pétrole, 49 ans de gaz et 139 ans de charbon (BP, 2021). Ces durées changent : on découvre des gisements, les techniques et les prix rendent exploitables des réserves qui ne l’étaient pas, la consommation varie. Le vrai problème n’est pas de manquer de fossiles, mais d’en brûler trop : pour garder une chance de limiter le réchauffement à 1,5 °C, l’humanité ne pouvait plus émettre que 170 milliards de tonnes de CO₂ à partir de 2026 (Global Carbon Project).
Une voiture consomme 5,5 L d’essence aux 100 km et roule 12 000 km par an : 12 000 ÷ 100 × 5,5 = 660 L ; 660 × 2,3 = 1 518 kg, soit environ 1,5 t de CO₂ par an.
Une fuite de 200 t de méthane réchauffe le climat, sur un siècle, à peu près autant que 200 × 30 = 6 000 t de CO₂.
Pétrole : 54 ans de réserves fin 2020 ne veut pas dire « plus de pétrole en 2074 » : si la production baisse ou si l’on découvre des gisements, la durée s’allonge ; si la production augmente, elle se raccourcit.
Réflexe — masse de CO₂ = quantité de combustible × facteur d’émission (par litre ou par kWh) ; durée des réserves = réserves ÷ production annuelle, dans la même unité.
Attention — la masse de CO₂ rejetée est plus grande que la masse de carburant brûlé (2,3 kg pour 0,75 kg d’essence) : l’oxygène vient de l’air.
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La transition énergétique
1. La sobriété : consommer moins d’énergie en changeant ses usages (chauffer à 19 °C, marcher ou pédaler pour les petits trajets, garder ses objets plus longtemps).
2. L’efficacité : obtenir le même service avec moins d’énergie (isoler un logement, éclairer avec des LED, chauffer avec une pompe à chaleur).
3. La substitution : remplacer les fossiles par des sources bas carbone (renouvelables, nucléaire) et électrifier les transports et le chauffage.
Pourquoi cet ordre ? Toute production d’énergie a des impacts (matériaux, surfaces, déchets) : l’énergie qu’on ne consomme pas n’en a aucun. Il est aussi plus facile de couvrir des besoins réduits avec des sources bas carbone.
Électrifier, oui, mais avec une électricité bas carbone. Une voiture électrique ou une pompe à chaleur n’a d’intérêt pour le climat que si l’électricité qui l’alimente émet peu de CO₂ : rechargée avec une électricité produite au charbon, une voiture électrique déplace les émissions du pot d’échappement vers la centrale.
Les engagements. Par l’accord de Paris (2015), les pays se sont engagés à contenir le réchauffement nettement en dessous de 2 °C et à poursuivre les efforts pour le limiter à 1,5 °C. La France vise la neutralité carbone en 2050 (loi énergie-climat de 2019) : autant de gaz à effet de serre absorbés qu’émis sur son territoire, en divisant ses émissions par plus de 6 par rapport à 1990.
À l’échelle d’une personne. L’empreinte carbone mesure les gaz à effet de serre émis pour la consommation d’une personne, y compris pour fabriquer les produits importés ; elle s’exprime en tonnes d’équivalent CO₂ (t CO₂e). En France, elle était en moyenne de 8,2 t CO₂e par habitant en 2024 (ministère de la Transition écologique) ; l’ADEME estime qu’il faudrait viser environ 2 t en 2050. Les postes qui pèsent le plus : les transports (voiture, avion), le logement (chauffage), l’alimentation (surtout la viande) et les achats.
Baisser le chauffage de 21 °C à 19 °C : sobriété. Remplacer des fenêtres simple vitrage par du double vitrage : efficacité. Remplacer une chaudière au fioul par une chaudière à granulés de bois : substitution.
Passer de 8,2 t à 2 t par personne : (8,2 − 2) ÷ 8,2 ≈ 0,756, soit une baisse d’environ 76 %.
Une ville remplace ses lampadaires par des LED (efficacité) et les éteint de 1 h à 5 h du matin (sobriété) : deux leviers à la fois.
Réflexe — pour classer une action : moins d’usage → sobriété ; même service avec moins d’énergie → efficacité ; autre source d’énergie → substitution.
Attention — une même action peut relever de deux leviers : remplacer une chaudière au fioul par une pompe à chaleur électrique, c’est de l’efficacité (elle donne plus de chaleur qu’elle ne consomme d’électricité) et de la substitution (on quitte le fioul).
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Pour aller plus loin
Ces notions touchent au chapitre, mais elles sont traitées ailleurs.
- L’effet de serre, les preuves du réchauffement, ses conséquences et l’adaptation : voir le chapitre « Changement climatique : effet de serre, causes et conséquences ».
- Les métaux de la transition (cuivre, lithium des batteries) et l’exploitation des ressources minérales : voir le chapitre « Ressources géologiques : roches, sols et exploitation ».
- Calculer l’énergie consommée par un appareil (E = P × t, en joules et en kWh) : voir en physique le chapitre « Énergie électrique : E = P × t et kilowattheure ».
- L’équation de la combustion et la pile, convertisseurs d’énergie chimique : voir en chimie le chapitre « Énergie chimique : combustions et piles ».
- Déjà vu en 5e : la photosynthèse (« Nutrition des végétaux : la photosynthèse »), la respiration cellulaire (« Nutrition des organes : besoins des cellules et transport par le sang ») et les chaînes énergétiques de la production d’électricité (« Énergie : sources renouvelables et non renouvelables »).
- Une ressource non renouvelable est un stock formé en millions d’années (charbon, pétrole, gaz, uranium) ; une ressource renouvelable est un flux qui se renouvelle à l’échelle humaine (Soleil, vent, eau, géothermie, marées, biomasse bien gérée).
- Les combustibles fossiles viennent de matière organique fabriquée par photosynthèse, accumulée sans dioxygène, enfouie et transformée pendant des millions d’années : végétaux de marécages pour le charbon, plancton pour le pétrole et le gaz.
- La biomasse est de l’énergie solaire récente : renouvelable et neutre en carbone seulement si une repousse équivalente reprend le CO₂ émis.
- Les renouvelables et le nucléaire émettent peu de CO₂ par kWh ; le solaire et l’éolien sont intermittents, le nucléaire n’est pas renouvelable, et aucune source n’est sans impact sur le vivant.
- Brûler des fossiles rejette du CO₂ (38,1 milliards de tonnes en 2025), pollue l’air et épuise des stocks ; la durée des réserves n’est pas une date de fin.
- La transition énergétique combine sobriété, efficacité puis substitution, vers la neutralité carbone en 2050.
Questions fréquentes
Quelle différence entre une énergie renouvelable et une énergie non renouvelable ?
Une ressource non renouvelable est un stock formé en millions d’années, consommé bien plus vite qu’il ne se reforme : charbon, pétrole, gaz naturel, uranium. Une ressource renouvelable est un flux qui se renouvelle à l’échelle d’une vie humaine : Soleil, vent, eau qui s’écoule, chaleur du sous-sol, marées, et la biomasse si on ne la prélève pas plus vite qu’elle ne repousse.
Comment se sont formés le charbon, le pétrole et le gaz ?
À partir de matière organique fabriquée par photosynthèse : des végétaux de forêts marécageuses pour le charbon, du plancton pour le pétrole et le gaz. Cette matière s’est accumulée dans un milieu pauvre en dioxygène, a été enfouie sous des sédiments, puis transformée par la chaleur et la pression pendant des millions d’années. Leur énergie est donc de l’énergie solaire fossile.
Le bois est-il une énergie propre ?
Le bois est renouvelable si l’on ne coupe pas plus que ce qui repousse, et neutre en carbone seulement si la repousse reprend le CO₂ rejeté. Il n’est pas sans impact : brûlé dans de vieux appareils, il rejette des particules fines, et défricher une forêt pour produire de l’énergie libère son carbone.
Le nucléaire est-il une énergie renouvelable ?
Non. Il émet très peu de CO₂ par kWh et il est pilotable, mais l’uranium est une ressource non renouvelable, entièrement importée en France depuis 2001. Il laisse aussi des déchets radioactifs et un risque d’accident. Bas carbone ne veut pas dire renouvelable.
Que veut dire « 50 ans de réserves de pétrole » ?
C’est le rapport entre les réserves connues et la production d’une année : la durée qu’elles tiendraient au rythme actuel. Ce n’est pas une date de fin, car on découvre des gisements et la consommation change. Le vrai problème est surtout le CO₂ rejeté si l’on brûle ces réserves.
Quels sont les leviers de la transition énergétique ?
La sobriété (consommer moins en changeant ses usages), l’efficacité (le même service avec moins d’énergie, comme isoler un logement) et la substitution (remplacer les fossiles par des sources bas carbone et électrifier). On les applique dans cet ordre, vers la neutralité carbone en 2050.
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