Énergie, EROI et croissance économique dans une perspective de long terme

Energy, EROI and economic growth in a long-term perspective

• Auteur / Autrice : Victor Court
• Direction : Pierre-André Jouvet, Frédéric Lantz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 18/11/2016
• Etablissement(s) : Paris 10
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Économie, organisations, société (Nanterre, Hauts-de-Seine ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : EconomiX (Nanterre) - Institut français du pétrole Énergies nouvelles (Rueil-Malmaison, Hauts-de-Seine) - Chaire économie du climat
• Jury : Président / Présidente : Natacha Raffin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-André Jouvet, Frédéric Lantz, Natacha Raffin, Patrick Criqui, Pierre-Olivier Pineau, Alain Ayong Le Kama, Gaël Giraud
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Patrick Criqui, Pierre-Olivier Pineau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Développement économique

Transition énergétique

Exergie

Mots clés libres

Croissance économique

Progrès technique

Thermoéconomie

Exergie

Eroi

Transition énergétique

Economic growth

Technological change

Thermoeconomics

Exergy

Eroi

Energy transition

Résumé

L’objet de cette thèse est d’étudier le rôle de l’énergie dans la croissance économique de long terme. Le chapitre 1 décrit les quatre principaux faits de la croissance : la transition de la stagnation au régime soutenu, la Grande Divergence, l'interdépendance entre consommation d'énergie et progrès technique, et la dynamique en cycles imbriqués et hiérarchisés. Les différentes causes lointaines de la croissance (biogéographie, culture, institutions et contingence) sont ensuite étudiées. Le chapitre 2 présente les théories faisant appel à des causes dîtes proches, telles que le progrès technique et l'accumulation de capital physique et humain. La théorie de la croissance unifiée (UGT) est également analysée. Le chapitre 3 présente les lois fondamentales de la thermodynamique et les concepts associés d'exergie et d’entropie. Il est alors démontré que seule la consommation de services exergétiques constitue une cause fondamentale de croissance. Dans le chapitre 4, il est établi que les productions mondiales de pétrole et de gaz (mais pas de charbon) ont déjà dépassées leur taux de retour énergétique (EROI) maximum, si bien que les productions conventionnelles futures se feront avec un EROI décroissant. Le chapitre 5 démontre que les besoins plus importants en métaux des technologies renouvelables pourraient constituer un frein à la bonne faisabilité de la transition énergétique. Le chapitre 6 montre que la contrainte d’énergie nette se matérialise dans le court terme par le biais des dépenses énergétiques (part du produit économique consommé pour obtenir de l'énergie). Le chapitre 7 présente un modèle théorique de croissance endogène intégrant l’approche biophysique.

This PhD thesis investigates the role of energy in long-term economic growth. Chapter 1 focuses on the description of the four main hard facts of economic growth: transition from stagnation to sustained growth, Great Divergence, interdependence of energy consumption and technological change, and hierarchized-nested adaptive cycles dynamics. Then, the role of different deep-rooted causes of growth (biogeography, culture, institutions, and contingency) are studied. Chapter 2 reviews modern growth theories that focus on proximate causes such as technological change and the accumulation of physical and human capital. Unified Growth Theory (UGT) is also analyzed in this chapter. Chapter 3 presents the fundamental laws of thermodynamics and associated concepts such as exergy and entropy. It is shown that only useful exergy consumption can be considered as the fundamental cause of economic growth. Chapter 4 presents the concept of energy-return-on-investment (EROI). It is shown that maximum EROIs have already been reached at global scale for oil and gas (but not coal), so that future conventional productions will have declining EROIs. Chapter 5 shows that the higher metal requirements of renewable technologies could be potentially detrimental to the energy transition. Chapter 6 shows how the net energy constraint materializes in the short-run through energy expenditure, which is the fraction of economic output diverted to obtain energy. Chapter 7 builds a bridge between the endogenous economic growth theory and the biophysical perspective. Research started in this thesis will need further work in order to develop an UGT respecting the biophysical constraints of the real world.