La planète est en danger. L’être humain est à la fois la cause et la victime de la déforestation, de l’acidification des océans et de la hausse des températures, pour ne citer que quelques-uns de nos héritages les moins bénins.
Les faits sont complexes mais les tendances ne sont pas facilement contestables. Et pourtant, le sujet du péril mondial suscite l’ire ces jours-ci, susceptible de ne pas mettre le lecteur sur la défensive. C’est peut-être parce que nous sommes assaillis par le pire et qu’il nous est rarement permis de nous délecter des solutions.
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Moins controversée, donc, peut-être l’idée que la technologie a un rôle à jouer pour faire de notre planète un endroit plus confortable et durable pour que les humains continuent à crapahuter. Faire honneur au titre élevé de cet article avec une liste définitive de 10 technologies qui aideront notre planète à survivre est probablement une proposition perdante. Il est fort probable que vous ne soyez pas d’accord avec certains aspects de cette liste. Et ce n’est pas grave. C’est à cela que sert la section des commentaires ; j’aimerais beaucoup avoir votre avis.
Il convient également de noter que certaines de ces technologies comportent des risques qui leur sont propres. En fait, notre meilleur pari numéro un pour aider notre planète pourrait aussi sonner le glas de notre espèce.
Mais, lorsque je regarde le paysage des menaces, ainsi que les outils en cours de développement pour aider, un certain optimisme ne peut s’empêcher de s’insinuer. Voici mes choix pour les 10 technologies les plus susceptibles d’aider à sauver la Terre.
Vitre solaire
Et si chaque fenêtre d’un gratte-ciel pouvait générer de l’énergie ? C’est la promesse du verre solaire, une technologie émergente qui fait beaucoup parler d’elle dans les milieux du design et du développement durable. Comme il le semble, le verre solaire est un matériau de fenêtre convenablement transparent, mais qui capte également l’énergie du soleil et la convertit en électricité.
Le grand obstacle a été l’efficacité. Les cellules solaires à haute performance peuvent atteindre un rendement de 25 % ou plus, mais le maintien de la transparence implique de sacrifier l’efficacité avec laquelle la lumière est convertie en électricité. Mais une équipe de l’université du Michigan est en train de mettre au point un verre solaire qui offre un rendement de 15 % et plus tout en laissant passer 50 % de la lumière. Selon les projections de l’État du Michigan voisin, 5 à 7 milliards de mètres carrés d’espace de fenêtre utilisable existent, assez pour alimenter un plein 40% des besoins énergétiques américains avec un produit de verre solaire.
Graphène
Plus solide que l’acier, plus fin que le papier, plus conducteur que le cuivre, le graphène est véritablement un matériau miracle-et jusqu’à récemment un matériau complètement théorique. Le graphène est une couche ultra-mince de graphite qui a été découverte pour la première fois en 2004 à l’université de Manchester. Il fait désormais l’objet d’intenses recherches et spéculations, beaucoup prédisant qu’il sera le prochain en ligne après le bronze, le fer, l’acier et le silicium à promulguer l’évolution culturelle et technologique de notre espèce.
D’une épaisseur d’un seul atome, le graphène est flexible, transparent et hautement conducteur, ce qui le rend apte à une énorme gamme d’applications de guérison de la planète. Celles-ci comprennent la filtration de l’eau, les supraconducteurs capables de transférer de l’énergie sur de vastes distances avec une perte minimale, et les utilisations photovoltaïques, pour n’en citer que quelques-unes. En augmentant considérablement les efficacités par rapport aux matériaux actuels, le graphène pourrait s’avérer être une pierre angulaire de notre renaissance verte.
8. Plastique végétal
Nous devons mettre un terme aux plastiques à usage unique. Des initiatives sont déjà en cours à travers les États-Unis pour interdire ou limiter sévèrement leur utilisation. Là où je vis, à LA, les pailles en plastique ne sont données que sur demande et les sacs en plastique à usage unique ont disparu des épiceries. Mais le problème est profondément enraciné dans notre économie de consommation. J’habite près de l’océan, et la quantité de débris plastiques visibles en un jour moyen est dévastatrice.
Les plastiques d’origine végétale qui se biodégradent sont une solution appétissante, car ils pourraient, en théorie, remplacer de nombreux produits en plastique déjà en circulation. Une entreprise indonésienne appelée Avani Eco fabrique du bio-plastique à partir de manioc depuis 2014. Comme la fausse viande et le verre solaire, ce secteur devrait être en plein essor dans les années à venir. Mais attention : Tous les bioplastiques ne sont pas biodégradables, et le mérite de certaines techniques de production est débattu. Pour devenir un consommateur responsable dans la prochaine décennie, il faudra en partie connaître le cycle de vie des produits que nous choisissons d’acheter, de la création à l’entropie.
Fausse viande
Chers carnivores, j’ai une bonne et une mauvaise nouvelle. D’abord la mauvaise : La production de viande est absolument atroce pour la planète. En 2017, plus de 15 000 scientifiques mondiaux ont signé un Avertissement à l’humanité appelant, entre autres, à diminuer drastiquement notre consommation de viande par habitant. L’un des problèmes est l’utilisation des terres. La production de viande bovine repose sur 164 mètres carrés de pâturages pour 100 grammes de viande et constitue l’une des principales causes de déforestation en Amérique centrale et du Sud, entraînant un rejet sans précédent de carbone dans l’atmosphère. L’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture estime que le bétail est responsable d’environ 14,5 % des émissions anthropiques de gaz à effet de serre. Les animaux utilisent également d’énormes quantités d’eau douce, tandis que les eaux de ruissellement contaminées des exploitations d’élevage industriel polluent les cours d’eau locaux.
La bonne nouvelle ? La fausse viande est finalement bonne. Vraiment bonne. Des entreprises comme Beyond Meat et Impossible Foods proposent de délicieuses alternatives à la viande qui remplacent avantageusement la vraie viande. Le véritable triomphe de ces entreprises est d’avoir rendu la fausse viande culturellement branchée, tout autant que la réussite technologique et la science alimentaire avancée. Vous pouvez maintenant commander des hamburgers sans viande chez Burger King et obtenir un taco sans viande chez Del Taco.
6. Batteries
L’énergie est le facteur limitant qui freine un grand nombre de technologies vertes. L’éolien et le solaire, par exemple, sont capables de générer de grandes quantités d’électricité, mais l’adoption de ces technologies a été étranglée par un défaut majeur : Parfois, il n’y a pas de vent ou de soleil. Les voitures électriques, de même, font d’énormes progrès, mais jusqu’à ce que l’autonomie augmente et que les temps de charge diminuent, les combustibles fossiles vont régner.
La technologie actuelle des batteries ne suffira pas. D’abord, elle est trop chère. Selon le Clean Air Task Force, pour que la Californie atteigne les objectifs ambitieux de s’alimenter uniquement grâce aux énergies renouvelables, l’État devrait dépenser 360 milliards de dollars dans des systèmes de stockage d’énergie. Une société appelée Form Energy est en train de mettre au point ce que l’on appelle des batteries aqueuses à flux de soufre qui coûteront entre 1 et 10 dollars par kilowattheure, alors que le lithium coûte 200 dollars par kilowattheure. La durée de stockage devrait également augmenter, peut-être de plusieurs mois. La solution de Form pourrait aider la Californie à atteindre ses objectifs énergétiques avant le milieu du siècle, fournissant une feuille de route pour le reste du monde.
Capteurs environnementaux
Pour guérir la planète, nous devons la mesurer. Les capteurs distribués sont l’une des technologies méconnues permettant cela, et la propagation continue de l’environnement de capteurs en réseau sera l’une des technologies sous-jacentes derrière presque tous les efforts de durabilité imaginables.
Vous voulez un exemple ? Dans les années 1980, des cheminées plus hautes ont permis de réduire la pollution atmosphérique locale sur la côte Est. Le problème était que les cheminées étaient corrélées à un taux plus élevé de pluies acides, ce qui conduisait à une vaste déforestation. Comment le lien a-t-il été établi ? Les premiers capteurs de pollution en réseau.
La technologie, bien sûr, a progressé depuis. Des capteurs en réseau aussi petits qu’une pièce de dix cents surveillent déjà la qualité de l’air et de l’eau, identifient les polluants, suivent l’acidification et capturent des données en temps réel sur des phénomènes cruciaux pour notre bien-être social et économique. Des capteurs de qualité de l’air portables sont en cours de développement et des réseaux de capteurs localisés surveillant la consommation d’énergie et d’eau dans les bâtiments réduisent le gaspillage. La poursuite de la prolifération de ces capteurs aura un impact considérable sur notre mode de vie.
4. Réseaux intelligents
La façon dont notre infrastructure électrique — connue collectivement sous le nom de réseau – fonctionne actuellement est un vestige troublant des 19e et 20e siècles. La production d’énergie est encore largement centralisée et distribuée en aval, pour finalement atteindre les utilisateurs finaux. Le problème est que ces réseaux sont très sensibles aux fluctuations de l’utilisation et de la production. Pour qu’ils fonctionnent de manière fiable, ils exigent une surproduction d’énergie. Ils sont sujets à des attaques, et ils ont tendance à s’appuyer sur des sources d’énergie polluantes.
Les réseaux intelligents sont déjà déployés dans des bancs d’essai aux États-Unis et à l’étranger. Le concept n’est pas tant une technologie unique que le déploiement de nombreuses technologies d’énergie, de distribution, de mise en réseau, d’automatisation et de détection pour concevoir un nouveau réseau pour le 21e siècle. Les réseaux intelligents permettront la production locale d’énergie jusqu’au niveau des ménages, qui pourra être réinjectée dans le réseau en amont. Les technologies de détection et des modèles de prévision plus précis permettront d’ajuster la production d’énergie pour éviter la surproduction, et une meilleure technologie des batteries (voir le point 7 de cette liste) permettra de stocker l’énergie renouvelable. Le concept va même au-delà de la prise de courant. À mesure que les appareils deviennent plus intelligents, le réseau pourrait commencer à leur signaler automatiquement de s’éteindre pour économiser l’énergie. Tout cela pourrait entraîner un énorme changement dans le fonctionnement de notre infrastructure électrique. Selon une étude de l’Electric Power Research Institute, d’ici 2030, les technologies de réseau intelligent pourraient nous aider à réduire les émissions de carbone de 58 % par rapport aux niveaux d’il y a dix ans.
3. Capture du carbone
Il y a trop de dioxyde de carbone dans l’air, et il réchauffe notre planète. Et si nous pouvions le capturer et le séquestrer ?
C’est la prémisse du captage et du stockage du carbone (CSC), une classe émergente de technologies qui sont prêtes à jouer un rôle important dans la santé de notre planète dans les décennies à venir. Selon l’Association CSC, les technologies de captage permettent de séparer le dioxyde de carbone des gaz produits lors de la production d’électricité et des processus industriels par l’une des trois méthodes suivantes : le captage précombustion, le captage postcombustion et l’oxycombustion. Le carbone est transporté par pipeline et stocké dans des formations rocheuses situées très loin sous terre.
En 2017, la première usine de capture de CO2 au monde est entrée en service en Suisse. Des startups aux États-Unis et au Canada ont développé leurs propres usines de capture du carbone. À l’échelle, cette technologie pourrait contribuer à inverser l’une des tendances environnementales les plus alarmantes de notre époque.
2. La fusion nucléaire
Notre soleil est alimenté par la fusion de noyaux d’hydrogène, formant de l’hélium. Depuis des décennies, les scientifiques s’efforcent d’exploiter le même processus pour créer une énergie terrestre durable. Cet effort est extrêmement intéressant d’un point de vue écologique car il représente une forme d’énergie sans émissions de carbone. Contrairement à la fission nucléaire, le processus qui alimente les centrales nucléaires actuelles, la fusion n’entraîne pas la production de déchets nucléaires radioactifs à longue durée de vie.
Le problème est la chaleur. Pour générer une énergie positive nette lorsque deux particules fusionnent, la réaction doit avoir lieu à des millions de degrés Celsius, ce qui signifie que le récipient que vous utilisez pour effectuer la fusion va, eh bien, fondre. La solution consiste à suspendre la réaction dans un plasma flottant afin que la chaleur extrême ne touche pas la chambre, un processus que les chercheurs pensent pouvoir réaliser à l’aide d’aimants puissants. Le délai typique offert pour l’énergie de fusion est de 30 ans, mais une équipe du MIT travaillant avec une nouvelle classe d’aimants pense pouvoir mettre l’énergie de fusion dans le réseau en seulement 15 ans, ce qui serait une énorme aubaine dans la lutte pour ralentir la tendance au réchauffement de la planète.
Intelligence artificielle
Sûr, elle peut nous condamner tous via un certain nombre de prémisses de science-fiction (annihilation nucléaire, éradication stratégique des espèces, la montée des robots), mais l’intelligence artificielle pourrait aussi être notre meilleur pari en nous calculant hors de l’état grave dans lequel nous nous trouvons.
Le programme AI for Earth de Microsoft est un effort en cours pour exploiter le potentiel de l’IA pour le bien de la planète. Le programme a accordé plus de 200 subventions de recherche à des équipes appliquant les technologies d’IA à la santé planétaire dans l’un des quatre domaines suivants : biodiversité, climat, eau et agriculture. Des algorithmes primitifs d’IA et d’apprentissage automatique analysent actuellement des surfaces glacées pour mesurer les changements au fil du temps, aident les chercheurs à planter de nouvelles forêts avec des tracés précis pour maximiser la séquestration du carbone, et permettent à des systèmes d’alerte d’aider à endiguer les proliférations d’algues destructrices.
L’IA a un impact sur les pratiques agricoles et transformera bientôt la façon dont l’agriculture est pratiquée dans les nations industrialisées, en réduisant notre dépendance aux pesticides et en diminuant drastiquement la consommation d’eau. L’IA permettra aux véhicules autonomes de naviguer plus efficacement, réduisant ainsi la pollution atmosphérique. L’IA est déployée par les spécialistes des matériaux pour développer des substituts biodégradables aux plastiques et élaborer des stratégies pour nettoyer nos océans, qui reçoivent quelque huit millions de tonnes métriques de plastiques par an.
Fondamentalement, l’IA sera le socle de nos efforts futurs pour réparer les dommages déjà causés à la planète tout en imaginant des solutions évolutives pour soutenir les besoins en énergie, en nourriture et en eau de notre espèce.
Ceci, ou ce sera la perte probablement méritée de notre espèce.