Le groupe d'experts sur l'énergie de la Commission Santé et Environnement de l'OMS (1992a) a considéré que quatre problèmes liés à l'énergie étaient les plus préoccupants, dans l'immédiat et/ou dans l'avenir, pour la santé environnementale :
- exposition à des agents nocifs au cours de l'utilisation domestique de la biomasse et du charbon
- exposition résultant de la pollution atmosphérique urbaine dans de nombreuses grandes villes du monde
- les possibles impacts du changement climatique sur la santé
- les accidents graves ayant des impacts environnementaux sur la santé de la population en général.
L'évaluation quantitative des risques pour la santé de différents systèmes énergétiques nécessite une évaluation à l'échelle du système TOUTE étapes du cycle du combustible, commençant par l'extraction des ressources brutes et se terminant par la consommation finale d'énergie. Pour que des comparaisons intertechnologiques valides soient effectuées, les méthodes, les données et les demandes d'utilisation finale doivent être similaires et spécifiées. Pour quantifier les effets des demandes d'utilisation finale, il faut évaluer les différences d'efficacité de conversion des dispositifs spécifiques à l'énergie et au combustible en énergie utile.
L'évaluation comparative est construite autour de l'idée du système énergétique de référence (SER), qui décrit les cycles du combustible étape par étape, de l'extraction au traitement en passant par la combustion et l'élimination finale des déchets. Le RES fournit un cadre commun et simple pour définir les flux d'énergie et les données associées utilisées pour l'évaluation des risques. Un RES (figure 1) est une représentation en réseau des principaux composants d'un système énergétique pour une année donnée, spécifiant la consommation des ressources, le transport du carburant, les processus de conversion et les utilisations finales, incorporant ainsi de manière compacte les caractéristiques saillantes du système énergétique tout en fournissant un cadre pour l'évaluation des principaux effets sur les ressources, l'environnement, la santé et l'économie qui peuvent résulter de nouvelles technologies ou politiques.
Figure 1. Système énergétique de référence, année 1979
En fonction de leurs risques pour la santé, les technologies énergétiques peuvent être classées en trois groupes :
- La groupe de carburants se caractérise par l'utilisation de grandes quantités de combustibles fossiles ou de biomasse - charbon, pétrole, gaz naturel, bois, etc. - dont la collecte, le traitement et le transport ont des taux d'accidents élevés qui dominent les risques professionnels et dont la combustion produit de grandes quantités de la pollution de l'air et les déchets solides qui dominent les risques publics.
- La groupe renouvelable se caractérise par l'utilisation de ressources renouvelables diffuses à faible densité d'énergie - soleil, vent, eau - qui sont disponibles gratuitement en quantité énorme, mais dont la captation nécessite de vastes surfaces et la construction d'installations coûteuses capables de les « concentrer » en ressources utiles. formes. Les risques professionnels sont élevés et dominés par la construction des installations. Les risques publics sont faibles, principalement confinés aux accidents à faible probabilité, tels que les ruptures de barrage, les défaillances d'équipement et les incendies.
- La groupe nucléaire comprend les technologies de fission nucléaire, qui se distinguent par des densités d'énergie extrêmement élevées dans le combustible traité, avec de faibles quantités correspondantes de combustible et de déchets à traiter, mais avec de faibles concentrations dans la croûte terrestre, nécessitant un important effort d'extraction ou de collecte. Les risques professionnels sont donc relativement élevés et dominés par les accidents miniers et de transformation. Les risques publics sont faibles et dominés par les opérations de routine des réacteurs. Une attention particulière doit être accordée aux craintes du public concernant les risques liés à l'exposition aux rayonnements des technologies nucléaires, craintes qui sont relativement importantes par unité de risque pour la santé.
Les effets significatifs sur la santé des technologies de production d'électricité sont présentés dans les tableaux 1, 2 et 3.
Tableau 1. Effets significatifs sur la santé des technologies de production d'électricité - groupe de combustibles
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Technologie |
Professionnel |
Effets sur la santé publique |
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Charbon |
Maladie pulmonaire noire |
Effets de la pollution de l'air sur la santé |
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Huile |
Traumatismes liés aux accidents de forage |
Effets de la pollution de l'air sur la santé |
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Schiste bitumineux |
Maladie pulmonaire brune |
Cancer dû à l'exposition à |
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Gaz naturel |
Traumatismes liés aux accidents de forage |
Effets de la pollution de l'air sur la santé |
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Sables bitumineux |
Traumatismes liés aux accidents miniers |
Effets de la pollution de l'air sur la santé |
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Biomasse* |
Traumatismes d'accidents pendant |
Effets de la pollution de l'air sur la santé |
* En tant que source d'énergie, généralement considérée comme renouvelable.
Tableau 2. Effets significatifs sur la santé des technologies de production d'électricité - groupe renouvelable
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Technologie |
Professionnel |
Effets sur la santé publique |
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géothermie |
Exposition aux gaz toxiques - |
Maladie due à l'exposition à des substances toxiques |
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Hydroélectricité, |
Traumatisme de la construction |
Traumatisme dû aux ruptures de barrage |
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Photovoltaïque |
Exposition à des matières toxiques |
Exposition à des matières toxiques |
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Wind |
Traumatismes d'accidents pendant |
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Solaire thermique |
Traumatismes d'accidents pendant |
Tableau 3. Effets sanitaires significatifs des technologies de production d'électricité - groupe nucléaire
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Technologie |
Professionnel |
Effets sur la santé publique |
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Fission |
Cancer dû à l'exposition aux radiations
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Cancer dû à l'exposition aux radiations
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Les études des effets sur la santé de la combustion du bois aux États-Unis, comme les analyses d'autres sources d'énergie, étaient basées sur les effets sur la santé de la fourniture d'une quantité unitaire d'énergie, c'est-à-dire celle nécessaire pour chauffer un million d'années d'habitation. C'est 6 × 107 Chaleur GJ, ou 8.8 × 107 Entrée de bois GJ à 69% d'efficacité. Les effets sur la santé ont été estimés aux stades de la collecte, du transport et de la combustion. Les alternatives au pétrole et au charbon ont été mises à l'échelle à partir de travaux antérieurs (voir figure 2). Les incertitudes sur la collecte sont ± un facteur ~2, celles sur les incendies domestiques ± un facteur ~3, et celles sur la pollution de l'air ± un facteur supérieur à 10. Si les dangers du nucléaire électrique étaient tracés sur la même échelle, le total le risque serait d'environ la moitié de celui de l'exploitation minière pour l'extraction du charbon.
Figure 2. Effets sur la santé par unité de quantité d'énergie
Une façon pratique d'aider à comprendre le risque est de l'étaler sur une seule personne alimentant une habitation en bois sur 40 ans (figure 3). Il en résulte un risque total de décès d'environ 1.6 x 10-3 (c'est-à-dire ~0.2 %). Cela peut être comparé au risque de décès dans un accident de voiture aux États-Unis au cours de la même période, ~9.3 x 10-3 (c'est-à-dire ~ 1 %), ce qui est cinq fois plus élevé. La combustion du bois présente des risques du même ordre que les technologies de chauffage plus conventionnelles. Les deux sont bien en deçà du risque global d'autres activités courantes, et de nombreux aspects du risque se prêtent clairement à des mesures préventives.
Figure 3. Risque, pour une personne seule, de décès dû à l'alimentation d'une habitation en bois de chauffage pendant 40 ans
Les comparaisons suivantes pour les risques pour la santé peuvent être faites :
- Risque professionnel aigu. Pour le cycle du charbon, le risque professionnel est nettement supérieur à celui associé au pétrole et au gaz ; il est à peu près le même que celui associé aux systèmes d'énergie renouvelable, lorsque leur construction est incluse dans l'évaluation, et il est environ 8 à 10 fois plus élevé que les risques correspondants pour le nucléaire. Les progrès technologiques futurs dans les sources d'énergie solaire et éolienne renouvelables pourraient entraîner une réduction significative du risque professionnel aigu associé à ces systèmes. La production d'hydroélectricité comporte un risque professionnel aigu relativement élevé.
- Risque professionnel tardif. Les décès tardifs surviennent principalement dans les mines de charbon et d'uranium et sont à peu près de la même taille. L'extraction souterraine du charbon apparaît cependant plus dangereuse que l'extraction souterraine de l'uranium (calcul sur la base d'une unité normalisée d'électricité produite). L'utilisation du charbon extrait à ciel ouvert, en revanche, entraîne au total moins de décès tardifs que l'utilisation de l'énergie nucléaire.
- Risque public aigu. Ces risques, principalement dus aux accidents de transport, dépendent fortement de la distance parcourue et du mode de transport. Le risque du nucléaire est 10 à 100 fois inférieur à ceux de toutes les autres options, principalement en raison de la quantité relativement faible de matières à transporter. Le cycle du charbon présente le risque public aigu le plus élevé en raison du transport important de matériaux selon le même raisonnement.
- Risque public tardif. Il existe de grandes incertitudes liées aux risques publics tardifs associés à toutes les sources d'énergie. Les risques publics tardifs pour le nucléaire et le gaz naturel sont à peu près égaux et sont au moins dix fois inférieurs à ceux associés au charbon et au pétrole. Les développements futurs devraient entraîner une diminution significative des risques publics tardifs pour les énergies renouvelables.
De toute évidence, les effets sur la santé des différentes sources d'énergie dépendent de la quantité et du type d'énergie utilisée. Celles-ci varient considérablement géographiquement. Le bois de feu est la quatrième contribution la plus importante à l'approvisionnement énergétique mondial, après le pétrole, le charbon et le gaz naturel. Près de la moitié de la population mondiale, en particulier celle vivant dans les zones rurales et urbaines des pays en développement, en dépend pour la cuisson et le chauffage (soit du bois ou son dérivé, le charbon de bois, soit, en l'absence de l'un ou de l'autre, des résidus agricoles ou bouse). Le bois de feu constitue plus de la moitié de la consommation mondiale de bois, atteignant 86 % dans les pays en développement et 91 % en Afrique.
En considérant les sources d'énergie nouvelles et renouvelables telles que l'énergie solaire, l'énergie éolienne et les carburants à base d'alcool, l'idée d'un « cycle du combustible » doit englober des industries telles que l'énergie solaire photovoltaïque, où pratiquement aucun risque n'est lié au fonctionnement de l'appareil, mais un risque substantiel quantité - souvent ignorée - peut être impliquée dans sa fabrication.
Des tentatives ont été faites pour résoudre cette difficulté en élargissant le concept du cycle du combustible pour inclure toutes les étapes du développement d'un système énergétique, y compris, par exemple, le béton qui entre dans l'usine qui fabrique le verre pour le capteur solaire. La question de la complétude a été abordée en notant que l'analyse rétrospective des étapes de fabrication équivaut à un ensemble d'équations simultanées dont la solution - si elle est linéaire - est exprimable sous la forme d'une matrice de valeurs. Une telle approche est familière aux économistes sous le nom d'analyse entrées-sorties ; et les chiffres appropriés, montrant combien chaque activité économique tire sur les autres, ont déjà été dérivés - bien que pour des catégories agrégées qui peuvent ne pas correspondre exactement aux étapes de fabrication que l'on souhaite examiner pour mesurer les dommages à la santé.
Aucune méthode d'analyse comparative des risques dans le secteur de l'énergie n'est pleinement satisfaisante en elle-même. Chacun a des avantages et des limites ; chacun fournit un type d'information différent. Compte tenu du niveau d'incertitude des analyses des risques pour la santé, les résultats de toutes les méthodes doivent être examinés pour fournir une image aussi détaillée que possible et une meilleure compréhension de l'ampleur des incertitudes associées.