Chaque 14 juillet, la France célèbre la prise de la Bastille. 

On y voit une révolution politique, sociale, institutionnelle. On y voit rarement une histoire de chaleur. Pourtant, derrière les journées de juillet 1789 se cache un acteur silencieux que les historiens du climat ont fini par remettre en lumière : le froid. L’hiver 1788-1789 fut l’un des plus rigoureux jamais enregistrés à Paris, au point de détenir encore aujourd’hui le record historique du nombre de jours de gelée dans la capitale [6]. 

Dans un royaume où l’immense majorité de la population se chauffait avec un unique foyer ouvert, où le pain dépendait des moulins que les rivières gelées avaient arrêtés, et où le château le plus prestigieux d’Europe ne parvenait pas à maintenir ses salons au dessus de zéro, la question de la chaleur n’était pas un détail de confort. Elle était une question de survie, d’économie et, indirectement, de politique.

Cet article propose de remonter le fil de cette histoire : la chaleur dans les foyers, au travers des âges.

D’abord en s’arrêtant sur l’année 1789 elle-même : comment se chauffait le roi, comment se chauffait le peuple, et pourquoi ce fossé thermique raconte déjà la France d’avant l’exode rural. Ensuite en déroulant la grande fresque du chauffage, de la domestication du feu il y a 400 000 ans jusqu’aux réseaux de chaleur du XXe siècle. Enfin en montrant que la véritable révolution du chauffage n’est peut être pas celle que l’on croit : elle ne consiste pas à produire de la chaleur, mais à la gouverner. Et cette révolution là commence précisément, par une coïncidence historique remarquable, dans les années qui entourent 1789.

Comme toujours dans notre série « Il était une fois… », chaque affirmation s’appuie sur des sources institutionnelles, scientifiques ou patrimoniales, listées en fin d’article.

Partie 1. Le chauffage du roi, le chauffage du peuple : la France de 1789 face au froid

1.1 L’hiver qui précéda la Révolution

Pour comprendre ce que signifiait se chauffer en 1789, prenons la mesure du contexte climatique. La France de la fin du XVIIIe siècle vit encore dans ce que les historiens et les glaciologues appellent le petit âge glaciaire, une période pluriséculaire marquée par des hivers plus rudes et une forte variabilité du climat [8]. Dans cette longue série d’hivers difficiles, celui de 1788-1789 occupe une place à part.

Les relevés compilés par Météo France sont sans appel : à Paris, le nombre de jours de gelée entre décembre 1788 et février 1789 atteint 86 jours, un record historique jamais égalé depuis [6]. 

Le père Louis Cotte, dans son Mémoire sur l’hiver rigoureux de 1788 à 1789, précise que le minimum de froid a été enregistré le 31 décembre 1788, avec l’équivalent de moins 21,75 degrés Celsius à Paris et moins 26,25 degrés à Strasbourg, tandis que le froid le plus insupportable fut celui du 6 janvier 1789, aggravé par un vent de nord est particulièrement piquant [6]. La Seine, la Loire, le Rhône et la Saône gèlent en partie, ce qui paralyse l’approvisionnement des grandes villes, Paris et Rouen en tête [6]. Emmanuel Le Roy Ladurie, spécialiste de l’histoire du climat, estime la surmortalité de janvier 1789 à environ 10 000 morts, un bilan lourd.

Ce grand froid n’arrive pas seul. Il vient clore une année 1788 déjà catastrophique sur le plan agricole. Le 13 juillet 1788, un an jour pour jour avant les émeutes qui précèdent la prise de la Bastille, un orage de grêle d’une violence exceptionnelle ravage un large quart nord ouest du royaume. Au château de Rambouillet, où séjourne le roi, 11 749 vitres et ardoises sont pulvérisées sous les grêlons. Devant l’ampleur du désastre, Louis XVI charge une commission de trois académiciens de rassembler les faits et d’en dresser une carte, ce qui constitue probablement une première dans l’histoire de la météorologie [6]. Les récoltes sont détruites dans de nombreuses régions, après un printemps et un été déjà marqués par la sécheresse et l’échaudage des blés [3 de la série Canal Académies, voir source 8].

Les conséquences économiques s’enchaînent. Les mauvaises récoltes font grimper le prix du blé d’environ 30 pour cent et déclenchent des émeutes de subsistance qui s’étendent de septembre 1788 à juillet 1789 [9]. Les rivières gelées immobilisent les moulins, donc la farine, donc le pain. Les travaux de l’historien Emmanuel Garnier recensent, pour la seule journée du 13 juillet 1789, trois émeutes de subsistance importantes à Paris [10]. Le 14 juillet éclate donc dans une capitale affamée, épuisée par un hiver record et inquiète pour la récolte suivante.

Faut-il en conclure que le froid a fait la Révolution ? Non, et les historiens sérieux s’en gardent bien. Emmanuel Le Roy Ladurie le formule avec prudence : nul ne saurait affirmer que les mauvaises conditions météorologiques de 1788-1789 sont responsables du déclenchement de la Révolution française, qui a des origines économiques, politiques, culturelles et sociales bien plus profondes. Le contexte climatique a néanmoins créé un terreau favorable, un coup de pouce qui a aidé à l’accouchement de la Révolution, selon ses propres termes [8][9]. Le froid n’a pas écrit les cahiers de doléances. Il a rempli les rues.

Cet épisode révèle l’extrême vulnérabilité thermique de la société française de 1789. Un royaume entier, du plus humble laboureur au roi lui-même, dépendait d’une seule et unique technologie de chauffage, la combustion du bois dans un foyer ouvert. Et cette technologie, nous allons le voir, était remarquablement inefficace, y compris au sommet de l’État.

1.2 Versailles, ou le paradoxe du confort royal

On imagine volontiers que le maître de Versailles vivait dans un cocon de chaleur. La réalité documentée est presque inverse : le plus grand château d’Europe était aussi l’un des bâtiments les plus difficiles à chauffer du continent.

Le château comptait au XVIIIe siècle plus d’un millier de cheminées, réparties dans quelque 2 300 pièces [11]. Le chauffage reposait exclusivement sur le bois, le charbon étant réservé aux cuisines [11]. Les archives donnent la mesure de cette logistique : en 1747, le Domaine royal fournissait en bois de chauffage 130 personnes inscrites sur les listes, officiers et institutions, soit environ 985 cordes et 79 000 fagots, quantités portées à 1 270 cordes et 82 000 fagots en 1756 [12]. Le roi donnait gratuitement le bois de chauffage aux officiers et à la famille royale, tandis que les courtisans sans charge devaient s’approvisionner à leurs frais chez un marchand [12]. Le combustible était entreposé sous l’escalier de la cour centrale, dans les sous sols et dans les combles [12].

Le problème n’était pas la quantité de bois brûlé. Il était architectural et culturel. Les cheminées de Versailles avaient été conçues comme des objets d’apparat, des œuvres d’art en marbre destinées à magnifier les salons, bien davantage que comme des équipements thermiques [11]. Or une cheminée ouverte est, par nature, un dispositif au rendement dérisoire : l’essentiel de la chaleur s’échappe par le conduit, qui aspire en retour l’air froid du bâtiment. Les galeries immenses, les pièces en enfilade, les menuiseries peu jointives transformaient le château en un vaste courant d’air. Les refoulements de fumée étaient fréquents, noircissant les décors et rendant certaines pièces irrespirables [11]. Les recherches de l’historienne Pascale Mormiche signalent bien l’existence d’un chauffage indirect par le sol à l’entresol, sous la grande galerie, complété par des braseros, mais ces dispositifs restaient marginaux à l’échelle du bâtiment [12].

Face à ce froid, la cour déployait des trésors d’ingéniosité individuelle que le chroniqueur G. Lenotre a consignés : la marquise de Rambouillet cousait sur son corps une peau d’ours, la maréchale de Luxembourg passait l’hiver dans sa chaise à porteurs entourée de chaufferettes, et le médecin Charles Delorme couchait sur un four en briques, la tête couverte de huit bonnets [12]. Chauffe-mains, chauffe-pieds, paravents, doubles fenêtres intérieures, tapisseries murales et portières matelassées composaient l’arsenal anti froid de l’aristocratie [12]. Lors du grand hiver de 1709, les mémorialistes rapportent que le vin gelait jusqu’à la table du roi [7].

Une solution technique existait pourtant depuis longtemps : le poêle. 

Venu des pays nordiques et germaniques, le poêle en faïence ou en fonte, à foyer fermé, offrait un rendement très supérieur à celui de la cheminée ouverte. Il fit son apparition dans les châteaux français dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, mais suscita peu d’intérêt dans les salons aristocratiques, où on le jugeait commun et disgracieux. Des poêles en fonte furent installés dans les pièces secondaires de Versailles, mais l’élégance l’emporta sur le confort dans les espaces de représentation [11][12]. Ce choix résume tout un rapport d’Ancien Régime à la chaleur : le feu y est un symbole de rang avant d’être un service rendu. La personne la plus titrée entrant dans une pièce jouissait d’ailleurs du privilège de s’asseoir au plus près du foyer [12].

Il y a dans ce Versailles glacial une leçon qui traverse les siècles : la puissance financière ne suffit pas à produire du confort thermique. Sans conception adaptée du bâtiment, sans maîtrise des déperditions et sans pilotage de la chaleur produite, brûler davantage ne réchauffe pas mieux. Le roi de France en faisait l’expérience chaque hiver.

1.3 Le chauffage du peuple : un feu unique pour tout faire

Si le roi avait froid dans son palais, que dire des vingt huit millions de ses sujets ? 

La France de 1789 est un pays rural en majorité. Les statistiques rétrospectives établies pour le milieu du XIXe siècle, soit une France déjà plus urbanisée qu’en 1789, donnent l’ordre de grandeur : vers 1850, 26,4 millions de personnes, soit 75,6% de la population, vivent dans des espaces ruraux, contre 8,5 millions dans des espaces urbains [16]. À la veille de la Révolution, la part rurale était plus élevée encore.

Dans cette France paysanne, le chauffage se confond avec le foyer  : la maison s’organise autour d’un âtre unique, généralement situé dans la pièce commune, qui assure à la fois la cuisson des aliments, le chauffage, l’éclairage d’appoint et le séchage. La cheminée, employée dès l’Antiquité dans le monde méditerranéen et introduite en Gaule à l’époque romaine, s’est imposée comme équipement standard : adossée au mur quand celui-ci est en pierre, placée au centre de la pièce quand la construction est en pans de bois. Dans les grandes fermes à pans de bois de la fin du Moyen-Âge, les constructeurs avaient adopté le principe de la cheminée sarrasine, un foyer central surélevé, ouvert sur ses quatre côtés et surmonté d’une large hotte portée par quatre poteaux [5]. Certaines régions, l’Alsace en particulier, avaient recours à des poêles en céramique dont les formes évoluèrent du XIIIe au XIXe siècle, tandis que le poêle en faïence, attesté dès le Moyen Âge, restait l’apanage des personnes aisées [5].

Concrètement, la vie hivernale du plus grand nombre se concentrait donc dans une seule pièce chauffée, les chambres restant froides, une réalité qui perdurera d’ailleurs très longtemps : dans les immeubles haussmanniens du XIXe siècle encore, on ne chauffait généralement pas les chambres [5]. Le combustible, bois de taillis, fagots, tourbe ou paille selon les régions, dépendait des droits d’usage et des ressources locales. Quand l’hiver 1788-1789 fit geler les rivières et flamber les prix, cette économie de subsistance thermique n’avait aucune marge de manœuvre.

C’est cette France là, celle du feu unique, qui va basculer dans les cent cinquante années suivantes. Car l’histoire du chauffage moderne est indissociable d’un autre mouvement de fond : le déplacement des Français de la campagne vers la ville. L’exode rural, lié à la révolution industrielle, débute dans la première moitié du XIXe siècle et s’accélère à partir des années 1850 [18]. À son maximum, entre 1872 et 1931, le flux net vers les villes atteint en moyenne 125 000 personnes par an [18]. La Première Guerre mondiale amplifie brutalement le phénomène : entre 1911 et 1921, la population rurale diminue de plus de 1,9 million de personnes, soit 8,9%, quand la population urbaine ne recule que de 0,7% [16]. Le basculement symbolique intervient en 1931 : pour la première fois de l’histoire de France, la population urbaine dépasse la population rurale [16][18]. Selon l’INSEE, l’exode rural s’achève pour l’essentiel au milieu des années 1970 [17].

Ce transfert massif change la nature même du problème du chauffage. À la campagne, chaque maison gérait son feu avec ses ressources. En ville, des millions de personnes s’entassent dans des immeubles collectifs de plusieurs étages, sans forêt à proximité, avec des conduits de fumée à multiplier, du combustible à livrer par la rue et des risques d’incendie démultipliés par la densité. Le chauffage cesse d’être une affaire domestique pour devenir un problème d’ingénieur, puis un service urbain. La ville du XIXe et du XXe siècle va donc inventer, par nécessité, le chauffage que Versailles n’avait pas su concevoir : centralisé, distribué, mesuré. Pour comprendre comment, il faut reprendre l’histoire à son commencement.

Partie 2. Du foyer préhistorique au réseau de chaleur : la longue marche du chauffage

2.1 Il y a 400 000 ans : la domestication du feu

Toute l’histoire du chauffage commence par un événement que le préhistorien Henry de Lumley, dans les Comptes Rendus Palevol de l’Académie des sciences, qualifie de formidable moteur d’hominisation : la domestication du feu [1]. Des traces d’utilisation ponctuelle de feux d’origine naturelle existent sur des sites africains très anciens, comme Koobi Fora ou Chesowanja au Kenya, datés d’environ 1,4 million d’années, mais sans foyer aménagé [1]. C’est aux environs de 400 000 ans avant JC qu’apparaissent les premiers foyers construits, entretenus et maîtrisés. 

En Europe, au moins trois sites archéologiques de cette époque, Beeches Pit en Angleterre, Schöningen en Allemagne et Menez Dregan dans le Finistère, montrent une utilisation répétée du feu à travers des silex brûlés et des bois carbonisés [2 du dossier Hominidés, voir source 25]. Sur le site de Terra Amata, près de Nice, le foyer est installé dans une petite cuvette de trente centimètres de diamètre, protégée par une murette de galets : le premier aménagement thermique de l’histoire humaine [1].

De Lumley résume les conséquences : le feu éclaire et prolonge le jour, il permet de pénétrer dans les cavernes, il réchauffe et allonge l’été aux dépens de l’hiver, il ouvre à l’homme les zones tempérées froides de la planète, il permet de cuire la nourriture et de durcir la pointe des épieux. Surtout, autour du foyer se renforce l’esprit de groupe et naissent sans doute les premiers mythes [1]. Le chauffage est donc, littéralement, à l’origine de la vie sociale. Pendant des centaines de milliers d’années, sa technologie ne variera pourtant presque pas : un feu ouvert, au centre de l’habitat, dont la fumée s’échappe par un orifice.

2.2 L’Antiquité : quand Rome et la Corée inventent le chauffage central

Le premier saut technologique majeur intervient dans l’Antiquité, et il est remarquable qu’il se produise indépendamment à deux extrémités du continent eurasiatique.

À l’ouest, c’est l’hypocauste. L’Encyclopædia Universalis le définit comme un procédé de chauffage central par le sol, employé par les architectes romains à l’époque impériale, surtout pour les thermes : un foyer puissant situé à l’extérieur du bâtiment produit de l’air chaud qui circule sous le sol des salles à chauffer, lequel est surélevé au moyen de petites piles ou de murets [3]. Le principe était connu avant Rome, notamment des Grecs, mais ce sont les Romains qui l’ont perfectionné et diffusé à l’échelle d’un empire. L’étude historique publiée en 1927 par la New York Academy of Medicine, qui qualifie le chauffage central romain d’invention ultramoderne, en attribue la mise au point à Sergius Orata vers 100 avant notre ère : le système est mentionné par Pline le Jeune et par Sénèque, puis décrit en détail dans le De architectura de Vitruve, avant de passer des bains publics aux demeures des riches particuliers au début de notre ère [26]. Le plus ancien exemplaire mis au jour a été retrouvé dans le caldarium des thermes de Pompéi, et le dispositif a essaimé jusqu’aux marches septentrionales de l’Empire, en Germanie et en Bretagne romaine, avant de disparaître d’Italie avec le déclin de la puissance romaine [26]. Le dosage de la chaleur se faisait par la proximité et le nombre de foyers communiquant avec l’hypocauste : la salle la plus chaude des thermes, le caldarium, était placée au plus près du feu. Il faut toutefois se garder d’idéaliser le confort antique : comme le rappelle la Bibliothèque nationale de France, la plupart des maisons romaines ne comportaient pas d’autre chauffage qu’un simple brasero, instrument de métal sur pieds dans lequel on entretenait des braises, l’hypocauste restant réservé aux maisons les plus riches et aux bains publics [2]. Le système exigeait d’énormes quantités de bois et une main d’œuvre servile permanente pour entretenir le feu. Déjà, la chaleur de qualité était un marqueur social.

À l’est, la péninsule coréenne développe l’ondol, un chauffage par le sol dont les fumées du foyer, souvent celui de la cuisine, circulent dans des conduits maçonnés sous le plancher avant d’être évacuées. Les travaux de Francis Macouin sur les origines de l’hypocauste coréen, publiés dans la revue Arts asiatiques, et les recherches universitaires qui les prolongent situent l’apparition des premiers systèmes au début de l’ère chrétienne, comme en témoignent les fouilles archéologiques [4]. Le dispositif, cousin du kang chinois, structure encore aujourd’hui l’habitat coréen, où les chambres restent chauffées par le sol, désormais par circulation d’eau chaude [4]. Deux mille ans avant nos planchers chauffants, deux civilisations avaient donc compris la même chose : la chaleur la plus efficace n’est pas celle qui rayonne d’un point, mais celle qui se distribue par les surfaces.

Puis l’Occident oublie. Avec l’effondrement de l’Empire romain, l’hypocauste disparaît d’Europe. Le Moyen Âge repart du feu ouvert.

2.3 Du Moyen Âge aux Lumières : la cheminée, le poêle et un plafond de verre technologique

Le Moyen Âge occidental apporte néanmoins une innovation décisive : la cheminée murale à conduit maçonné, qui adosse le foyer à une paroi et canalise la fumée vers l’extérieur. Employée dès l’Antiquité dans le monde méditerranéen et introduite en France à l’époque romaine, la cheminée reste d’abord un objet purement utilitaire, servant à chauffer et à cuisiner. Au XIIe siècle apparaissent les cheminées décoratives, qui deviendront des pièces maîtresses de l’architecture seigneuriale [5]. Le progrès est réel pour la qualité de l’air intérieur, mais le rendement reste médiocre : le conduit qui évacue la fumée évacue aussi la chaleur.

La vraie alternative vient du nord et de l’est de l’Europe : le poêle à foyer fermé. Les poêles en céramique, ou poêles de faïence, sont attestés dans les pays scandinaves dès le IXe siècle et se diffusent en Allemagne au cours du XIIIe siècle, où les poêles en fer sont à leur tour bien connus vers 1500 [26]. En France, les poêles en céramique alsaciens sont attestés dès le XIIIe siècle, tandis que le poêle en faïence médiéval reste réservé aux personnes aisées [5]. Ces appareils, en confinant la combustion, restituent à la pièce une part bien supérieure de l’énergie du bois. Leur diffusion en France restera pourtant lente et socialement clivée, comme on l’a vu à Versailles, où le poêle fut relégué aux pièces secondaires pour des raisons esthétiques [11][12]. Le Moyen Âge oriental de l’Europe connaît même une expérience de chauffage central : au château de Marienburg, siège de l’ordre Teutonique, des fours souterrains en pierre assurèrent le chauffage centralisé du bâtiment du XIIIe au XVIIe siècle, avec une efficacité telle que le gouvernement prussien les remit en service en 1822 [26]. Côté cheminée, le XVIIe siècle apporte enfin un progrès notable : en 1624, le médecin Louis Savot établit les proportions correctes du foyer, du manteau et du conduit, réduisant la largeur de l’âtre et lissant le conduit pour limiter les fumées, une amélioration mise en œuvre au Louvre [26].

À la veille de la Révolution, le chauffage occidental bute donc sur un plafond de verre technologique : on sait faire du feu, on sait l’enfermer, mais on ne sait ni transporter la chaleur loin de son foyer, ni la réguler à grande échelle. Ces deux verrous vont sauter en l’espace de quelques décennies, et le premier saute en France, dans les années mêmes qui précèdent 1789.

2.4 Bonnemain, le révolutionnaire du chauffage central

L’histoire a retenu peu de noms d’inventeurs du chauffage. Celui de Jean Simon Bonnemain, 1743-1830, mérite pourtant une place de premier rang, que les travaux de l’historienne de l’architecture Emmanuelle Gallo, présentés au deuxième Congrès international d’histoire de la construction à Cambridge, ont rigoureusement documenté [13].

Bonnemain n’est ni un aristocrate ni un académicien : c’est un physicien inventeur installé en région parisienne, à Nanterre, dont la Société d’Histoire locale a retracé le parcours à partir des archives [14]. Son point de départ est étonnant : l’élevage de poussins. Pour faire fonctionner des couveuses artificielles, il lui faut maintenir une température constante pendant des semaines. Il conçoit pour cela, dans les années 1780, un régulateur du feu fondé sur la dilatation différentielle des métaux : une canne bimétallique plongée dans l’eau commande mécaniquement l’arrivée d’air du foyer, donnant ou supprimant de l’air selon le degré d’incandescence et suivant la quantité de chaleur à développer [13][14]. Ce dispositif, protégé par des lettres patentes (l’ancêtre en quelque sorte de nos brevets) enregistrées par le Parlement de Paris sous Louis XVI, est considéré comme le premier thermostat de l’histoire, et son principe à bilame équipe encore des appareils domestiques contemporains [13][14].

Dans le même mouvement, Bonnemain réalise la première installation de chauffage central à eau chaude, fondée sur la circulation naturelle par thermosiphon : l’eau chauffée dans une chaudière monte dans les canalisations, se refroidit dans les pièces à chauffer et redescend vers la chaudière, sans pompe ni moteur. La première installation française de ce type est attribuée à Bonnemain à la fin des années 1770, avec une réalisation de référence au château du Pecq, près de Paris [5][13]. La Bibliothèque nationale de France souligne la portée du principe : c’est celui qui perdure aujourd’hui dans nos chaudières distribuant l’eau chaude vers des radiateurs ou des planchers chauffants [5].

Le destin de Bonnemain croise d’ailleurs directement la Révolution. Les archives de Nanterre montrent qu’en janvier 1794, en pleine Terreur, le citoyen Bonnemain est nommé par le conseil général de sa commune membre de la commission chargée de purifier le salpêtre (le nitrate de potassium, l’ingrédient principal de la poudre à canon) républicain destiné à la poudre des armées de la République [14]. L’homme qui a inventé la régulation thermique participe à l’effort de guerre révolutionnaire : le 14 juillet et le chauffage central appartiennent, très concrètement, à la même génération.

L’invention essaime ensuite bien au-delà des frontières. La chronologie établie par la New York Academy of Medicine relève qu’en 1784, James Watt construit un radiateur à vapeur pour chauffer son propre cabinet de travail, qu’en 1812 Bonnemain introduit le chauffage à eau chaude à Saint Pétersbourg, et qu’en 1818 le marquis de Chabannes applique le système de chauffage à eau chaude de Bonnemain aux locaux commerciaux de la Burlington Arcade à Londres [26]. En quarante ans, le principe né dans un couvoir des environs de Paris s’est installé dans les capitales européennes.

Il y a une ironie historique puissante dans cette simultanéité. Au moment précis où le royaume s’effondre faute, entre autres, d’avoir su nourrir et chauffer son peuple pendant l’hiver 1788-1789, un inventeur des faubourgs de Paris pose les deux fondations du chauffage moderne : la distribution centralisée de la chaleur et sa régulation automatique. Il faudra pourtant plus d’un siècle pour que ces principes se généralisent.

2.5 Le XIXe siècle : la fonte, le charbon et l’industrialisation de la chaleur

Le XIXe siècle transforme les inventions du XVIIIe en industries, porté par deux matériaux : la fonte et la houille.

À partir de la fin du XVIIIe siècle et surtout du début du XIXe, les progrès de la métallurgie permettent de généraliser le poêle en fonte. Contrairement à la tôle des anciens poêles bon marché, la fonte diffuse beaucoup mieux la chaleur, et le succès de l’entreprise Godin, fondée par Jean Baptiste André Godin à Guise, est immédiat : son poêle emblématique sert à la fois au chauffage et à la cuisine [5]. La fonte permet aussi d’industrialiser des appareils mobiles comme la salamandre, cette cheminée sur roulettes que l’on déplace de pièce en pièce [5].

Surtout, le calorifère fait son entrée : un système de chauffage central capable d’assurer, depuis les sous sols, le chauffage d’un édifice entier en distribuant de l’air chaud, de l’eau ou de la vapeur vers les pièces habitées, fonctionnant généralement au charbon [5]. La vapeur, issue des technologies de la machine à vapeur, équipera d’abord les grands bâtiments avant d’être progressivement remplacée par l’eau chaude [5][15]. Le radiateur en fonte, composé d’éléments assemblés, se diffuse dans la seconde moitié du siècle et donne au chauffage central son visage définitif [15]. La conférence de la Cité de l’architecture et du patrimoine consacrée à l’invention du chauffage moderne centralisé montre bien que calorifères à air, systèmes à vapeur et chauffage à eau chaude apparaissent dans des aires géographiques et des contextes différents, avant de se développer en parallèle [15].

Dans les villes en pleine croissance, l’équipement reste toutefois très inégal. Les appartements des immeubles haussmanniens sont chauffés par des cheminées ou des poêles à charbon, d’abord en terre émaillée puis en fonte, avec un conduit de fumée par pièce à chauffer, et l’on ne chauffe généralement pas les chambres [5]. Le confort thermique généralisé n’existe pas encore : il attendra le XXe siècle.

2.6 Le XXe siècle : l’électricité, le réseau, la ville chauffée

Deux ruptures achèvent de faire du chauffage un service moderne : l’énergie électrique et le réseau urbain.

L’électricité devient une source d’énergie disponible pour le chauffage à partir de 1881, dans le sillage de la lampe à incandescence [21]. Dès 1892, la firme Crampton and Co dépose à Londres un brevet de chauffage électrique pour les habitations, dont le coût d’exploitation reste toutefois quatre fois supérieur à celui du chauffage à la vapeur [26]. En 1910, le premier radiateur rayonnant électrique à incandescence, le Paz et Silva, est installé au Grand Hôtel à Paris, même si sa consommation élevée et son confort discutable en limitent d’abord la diffusion [21]. Parallèlement, le chauffage central se standardise au cours du XIXe et du XXe siècle avec la multiplication des sources d’énergie disponibles, avant que l’après 1945 ne voie les chaudières à charbon céder la place aux chaudières au fioul puis au gaz [5][21].

Il faut cependant se garder d’imaginer une diffusion rapide. Les travaux de l’historien Renan Viguié, qui a consacré sa thèse puis un ouvrage de référence à l’histoire du chauffage en France au XXe siècle, montrent qu’au début du siècle la norme, pour la majorité des ménages, est encore d’avoir froid chez soi une bonne partie de l’année : le confort thermique est alors une norme bourgeoise, et les ménages modestes se chauffent peu, voire pas du tout [28]. Le contraste hérité de la France de 1789 persiste sous une forme nouvelle : le monde rural reste dominé par la cheminée et le feu de bois, tandis que la ville adopte le poêle à charbon, l’appareil servant le plus souvent à la fois à chauffer, à cuisiner et à produire l’eau chaude [28]. Au milieu du XXe siècle, le chauffage central n’équipe encore que 15% des logements urbains et 3% des logements hors des villes ; il faudra attendre 1993 pour qu’il équipe 80% des logements français [28]. La chaleur pour tous – en hiver – est une conquête très tardive, achevée il y a à peine plus d’une génération.

L’autre rupture est plus spectaculaire encore : chauffer non plus un bâtiment, mais une ville. Le chauffage urbain à la vapeur est appliqué pour la première fois à grande échelle aux habitations par l’ingénieur Holly à Lockport, dans l’État de New York, au tournant des années 1880 [26]. Dès 1927, la New York Academy of Medicine voyait d’ailleurs dans le chauffage central des grandes villes à partir de sources de production mutualisées le dispositif le plus économique de l’avenir [26]. À Paris, l’idée naît de la modernisation urbaine engagée depuis Haussmann, qui a déjà doté le sous-sol de réseaux d’égouts, d’eau, de gaz puis d’électricité [19]. En 1927 précisément, sous l’égide de l’ingénieur Gaston Gourdeau et du groupe Empain, est créée la compagnie qui deviendra la Compagnie parisienne de chauffage urbain, la CPCU [19]. L’objectif d’époque est explicite : lutter contre la saleté et la très forte pollution de l’air dues au chauffage individuel au charbon et au bois, et limiter les incessants approvisionnements en combustible dans les rues [19]. L’activité démarre à proximité de la gare de Lyon, sur le site d’une ancienne usine électrique du métro, et le tout premier client est la gare elle-même, qui utilise la vapeur pour réchauffer les trains avant leur départ [19][20]. Le réseau atteint 946 mètres lors de sa première mise en service le 1er octobre 1930 ; dès 1939, l’Hôtel de Ville, le Conseil d’État, le Palais Royal et les grands magasins y sont raccordés [19][20]. Le réseau séduit par la fourniture de chaleur sans interruption et par la réduction des risques d’incendie dans les immeubles [20]. Près d’un siècle plus tard, ce réseau dépasse 500 kilomètres de canalisations et alimente environ un quart des bâtiments de la capitale, ce qui en fait le plus important de France [20].

Le chemin parcouru depuis 1789 donne le vertige. En cent cinquante ans, la France est passée du foyer unique de la maison paysanne à la vapeur circulant sous les trottoirs de Paris. Le froid qui avait rempli les rues en juillet 1789 a été, sinon vaincu, du moins repoussé hors de la vie quotidienne urbaine. Mais cette victoire de la production et de la distribution a ouvert un autre chantier, plus discret et jamais refermé : celui du contrôle.

Partie 3. De la flamme à la donnée : la révolution de la régulation

3.1 Produire de la chaleur est un problème résolu, la gouverner ne l’est pas

Si l’on prend du recul sur cette fresque de 400 000 ans, une évidence se dégage : l’humanité a mis très longtemps à savoir produire et transporter la chaleur, mais elle a mis plus longtemps encore à savoir la doser. Versailles brûlait l’équivalent de forêts entières pour des salons restés glacials, non par manque de moyens, mais par absence totale de maîtrise des flux : pas de mesure, pas de consigne, pas de régulation, des émetteurs au rendement dérisoire et un bâtiment ouvert à tous les vents [11][12]. Le problème du roi en 1789 n’était pas la puissance installée. C’était le pilotage.

Le premier à l’avoir compris est précisément Bonnemain. L’idée flottait dans l’air savant depuis longtemps : la chronologie de la New York Academy of Medicine crédite l’inventeur néerlandais Cornelius Drebbel d’une proposition de thermostat dès 1625 [26]. Mais c’est le régulateur du feu de Bonnemain, contemporain de la Révolution, qui introduit concrètement une idée neuve dans l’histoire des techniques : un système de chauffage peut se gouverner tout seul, en comparant en permanence la température réelle à la température voulue et en agissant sur la combustion [13][14]. Le mot même de régulateur, dérivé du latin regulare, régler, annonce selon les textes d’époque l’art de développer, d’augmenter et de conserver la chaleur autant qu’on le désire ou qu’on en a besoin [13]. Autant qu’on en a besoin : tout le chauffage contemporain tient dans ces mots. Au XIXe siècle, Stanislas Sorel prolonge cette lignée avec ses régulateurs de combustion pour chaudières de chauffage central [13]. L’expansion du chauffage central à vapeur puis à eau chaude dans le premier quart du XIXe siècle généralise les systèmes de régulation, avant que l’arrivée de l’électricité domestique, à la fin du siècle, n’ouvre la voie à la quasi-totalité des dispositifs thermostatiques du XXe siècle [13][15].

3.2 Le XXe siècle : du thermostat au bâtiment automatisé

Le XXe siècle est celui de la démocratisation de cette intelligence thermique. Le thermostat d’ambiance se banalise dans les logements, s’associe à des horloges pour programmer les périodes de chauffe, puis à des sondes extérieures pour anticiper les besoins. Le principe reste celui de Bonnemain : mesurer, comparer, agir. Ce qui change, c’est l’échelle et la finesse.

Car dans le même temps, le bâtiment lui-même s’est complexifié. L’immeuble tertiaire de la fin du XXe siècle ne contient plus un foyer, mais des dizaines d’équipements interdépendants : chaudières, sous-stations de réseau de chaleur, centrales de traitement d’air, ventilation, production d’eau chaude sanitaire, puis climatisation et pompes à chaleur. Chacun de ces équipements possède sa propre régulation locale, mais leur coordination d’ensemble suppose un étage supérieur : la gestion technique du bâtiment, qui centralise les mesures, les consignes et les programmations, et son extension normalisée, les systèmes d’automatisation et de contrôle des bâtiments, désignés par l’acronyme anglais BACS.

Ce mouvement, longtemps porté par la seule recherche de performance et de confort, est devenu une exigence réglementaire en France. Le décret n° 2019-771, dit décret tertiaire, impose aux bâtiments à usage tertiaire de plus de 1 000 mètres carrés une réduction progressive de leurs consommations d’énergie, de 40% en 2030 à 60% en 2050 par rapport à une année de référence, avec une déclaration annuelle des consommations sur la plateforme OPERAT gérée par l’ADEME [24]. Le décret n° 2020-887, dit décret BACS, impose quant à lui l’équipement des bâtiments tertiaires en systèmes d’automatisation et de contrôle, en fonction de la puissance des installations de chauffage et de climatisation [23]. Enfin, le décret n° 2023-444 du 7 juin 2023 rend obligatoires les systèmes de régulation de la température pour les systèmes de chauffage et de refroidissement des bâtiments, neufs comme existants, à l’horizon du 1er janvier 2027 [22]. Deux cent quarante ans après le régulateur du feu de Bonnemain, la régulation thermique est passée du statut d’invention de génie à celui d’obligation légale.

3.3 Combien de degrés ? Quand la température devient une norme

Réguler suppose une consigne. Or la question de la température idéale d’un logement est bien plus récente qu’on ne l’imagine, et son histoire, reconstituée par l’historien Renan Viguié dans la revue Flux, éclaire d’un jour nouveau la révolution de la régulation [27]. Comme le souligne la sociologue Elizabeth Shove, citée dans ces travaux, la question de la température de confort ne pouvait se poser qu’à partir du moment où l’on est devenu capable de chauffer, mesurer et maîtriser les ambiances intérieures avec précision [27]. Autrement dit, la norme thermique est fille de la technique de régulation, pas l’inverse.

La courbe des températures préconisées au XXe siècle, établie par Viguié à partir de quatorze recommandations publiées entre 1906 et 2016, raconte cette construction. En 1906, l’ingénieur Gustave Debesson, l’un des premiers présidents de l’association des ingénieurs de chauffage et de ventilation de France, reconnaît qu’il est extrêmement difficile de déterminer le degré de température exact qu’il convient de créer dans nos habitations ; les préconisations de la première moitié du siècle tournent autour de 15° dans la pièce à vivre, et relèvent du bien être et de l’hygiène, avec parfois une dimension morale assumée, comme chez l’ingénieur André Missenard en 1947 [27]. Ces températures, modestes au regard de nos standards, s’adressent d’ailleurs aux catégories favorisées : pour une grande partie de la population, le chauffage reste un luxe [27].

Le tournant survient avec les chocs pétroliers. En 1974, un décret fixe pour la première fois une température maximale de chauffage dans les logements, 20°, ramenée à 19° en moyenne en 1979 par modification du Code de la construction et de l’habitation, avec des sanctions financières définies l’année suivante [27][29]. La température intérieure, affaire privée depuis 400 000 ans, devient un objet de droit. À partir des années 1970, la courbe des préconisations se stabilise entre 19 et 20°, un niveau qui résulte moins d’une vérité physiologique que d’un compromis entre les attentes de confort d’une population désormais massivement équipée, les contraintes économiques et les impératifs d’économie d’énergie [27]. Détail significatif relevé par Viguié : ces 19 à 20° s’imposent dans les discours au moment précis où la moitié des ménages accède au chauffage central, point de rencontre entre une norme de confort et une technologie de masse [27].

Pour l’exploitant de bâtiments d’aujourd’hui, cette histoire a une conséquence très pratique : la consigne de température n’est ni un donné naturel ni un simple réglage technique. C’est une norme construite, discutée et inscrite dans le droit, que la régulation moderne permet enfin de tenir réellement, pièce par pièce et heure par heure, là où le décret de 1974 ne disposait d’à peu près aucun moyen de contrôle dans les logements [27].

3.4 1789, 2026 : la même question, posée autrement

Il serait tentant de conclure que tout oppose le Versailles de 1789 et le bâtiment tertiaire de 2026. En réalité, la question posée est restée identique : comment obtenir la bonne température, au bon endroit, au bon moment, sans gaspiller la ressource ? Ce qui a changé, ce sont les moyens d’y répondre.

En 1789, la seule donnée disponible était la corde de bois : on comptait le combustible entrant, jamais la chaleur utile sortante. Les 985 cordes et 79 000 fagots livrés à Versailles en 1747 mesuraient une dépense, pas une performance [12]. Aujourd’hui, un bâtiment instrumenté produit en continu des données de température par zone, de consommation par usage, de fonctionnement par équipement. La sonde a remplacé le frisson du courtisan comme instrument de mesure. Le pilotage à distance permet d’ajuster les consignes aux horaires réels d’occupation, de détecter une dérive de consommation avant qu’elle ne devienne une facture, de repérer l’équipement qui fonctionne à contretemps. Là où le maître d’hôtel de l’Ancien Régime faisait allumer les foyers avant le réveil du monarque sur la foi de l’habitude [12], l’exploitant contemporain programme des relances de chauffage calées sur l’occupation et la météo, et vérifie le résultat dans la donnée.

C’est le sens profond de cette troisième révolution du chauffage, la moins visible des trois. La première, préhistorique, a domestiqué la flamme. La deuxième, celle des ingénieurs du XVIIIe au XXe siècle, a domestiqué la distribution : eau chaude, vapeur, réseaux, électricité. La troisième, en cours, domestique l’information : elle fait du bâtiment un système mesuré, régulé et piloté dans la durée. Elle ne se voit pas dans le paysage comme les cheminées de Versailles ou les chaufferies de la CPCU, mais son effet est du même ordre de grandeur, car un système de chauffage performant mal piloté reproduit, à sa manière, le paradoxe versaillais : beaucoup d’énergie entrante, peu de confort sortant.

Chez Foorier, où l’audit, la conception d’installations et le pilotage de la performance énergétique constituent le quotidien, cette perspective historique n’a rien d’anecdotique. Elle rappelle que la performance d’un bâtiment ne s’est jamais jouée uniquement dans la puissance de ses équipements, mais dans la qualité de leur gouvernance. Bonnemain régulait un couvoir avec une canne bimétallique ; on régule aujourd’hui des parcs entiers de bâtiments avec des capteurs, des automates et des plateformes de supervision. L’outil a changé d’échelle. Le principe, lui, a deux cent cinquante ans.

Conclusion : le 14 juillet du chauffage

Que retenir de ce parcours ? D’abord, que le 14 juillet 1789 s’inscrit dans un contexte où la chaleur, ou plutôt son absence, pesait sur la vie de la nation entière : un hiver record de 86 jours de gelée à Paris, des rivières gelées, un prix du blé en hausse de 30 pour cent, des émeutes de subsistance jusqu’aux portes de la Bastille [6][9][10]. Ensuite, que la société d’Ancien Régime, du laboureur au roi, était thermiquement démunie non par manque de feu, mais par manque de maîtrise du feu : Versailles et ses centaines de cheminées d’apparat en restent le symbole le plus éloquent [11][12].

L’histoire longue du chauffage éclaire ce constat. Quatre cent mille ans de foyer ouvert [1], deux inventions antiques du chauffage par le sol tombées dans l’oubli occidental [2][3][4][26], une cheminée médiévale plus décorative qu’efficace [5], puis, en quelques générations, l’accélération : le chauffage central à eau chaude et le premier thermostat de Bonnemain à la veille de la Révolution [13][14], la fonte et le calorifère au XIXe siècle [5], l’électricité et le chauffage urbain au XXe [19][20][21][26], portés par une France qui bascule de la campagne à la ville en 1931 [16]. Et il faut garder en tête la leçon des historiens du chauffage : la chaleur pour tous est une conquête achevée à la toute fin du XXe siècle seulement, quand le chauffage central atteint 80 pour cent des logements français [28].

Et aujourd’hui, la révolution continue, mais elle a changé de terrain. Elle ne se joue plus dans la chaufferie : elle se joue dans la mesure, la régulation et le pilotage, désormais inscrits dans le droit français à travers le décret tertiaire, le décret BACS et l’obligation généralisée de régulation [22][23][24]. En 1789, le peuple de Paris a pris une forteresse. En 2026, la forteresse à prendre est plus discrète : c’est le gisement de performance qui dort dans des bâtiments équipés mais non pilotés. Cette prise ne demande ni piques ni canons. Elle demande des données, de la méthode et de la constance. Il était une fois le chauffage ; l’histoire, elle, n’est pas terminée.

Sources

1. Henry de Lumley, « Il y a 400 000 ans : la domestication du feu, un formidable moteur d’hominisation », Comptes Rendus Palevol, volume 5, Académie des sciences, Muséum national d’Histoire naturelle, 2006.
2. Bibliothèque nationale de France, Passerelles, « L’hypocauste : système de chauffage des bains romains ».
3. Encyclopædia Universalis, article « Hypocauste ».
4. Francis Macouin, « Aux origines de l’hypocauste coréen (ondol) », Arts asiatiques ; repris dans « Ondol. L’hypocauste coréen, tradition et mutations d’un système de chauffage », travaux universitaires, Université du Québec à Montréal.
5. Bibliothèque nationale de France, Passerelles, « Le chauffage à travers les âges ».
6. Météo France, « Le 13 juillet 1788 : un orage prérévolutionnaire », rubrique La météo fait l’histoire, avec l’historien Emmanuel Le Roy Ladurie.
7. Météo France, « Le grand hiver 1709 », rubrique La météo fait l’histoire.
8. Canal Académies, Institut de France, série Histoire du climat avec Emmanuel Le Roy Ladurie, épisode « La Révolution française, une révolution climatique ? ».
9. Institut national de l’audiovisuel (INA), « Emmanuel Le Roy Ladurie et les répercussions du dérèglement climatique sur les révolutions », entretiens d’archives.
10. Emmanuel Garnier et Frédéric Surville, Climat et révolutions, éditions Le Croît Vif, 2010, cité par Météo France ; dossier pédagogique de l’académie de Bordeaux, « Le changement climatique, approche historique ».
11. Société des Amis de Versailles, Les Chroniques, « Étonnant Versailles : se chauffer, mission impossible ? » ; communication du château de Versailles sur ses cheminées au XVIIIe siècle.
12. G. Lenotre, Versailles au temps des rois, et Pascale Mormiche, Devenir prince. L’école du pouvoir en France, XVIIe XVIIIe siècles, CNRS Éditions, 2009 ; données d’archives sur la fourniture de bois au château (1747, 1756).
13. Emmanuelle Gallo, « Jean Simon Bonnemain (1743-1830) and the Origins of Hot Water Central Heating », Proceedings of the Second International Congress on Construction History, Cambridge, 2006, archive ouverte HAL SHS.
14. Société d’Histoire de Nanterre, « Jean Simon Bonnemain, Nanterrien, inventeur méconnu et pionnier du chauffage central à eau chaude », dossier documentaire, 2013.
15. Cité de l’architecture et du patrimoine, conférence « L’invention et les évolutions du chauffage moderne centralisé », cycle Les temps modernes du chauffage.
16. Observatoire des Territoires, Agence nationale de la cohésion des territoires, « D’une France rurale à une France urbaine : les conséquences de l’exode rural », rapport 2021 2022.
17. INSEE, « Trente ans de démographie des territoires », Insee Première n° 1483.
18. Encyclopédie Larousse, article « exode rural ».
19. Compagnie parisienne de chauffage urbain (CPCU), « Les origines de la CPCU » et « Origine et histoire des canalisations souterraines à Paris ».
20. DRIEAT Île-de-France, ministère chargé de l’écologie, « Les réseaux de chaleur au cœur des mutations urbaines : l’histoire méconnue du chauffage urbain en Île-de-France » ; France Chaleur Urbaine, service du ministère de la Transition écologique, fiche « Chauffage urbain à Paris ».
21. EDF, « Rétrospective du chauffage électrique ».
22. Décret n° 2023-444 du 7 juin 2023 relatif aux systèmes de régulation de la température des systèmes de chauffage et de refroidissement, Journal officiel du 8 juin 2023, Légifrance.
23. Décret n° 2020-887 du 20 juillet 2020 relatif au système d’automatisation et de contrôle des bâtiments non résidentiels, dit décret BACS, Légifrance.
24. Décret n° 2019-771 du 23 juillet 2019 relatif aux obligations d’actions de réduction de la consommation d’énergie finale dans des bâtiments à usage tertiaire, dit décret tertiaire, Légifrance ; plateforme OPERAT, ADEME.
25. Dossier « La domestication du feu », synthèse des travaux de Nicolas Teyssandier et Claire Gaillard (CNRS), Hominidés, s’appuyant sur les publications du Muséum national d’Histoire naturelle.
26. F. H. Garrison, « The History of Heating, Ventilation and Lighting », Bulletin of the New York Academy of Medicine, volume III, n° 2, février 1927.
27. Renan Viguié, « Une courbe pour bien se chauffer. Les températures de chauffage préconisées au XXe siècle », Flux, n° 121, Éditions Université Gustave Eiffel, 2020.
28. Renan Viguié, Bien au chaud. Histoire du chauffage au XXe siècle, Presses des Mines, 2024 ; recension d’Antoine Fontaine, Flux, n° 135-136, 2024, archive ouverte HAL.
29. Article R. 131-20 du Code de la construction et de l’habitation ; décret n° 74-1025 du 3 décembre 1974, Légifrance.

Revenons aux bases : état des lieux de l’énergie et de l’électricité

L’énergie est ce qui permet à une société de se chauffer, de s’éclairer, de produire et de se déplacer. Depuis le premier feu de bois jusqu’aux fermes solaires de plusieurs gigawatts, l’humanité n’a cessé d’inventer de nouvelles façons de capter et de transformer l’énergie disponible autour d’elle. Chaque source a son histoire, sa puissance, ses atouts et ses limites. 

Cet article passe en revue les grandes familles d’énergie, explique comment elles fonctionnent, ce qu’elles coûtent, ce qu’elles émettent, et quels pays s’appuient sur chacune. Il aborde ensuite les coûts, le stockage, les réseaux, la comptabilité du carbone, le lien entre énergie et développement, puis dresse une vue d’ensemble du mix mondial actuel.

Un rappel utile : puissance, énergie et unités

Deux notions se confondent souvent. La puissance est un débit, elle se mesure en watts. L’énergie est une quantité produite ou consommée dans le temps, elle se mesure en wattheures. Une centrale de 1 000 mégawatts qui fonctionne une heure produit 1 000 mégawattheures. Les ordres de grandeur montent vite. Mille watts font un kilowatt, un million font un mégawatt, un milliard font un gigawatt, mille milliards font un térawatt. À l’échelle d’un pays, on raisonne en térawattheures. La France a produit environ 536 térawattheures d’électricité en 2024.

Une deuxième distinction est essentielle et souvent oubliée. L’électricité n’est qu’une partie de l’énergie consommée. À l’échelle mondiale, elle ne représente encore qu’environ un cinquième de la consommation finale d’énergie. Le reste sert surtout à produire de la chaleur et à faire rouler, voler et naviguer les transports, deux domaines largement dépendants des combustibles fossiles. La chaleur pèse à elle seule près de la moitié de la consommation finale mondiale. Autrement dit, décarboner l’électricité ne résout qu’une fraction du problème. C’est pourquoi la plupart des chiffres de cet article concernent la production d’électricité, sauf mention contraire, tandis que la transition énergétique se joue aussi ailleurs.

Un repère pour finir. En 2024, le charbon restait la première source d’électricité de la planète avec 35 % de la production, suivi par le gaz naturel au delà de 20 %. Pour la première fois depuis les années 1940, les sources bas carbone ont couvert plus de 40 % de la production mondiale d’électricité, précisément 40,9 % en 2024. Un an plus tard, un cap est franchi. En 2025, les renouvelables ont dépassé le charbon dans la production mondiale d’électricité pour la première fois en un siècle, à 33,8 % contre 33,0 %.

Les énergies fossiles : charbon, pétrole, gaz naturel

Le charbon accompagne l’industrie humaine depuis longtemps. Il était déjà brûlé dans la Chine antique et en Europe médiévale, mais son usage change d’échelle au XVIIIe siècle avec la machine à vapeur, puis en 1882 avec les premières centrales électriques. Le pétrole connaît un décalage plus net. Utilisé sous forme de bitume dès l’Antiquité, il ne devient une industrie qu’à partir de 1859, avec les premiers forages en Pennsylvanie menés par Edwin Drake. Le gaz naturel, longtemps considéré comme un sous produit gênant de l’extraction pétrolière, s’impose surtout au XXe siècle avec les réseaux de gazoducs.

Le principe est le même pour les trois. On brûle un combustible carboné, la chaleur produit de la vapeur ou entraîne directement une turbine, et cette turbine fait tourner un alternateur. Le charbon et le gaz servent massivement à produire de l’électricité.

Le pétrole occupe une place à part. Il ne fournit plus que quelques pour cent de la production mondiale d’électricité, mais il reste le roi des transports. Sa densité énergétique élevée, autour de 45 mégajoules par kilogramme, et sa facilité de stockage en font le carburant idéal de la route, de l’aviation et du transport maritime. C’est aussi une matière première majeure de la pétrochimie, des plastiques aux engrais. Sa domination dans la mobilité explique pourquoi la transition énergétique reste inachevée hors du secteur électrique.

Côté puissance et rendement, les centrales à charbon convertissent en général entre 33 % et 40 % de l’énergie du combustible en électricité. Les centrales à gaz à cycle combiné font mieux, jusqu’à 60 %, car elles récupèrent la chaleur des gaz d’échappement pour alimenter une seconde turbine. Ces centrales sont pilotables, autrement dit elles produisent à la demande. En 2024, le facteur de charge moyen du parc charbon américain était de 42 % et celui du gaz de 60 %.

Sur le plan économique, les fossiles ont longtemps été imbattables. Une centrale à gaz coûte peu à construire, de l’ordre de 1 000 dollars par kilowatt, et se monte en un à trois ans. Leur talon d’Achille est le combustible, qui pèse lourd dans le coût final et varie au gré des marchés. À l’inverse, le charbon coûte plus cher à construire et reste très polluant.

Sur le plan climatique, les fossiles dominent nettement les émissions. Selon le GIEC, sur l’ensemble du cycle de vie, le charbon émet une médiane de 820 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure et le gaz à cycle combiné environ 490 grammes. À cela s’ajoutent d’autres pollutions. La combustion du charbon libère des particules fines, du dioxyde de soufre et des oxydes d’azote, avec un effet direct sur la qualité de l’air et la santé. Le gaz émet moins de particules, mais les fuites de méthane en amont pèsent lourd. Selon l’Agence internationale de l’énergie, le secteur de l’énergie a rejeté environ 145 millions de tonnes de méthane en 2024, soit plus du tiers des émissions de méthane d’origine humaine, dont près de 45 millions pour le pétrole et près de 35 millions pour le gaz. Le méthane est responsable d’environ 30 % de la hausse des températures depuis la révolution industrielle.

Leurs atouts expliquent leur domination persistante. Les fossiles sont denses en énergie, faciles à stocker et à transporter, et pilotables. Ils occupent aussi peu d’espace au sol par unité d’énergie produite, un avantage rarement mis en avant. Leurs limites sont désormais bien identifiées. Ce sont des ressources finies, soumises à des tensions géopolitiques sur les prix, et responsables de la majeure partie des émissions du secteur énergétique. Leur avantage économique s’érode enfin. En 2024, l’électricité solaire était en moyenne 41 % moins chère que l’option fossile la moins coûteuse, et l’éolien terrestre 53 % moins cher.

Quels pays s’appuient dessus. 

En 2024, le charbon fournissait près de 60 % de l’électricité en Chine et environ les trois quarts en Inde. Ces deux pays concentrent l’essentiel de la production charbonnière mondiale. 

En Europe, deux pays restent très dépendants du charbon : 

• La Pologne en tirait encore autour de 60 % de son électricité, avec l’une des intensités carbone les plus élevées du continent, proche de 660 grammes de CO2 par kilowattheure. 
• L’Allemagne, malgré un fort développement des renouvelables, conservait une part de charbon notable et une intensité carbone autour de 380 grammes en 2023, très supérieure à celle de la France. 

Ces deux pays concentraient à eux seuls la majeure partie du charbon électrique de l’Union européenne. Fait notable, en 2025, la production fossile a reculé pour la première fois de ce siècle à la fois en Chine et en Inde, sous l’effet de l’essor du solaire et de l’éolien. Le gaz domine aux États-Unis, où il représente plus de 40 % de l’électricité.

Le nucléaire

La radioactivité est découverte à la fin du XIXe siècle, avec les travaux de Becquerel en 1896 puis ceux de Pierre et Marie Curie. La fission de l’uranium est démontrée en 1938. Le premier réacteur nucléaire de l’histoire est expérimental. Le 2 décembre 1942, à Chicago, l’équipe d’Enrico Fermi obtient la première réaction en chaîne contrôlée avec la pile Chicago Pile 1, un empilement de blocs de graphite et d’uranium installé sous les gradins d’un stade. Sa puissance ne dépassait pas quelques centaines de watts et son but était militaire, dans le cadre du projet Manhattan. L’usage civil viendra ensuite. La première centrale raccordée à un réseau ouvre à Obninsk, en Union soviétique, en 1954, et la première centrale commerciale, Calder Hall au Royaume Uni, entre en service en 1956.

Le principe repose sur la fission des noyaux d’uranium. Cette réaction dégage une chaleur intense qui transforme de l’eau en vapeur, laquelle entraîne une turbine et un alternateur. Le réacteur ne brûle rien, il exploite l’énergie contenue dans le noyau atomique. Cette énergie est colossale à masse égale. Le combustible nucléaire contient de l’ordre d’un million de fois plus d’énergie par kilogramme que le charbon, même si un réacteur n’en exploite qu’une fraction. Cette densité explique la faible quantité de matière requise et la faible emprise au sol.

Le rendement thermique d’une centrale nucléaire est proche de 33 %, comparable à celui d’une centrale thermique classique. Sa vraie force est ailleurs. Le nucléaire affiche le meilleur facteur de charge de toutes les sources, à 92,3 % aux États-Unis en 2024. Autrement dit, un réacteur produit de l’électricité presque en continu, ce qui en fait une source de base très fiable.

Sur le plan économique, le nucléaire inverse la logique des fossiles. Il coûte très cher à construire, avec un coût dépassant souvent 7 000 dollars par kilowatt, mais peu à faire tourner, car le combustible pèse peu dans le coût final. L’exemple français est parlant. Si le Plan Messmer a permis de sortir 6 à 7 centrales en France par an dans les années 70, le développement de l’EPR Flamanville montre que le saut technologique n’a pas accéléré les chantiers !

Sur le climat, le nucléaire figure parmi les sources les plus sobres en carbone. La médiane du GIEC sur cycle de vie est de 12 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure, au même niveau que l’éolien. Depuis 1971, le nucléaire a évité l’émission de 72 milliards de tonnes de CO2 en remplaçant des centrales au charbon, au gaz ou au fioul. Ses pollutions sont d’une autre nature. La production de déchets radioactifs à vie longue impose une gestion sur des milliers d’années, et le risque d’accident grave, même faible, a des conséquences majeures.

Après des années de blocage politique, le nucléaire connaît un regain d’intérêt. Sa production mondiale devait atteindre un niveau record en 2025. Le parc compte près de 420 réacteurs, et plus de 70 gigawatts de nouvelle capacité sont en construction, l’un des niveaux les plus élevés des trente dernières années. Plus de quarante pays soutiennent aujourd’hui un développement du nucléaire, un intérêt au plus haut depuis les chocs pétroliers des années 1970. Les petits réacteurs modulaires suscitent une attention particulière, avec des premières unités commerciales attendues autour de 2030.

Quels pays s’appuient dessus. 

La France est le pays le plus emblématique. En 2024, le nucléaire y a fourni 67,4 % de l’électricité, après un net redressement de la production, passée de 279 térawattheures en 2022 à 361,7 térawattheures en 2024. 

La Chine construit aujourd’hui le plus grand nombre de réacteurs et devrait dépasser les États-Unis et l’Europe en capacité installée dès 2030.

L’hydraulique

L’énergie de l’eau est l’une des plus anciennes exploitées. Les roues à eau des civilisations antiques, en Mésopotamie, en Égypte et en Chine, servaient déjà à moudre le grain. La première centrale hydroélectrique du monde est construite en 1882, la même année que les premières centrales à charbon. L’hydraulique est donc entrée très tôt dans l’ère électrique, sans décalage notable entre la maîtrise du principe et son exploitation.

Le principe est direct. L’eau retenue par un barrage, ou détournée par une conduite, tombe et entraîne une turbine reliée à un alternateur. Plus la chute est haute et le débit important, plus la puissance est grande.

L’hydraulique est la plus efficace des sources connues. Les meilleures installations convertissent près de 90 % de l’énergie de l’eau en électricité, car le flux est dirigé directement sur les turbines. Certaines centrales, dites de pompage turbinage, servent aussi de stockage. Elles remontent l’eau vers un réservoir supérieur aux heures creuses, puis la relâchent aux heures de forte demande.

Au niveau du climat, l’hydraulique est sobre, avec une médiane de 24 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure selon le GIEC. Ce chiffre reste faible, tout en étant environ deux fois plus élevé que celui du nucléaire, à 12 grammes. Il masque aussi une variabilité importante. Les réservoirs en zone tropicale peuvent émettre du méthane par décomposition de la matière organique immergée. Les grands barrages ont enfin des effets locaux marqués, sur les écosystèmes des rivières et sur les populations déplacées.

Ses atouts sont réels. C’est une source renouvelable, pilotable et durable dans le temps, capable de rendre des services de stabilité au réseau. Sa principale limite est géographique. On ne construit un barrage que là où le relief et l’eau le permettent, et les meilleurs sites sont souvent déjà équipés.

Quels pays s’appuient dessus. L’hydraulique reste la première source renouvelable d’électricité au monde, avec 14,3 % de la production mondiale en 2024. La Norvège en tire l’essentiel de son électricité, le Canada plus de 60 % de la sienne, et le Brésil s’appuie largement sur ses grands fleuves. En France, l’hydraulique a connu en 2024 son meilleur niveau depuis 2013, à 74,7 térawattheures, grâce à des précipitations abondantes.

La biomasse et le bois

Le bois est la plus ancienne source d’énergie contrôlée par l’homme. Il est brûlé depuis la préhistoire pour se chauffer, cuire les aliments et travailler les métaux. Il n’y a donc aucun décalage entre sa découverte et son usage, puisque la maîtrise du feu se confond avec les débuts de l’humanité. La biomasse moderne élargit ce principe ancien à d’autres matières, résidus agricoles, déchets forestiers et biogaz.

Le principe reste la combustion. On brûle de la matière organique pour produire de la chaleur, utilisée directement ou convertie en électricité via une turbine à vapeur. Le biogaz, issu de la fermentation de déchets, alimente aussi des moteurs et des chaudières. Le bois a une densité énergétique modeste, autour de 15 mégajoules par kilogramme, bien inférieure à celle des fossiles.

La puissance dépend fortement de l’installation. Les rendements électriques de la biomasse sont modestes, souvent comparables ou inférieurs à ceux des centrales thermiques classiques.

Le bilan carbone de la biomasse fait débat. La médiane du GIEC pour la biomasse dédiée est d’environ 230 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure. La biomasse est souvent présentée comme neutre en carbone, au motif que le CO2 émis à la combustion a été absorbé par la plante durant sa croissance. Cette neutralité n’est vérifiée que si la ressource est réellement renouvelée et gérée durablement. Dans le cas contraire, la combustion libère du carbone plus vite qu’il n’est reconstitué. La combustion du bois émet par ailleurs des particules fines, et l’usage traditionnel de la biomasse pour la cuisson dans les pays en développement représente une source majeure de pollution de l’air intérieur.

Ses atouts sont la valorisation des déchets, une production pilotable et un ancrage local. Ses limites tiennent à la concurrence sur les usages des terres et de la forêt, aux émissions de particules et à la question de la durabilité réelle de la ressource.

Quels pays s’appuient dessus. À l’échelle mondiale, la bioénergie et les déchets représentaient environ 3 % de la production électrique en 2024. Le bois de chauffage reste central dans de nombreux pays en développement. Les pays nordiques, comme la Suède et la Finlande, exploitent largement les résidus de leur industrie forestière.

L’éolien

L’énergie du vent est utilisée depuis des siècles pour la navigation et pour les moulins. Sa conversion en électricité est plus récente. En 1887, l’universitaire écossais James Blyth construit la première éolienne produisant de l’électricité, et le Danois Poul la Cour développe la technologie à partir de 1891. Le passage à grande échelle attendra toutefois la fin du XXe siècle, avec les premières fermes des années 1980 et le premier parc en mer, à Vindeby au Danemark, en 1991.

Le principe est mécanique. Le vent fait tourner les pales d’un rotor, dont le mouvement est transmis à un alternateur. L’énergie récupérée dépend de la vitesse du vent, élevée à la puissance trois, ce qui explique la recherche de sites très ventés.

La physique impose une limite. Une éolienne ne peut extraire au mieux qu’environ 59 % de l’énergie du vent, c’est la limite de Betz. En pratique, les machines modernes s’en approchent partiellement. Le facteur de charge moyen de l’éolien terrestre était de 34 % aux États-Unis en 2024, l’éolien en mer atteignant des valeurs plus élevées grâce à des vents plus réguliers. L’éolien a aussi une faible densité de puissance au sol, de l’ordre de un à deux watts par mètre carré, bien loin des centaines de watts d’une centrale thermique, ce qui explique l’étalement des parcs.

Sur le climat, l’éolien est l’une des sources les plus sobres, avec une médiane de 11 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure pour l’éolien terrestre. Ses effets portent surtout sur le paysage et sur la faune volante. Un point mérite attention, la fin de vie des pales. Faites de composites de fibre de verre et de résine époxy, elles sont difficiles à recycler et finissent souvent enfouies. Avec un parc vieillissant, le volume de pales à traiter augmente, ce qui pousse la recherche vers de nouvelles filières de recyclage.

Une limite plus structurelle mérite d’être posée clairement, l’intermittence. Le vent ne souffle pas à la demande. Les renouvelables intermittentes affichent un coût carbone très favorable quand elles tournent, mais elles imposent des moyens complémentaires pour assurer la continuité de la fourniture. Tant que le stockage de l’électricité n’est pas déployé à grande échelle, ces sources doivent être adossées à des capacités pilotables, souvent au gaz ou au charbon. Le cas allemand illustre l’enjeu. Après l’arrêt de son dernier réacteur en avril 2023, l’Allemagne conserve une part de charbon et prévoit de construire environ 20 gigawatts de nouvelles centrales au gaz pour sécuriser son réseau. Son électricité affiche une intensité carbone autour de 380 grammes de CO2 par kilowattheure, plusieurs fois celle de la France, restée sous les 25 grammes grâce à son socle nucléaire et hydraulique. Le débat reste vif, car les émissions allemandes ont malgré tout baissé sous l’effet des renouvelables, mais le principe demeure. Une électricité fiable et bas carbone suppose de combiner intermittent et pilotable, ou de disposer d’un stockage massif.

Quels pays s’appuient dessus. 

L’éolien fournissait 8,1 % de l’électricité mondiale en 2024. Le Danemark en tire une part majeure de son mix, l’Allemagne et le Royaume Uni ont développé de vastes parcs, et la Chine ajoute chaque année davantage de capacité que le reste du monde réuni. Plusieurs voisins de la France, dont la Belgique et l’Allemagne, complètent d’ailleurs leur production renouvelable par des importations massives d’électricité française, largement d’origine nucléaire, comme l’illustrent les 89 térawattheures exportés par la France en 2024.

Le solaire : photovoltaïque et thermique

L’effet photovoltaïque est découvert par le physicien français Edmond Becquerel en 1839. Il faudra attendre 1954 pour que les laboratoires Bell mettent au point la première cellule au silicium réellement exploitable. Plus d’un siècle sépare donc la découverte du phénomène de son application pratique. Le déploiement de masse est encore plus tardif, porté à partir des années 2000 par la chute des coûts.

Il existe deux grandes voies. Le photovoltaïque convertit directement la lumière en électricité grâce à des cellules semi conductrices. Le solaire thermique, lui, capte la chaleur du soleil pour produire de l’eau chaude ou, dans les centrales à concentration, de la vapeur qui entraîne une turbine.

Le rendement d’un panneau photovoltaïque commercial se situe aujourd’hui autour de 20 %, c’est la part de l’énergie lumineuse convertie en électricité. Un facteur souvent ignoré vient nuancer ce chiffre, la chaleur. Contrairement à l’intuition, un panneau produit moins quand il chauffe. Au delà de 25 degrés, son rendement baisse d’environ 0,3 à 0,5 % par degré supplémentaire. Par forte chaleur, la surface d’un panneau peut dépasser 60 degrés, ce qui entraîne des pertes notables. Les régions très ensoleillées mais brûlantes ne sont donc pas toujours les plus performantes au watt installé. Comme l’éolien, le solaire dépend enfin de la ressource. Le facteur de charge moyen du solaire américain était de 23 % en 2024, car un panneau ne produit ni la nuit ni par ciel couvert.

Sur le plan économique, le solaire a connu la chute de coûts la plus spectaculaire de toutes les sources. Le coût d’une installation à grande échelle est tombé autour de 700 dollars par kilowatt dans les marchés les plus compétitifs. Sa modularité est unique, du panneau de toit à la ferme de plusieurs gigawatts.

Sur le climat, le solaire est sobre sur son cycle de vie, avec une médiane du GIEC autour de 41 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure pour le photovoltaïque en toiture, et 27 grammes pour le solaire à concentration. Ses émissions proviennent surtout de la fabrication des panneaux, dépendante de l’électricité utilisée en usine. La fin de vie des modules et l’usage de certains matériaux posent des questions de recyclage.

Ses atouts sont une modularité totale, une baisse continue des coûts et une absence d’émissions en fonctionnement. En 2024, le solaire coûtait en moyenne 0,043 dollar par kilowattheure, juste derrière l’éolien terrestre. Sa limite est l’intermittence, plus prévisible que le vent mais bien réelle. Elle est de plus en plus compensée par les batteries, dont le prix a chuté d’environ 93 % depuis 2010, et a encore baissé de 45 % au cours de la seule année 2025.

Le solaire est devenu le moteur de la transition. Sa production a doublé en trois ans pour dépasser 2 000 térawattheures en 2024, et il reste la source dont la production croît le plus vite, pour la vingtième année consécutive. En 2025, il a dépassé l’éolien pour la première fois au niveau mondial, avec 2 778 térawattheures. La capacité installée mondiale a atteint environ 2,2 térawatts fin 2024, et la Chine à elle seule a dépassé le térawatt de capacité au printemps 2025. Les Émirats et plusieurs pays du Golfe misent aussi fortement sur de grandes centrales solaires.

La géothermie

La chaleur de la Terre est utilisée depuis l’Antiquité pour le thermalisme. Sa conversion en électricité est démontrée en 1904 à Larderello, en Italie, où le prince Piero Ginori Conti alimente cinq ampoules à partir de vapeur naturelle. La première centrale géothermique commerciale au monde y est construite peu après, autour de 1911 à 1913. Le principe est donc éprouvé depuis plus d’un siècle.

Le fonctionnement dépend du contexte. Là où la vapeur naturelle est accessible, elle entraîne directement une turbine. Ailleurs, on injecte de l’eau dans des roches chaudes en profondeur pour la récupérer sous forme de vapeur. La géothermie de surface, à basse température, sert quant à elle au chauffage des bâtiments.

La géothermie électrique offre un atout rare parmi les renouvelables. Comme le nucléaire, elle fonctionne en continu, indépendamment de la météo, ce qui lui confère un facteur de charge élevé. Sa puissance reste limitée par la disponibilité des ressources chaudes.

Sur le climat, elle est sobre, avec une médiane du GIEC de 38 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure. Certaines installations libèrent des gaz dissous dans les fluides géothermaux, ce qui explique une part de cette valeur. Le forage profond peut aussi, dans de rares cas, induire une sismicité locale.

Ses atouts sont une production continue et bas carbone et une faible emprise au sol. Cette régularité lui vaut un intérêt nouveau. Le secteur technologique cherche des sources fiables pour ses centres de données, ce qui contribue à relancer la géothermie avancée, aux côtés du nucléaire. Sa limite majeure reste géographique. La géothermie électrique n’est rentable que dans les zones volcaniques ou à fort gradient thermique.

Quels pays s’appuient dessus. L’Islande est le cas le plus connu, avec une part importante de son électricité et de son chauffage d’origine géothermique. Les États-Unis disposent du plus grand parc installé au monde. L’Indonésie, les Philippines et la Turquie exploitent aussi largement cette ressource.

Les énergies marines : marémotrice et houlomotrice

L’idée d’exploiter la mer est ancienne. Des moulins à marée fonctionnaient déjà au Moyen Âge sur les côtes atlantiques. La production d’électricité à partir des marées ne se concrétise qu’au XXe siècle. L’usine marémotrice de la Rance, en France, est mise en service en 1966. Elle reste l’une des plus grandes du monde, avec une puissance installée de 240 mégawatts. L’énergie des vagues, dite houlomotrice, est encore largement au stade de la recherche et des démonstrateurs.

Les principes diffèrent. Le marémotrice exploite la différence de niveau entre marée haute et marée basse, en faisant passer l’eau à travers des turbines. Le houlomotrice capte le mouvement des vagues à l’aide de flotteurs ou de colonnes d’eau oscillantes. Les hydroliennes, elles, utilisent les courants marins comme une éolienne utilise le vent.

La puissance disponible dans les océans est considérable, mais son exploitation reste difficile. Les installations sont soumises à un environnement corrosif et à des efforts mécaniques importants, ce qui pèse sur les coûts et la maintenance.

Sur le climat, les technologies marines affichent des émissions faibles sur leur cycle de vie, du même ordre que l’hydraulique, même si les estimations restent incertaines faute d’un parc mondial important. Leurs effets portent surtout sur les écosystèmes côtiers.

Leur atout principal est la prévisibilité. Les marées suivent un cycle connu à l’avance, contrairement au vent et au soleil. Leurs limites sont le coût, la maturité technologique encore faible et le petit nombre de sites favorables.

Quels pays s’appuient dessus. 

À l’échelle mondiale, les énergies marines ne représentent qu’une fraction infime de la production. La France, avec la Rance, et le Royaume Uni, avec ses centres d’essais, figurent parmi les pays les plus actifs sur ce terrain.

L’hydrogène, un vecteur plus qu’une source

Un point de vocabulaire s’impose. L’hydrogène n’est pas une source d’énergie primaire comme le charbon ou le vent. C’est un vecteur, autrement dit un moyen de stocker et de transporter de l’énergie produite ailleurs. L’électrolyse de l’eau est démontrée dès 1800, et la pile à combustible est inventée par William Grove en 1839. L’usage industriel de l’hydrogène est ancien, mais son rôle dans la transition énergétique est récent.

Le principe est double. Pour fabriquer de l’hydrogène, on sépare la molécule d’eau en hydrogène et oxygène grâce à de l’électricité, c’est l’électrolyse. Pour restituer l’énergie, une pile à combustible recombine l’hydrogène avec l’oxygène de l’air et produit de l’électricité, en ne rejetant que de l’eau.

Le bilan carbone de l’hydrogène dépend entièrement de la façon dont il est produit. On distingue plusieurs couleurs par convention. L’hydrogène gris, issu du gaz naturel, est aujourd’hui le plus courant et émet beaucoup de CO2. L’hydrogène bas carbone, produit par électrolyse à partir d’électricité décarbonée, n’émet presque rien. La chaîne de conversion entraîne toutefois des pertes importantes, ce qui réduit le rendement global.

Ses atouts sont sa capacité à stocker de l’énergie sur de longues durées et à décarboner des usages difficiles à électrifier, comme l’industrie lourde ou certains transports. Ses limites sont le coût, le faible rendement de la chaîne complète et le fait que la majeure partie de l’hydrogène produit reste aujourd’hui d’origine fossile.

L’hydrogène n’a donc pas de part dans le mix électrique au sens des autres sources. Il constitue plutôt un maillon complémentaire des systèmes énergétiques futurs, en cours de développement dans l’Union européenne, en Chine et dans plusieurs pays exportateurs d’énergie.

Et demain : la fusion nucléaire

Une source d’avenir mérite d’être citée, la fusion. Elle consiste non pas à casser des noyaux lourds, comme la fission, mais à fusionner des noyaux légers, comme le fait le Soleil. Elle promet une énergie abondante, sans déchets à vie longue comparables à ceux de la fission et sans risque d’emballement. Le projet international ITER, installé à Saint Paul lez Durance dans le sud de la France, réunit trente cinq pays pour démontrer la faisabilité de la fusion en confinant un plasma porté à environ 100 millions de degrés. 

Les échéances restent lointaines. La première réaction de plasma a été repoussée au milieu des années 2030, et une exploitation industrielle n’est pas attendue avant le milieu du siècle au plus tôt. La fusion ne jouera donc aucun rôle dans le mix avant longtemps, mais elle reste un horizon de recherche majeur.

Figure 1. Émissions de gaz à effet de serre sur le cycle de vie, valeurs médianes. Source : GIEC, 5e Rapport d’évaluation, Groupe III, Annexe III (2014).

Le coût, nouveau moteur de la transition

Comprendre le coût d’une source suppose de distinguer trois choses. Le coût de construction, appelé capital ou CAPEX, correspond au chantier. Le coût d’exploitation, ou OPEX, couvre le fonctionnement et l’entretien. Le combustible s’ajoute pour les sources qui en consomment. Cette structure explique des comportements très différents. Le nucléaire coûte cher à bâtir mais son combustible pèse peu, ce qui le rend peu sensible au prix de l’uranium. Le gaz coûte peu à bâtir mais dépend fortement du prix du combustible. Le solaire et l’éolien n’ont pas de combustible, mais leur production dépend de la météo.

Pour comparer les sources, on utilise le coût moyen actualisé de l’électricité, ou LCOE, qui rapporte l’ensemble des coûts à l’énergie produite sur la durée de vie. Sur ce critère, la bascule est nette. En 2024, 91 % des nouvelles capacités renouvelables à grande échelle produisaient une électricité moins chère que l’option fossile la moins coûteuse. L’éolien terrestre menait le classement, à 0,034 dollar par kilowattheure, devant le solaire à 0,043 dollar et l’hydraulique à 0,057 dollar. Ce coût actualisé ne dit toutefois pas tout, car il ignore le coût du système, à savoir le stockage et les réseaux nécessaires pour intégrer des sources variables.

Deux prix complètent le tableau. Le prix payé par le consommateur d’abord. Dans l’Union européenne, le prix moyen de l’électricité des ménages tournait autour de 0,29 euro par kilowattheure au second semestre 2024, avec de forts écarts, de l’ordre de 0,10 euro en Hongrie à près de 0,40 euro en Allemagne. Le prix du carbone ensuite. Le marché européen des quotas, le système ETS, met un prix sur chaque tonne de CO2 émise par les producteurs. Ce prix a évolué entre 60 et 90 euros la tonne sur la période 2024 et 2025. Quand une centrale fossile fixe le prix de gros de l’électricité, ce coût du carbone se répercute sur la facture, ce qui relie directement la comptabilité du carbone et l’économie de l’énergie.

Produire et consommer au même instant : la courbe du canard

L’électricité a une particularité contraignante. Elle doit être consommée à l’instant où elle est produite, car elle se stocke mal à grande échelle. Or produire beaucoup ne sert à rien si personne ne consomme au même moment. Le solaire en offre l’illustration la plus nette. En milieu de journée, quand le soleil est au plus haut, les panneaux produisent en abondance, souvent plus que nécessaire. Le soir venu, la production s’effondre au coucher du soleil, juste au moment où la consommation domestique repart à la hausse avec le retour au foyer, l’éclairage et la cuisson. Le système doit alors compenser en quelques heures une chute de production et une montée de la demande.

Les gestionnaires de réseau ont donné un nom imagé à ce phénomène, la courbe du canard. Le terme a été introduit en 2013 par l’opérateur du réseau californien CAISO. Quand on soustrait la production solaire de la demande, la courbe de charge restante prend la forme d’un dos de canard, creusée à midi et remontant brutalement le soir. Plus le solaire se développe, plus le creux se creuse et plus la remontée du soir devient raide. La Californie et l’Allemagne connaissent déjà ce profil, et la France le voit apparaître à mesure que son parc solaire grandit.

Ce décalage a deux conséquences. D’abord, une partie de la production solaire de mi journée peut être perdue faute de preneur, c’est l’écrêtement déjà évoqué, qui a atteint 1,7 térawattheure en France en 2024. Ensuite, il faut mobiliser très vite des moyens pilotables au coucher du soleil, souvent au gaz, pour couvrir le pic du soir. À l’échelle d’un bâtiment, la même logique s’applique. Un immeuble équipé de panneaux produit surtout au milieu de la journée, alors que ses besoins peuvent culminer à d’autres heures. Sans stockage ni pilotage de la demande, une part de cette production reste inexploitée. C’est précisément ce décalage entre production et consommation que le stockage et le pilotage cherchent à résorber.

Le stockage, chaînon décisif

Le talon d’Achille des renouvelables intermittents variables est le décalage entre production et besoin. Le stockage vise à combler ce décalage, et plusieurs technologies coexistent.

Le pompage turbinage domine encore très largement le stockage mondial. Il consiste à remonter de l’eau vers un réservoir supérieur quand l’électricité est abondante, puis à la turbiner quand elle manque, avec un rendement de cycle d’environ 70 à 80 %. C’est une solution mature, de grande capacité, mais dépendante du relief.

Les batteries connaissent l’essor le plus rapide. Adaptées aux durées courtes, de quelques heures, elles affichent un rendement de cycle élevé et un coût en chute libre. Le prix des batteries a baissé d’environ 93 % depuis 2010 et a encore reculé de 45 % en 2025. Couplées au solaire, elles permettent de déplacer une partie de la production du milieu de journée vers les heures sans soleil, transformant peu à peu un solaire de journée en un solaire disponible à d’autres moments.

Deux autres voies complètent le tableau. L’hydrogène vise le stockage de longue durée, malgré un rendement faible. Le stockage thermique conserve la chaleur pour la restituer plus tard, utile dans l’industrie et les centrales à concentration. Aucune de ces solutions ne suffit seule, mais leur combinaison est la clé pour absorber la variabilité du vent et du soleil.

Les réseaux, colonne vertébrale du système

On oublie souvent que l’électricité doit être transportée et équilibrée en permanence, car elle se stocke difficilement à grande échelle. Les réseaux assurent cette mission. Ils relient les centres de production aux lieux de consommation, encaissent les variations, et permettent aux pays d’échanger leurs surplus. La France a ainsi exporté un volume record de 89 térawattheures en 2024, évitant près de 20 millions de tonnes de CO2 chez ses voisins en remplaçant leur production fossile.

Le développement des renouvelables met les réseaux sous tension. Les files d’attente de raccordement s’allongent, la construction de nouvelles lignes prend des années, et il arrive que de l’électricité renouvelable soit perdue faute de capacité ou de demande au bon moment. Ce phénomène, appelé écrêtement, a atteint 1,7 térawattheure en France en 2024, contre 0,6 l’année précédente. Renforcer et moderniser les réseaux est donc aussi important que construire des moyens de production.

Ce qui fait grimper la demande : développement économique dans le monde

L’énergie est d’abord un levier de développement. 

La demande mondiale d’électricité augmente vite, et derrière les chiffres, une cause domine toutes les autres, le développement économique. Quand un pays s’industrialise, équipe ses foyers et raccorde sa population au réseau, sa consommation grimpe mécaniquement. Ce mouvement ne se joue plus dans les économies avancées, où la demande stagne, mais dans les pays émergents, moteurs du rattrapage mondial. Deux exemples le résument mieux que tout. La Chine illustre le lien direct entre développement et demande. En 2024, elle a représenté à elle seule 54 % de la hausse mondiale de la demande d’électricité, et elle consomme désormais plus d’un tiers de l’électricité de la planète. Sa demande a progressé d’environ 7 % en 2024, plus vite que son économie, sous l’effet de son industrialisation et de sa montée en gamme. L’image la plus parlante, sur les cinq prochaines années, la Chine ajoutera à elle seule une demande équivalente à la consommation actuelle de toute l’Union européenne. L’Inde et les économies émergentes prennent le relais. Ensemble, les pays émergents et en développement concentrent environ 80 à 85 % de la croissance mondiale de la demande d’électricité, ce qui montre que le moteur est bien le rattrapage économique. L’Inde en est le cas le plus net, avec la plus forte croissance parmi les grandes économies, autour de 6 % par an. En trois ans, elle ajoute une demande proche de la consommation actuelle du Royaume Uni, portée par son activité économique et l’équipement croissant des ménages en climatiseurs. 

L’accès à l’électricité conditionne l’éclairage pour étudier le soir, la conservation des vaccins et des médicaments, le fonctionnement des hôpitaux et des écoles, et l’activité économique. Or l’accès reste très inégal. En 2023, environ 750 millions de personnes vivaient encore sans électricité, dont plus de 80 % en Afrique subsaharienne. Par ailleurs, près de 2,1 milliards de personnes n’ont pas accès à des moyens de cuisson propres et brûlent bois, charbon de bois ou déchets, une source majeure de pollution de l’air intérieur et de maladies respiratoires.

C’est dans ce contexte qu’il faut lire le développement rapide de la Chine et de l’Inde. Ces deux pays ont massivement étendu l’accès à l’électricité en quelques décennies, avec des effets directs sur l’alphabétisation, la santé et l’espérance de vie. Leur croissance explique une part de la hausse mondiale de la demande, et leurs choix énergétiques, entre charbon et renouvelables, pèseront lourd sur la trajectoire climatique globale. La transition énergétique ne peut donc être pensée sans cette dimension de justice, car des milliards de personnes aspirent légitimement à un accès fiable à l’énergie.

Compter le CO2 : les modèles de comptabilité carbone

Mesurer les émissions est le préalable à toute action de réduction. Avant d’entrer dans les méthodes, il faut comprendre l’idée de base. Compter le CO2 d’une activité revient à additionner tout ce qu’elle rejette, directement et indirectement. La difficulté vient des frontières que l’on trace autour de l’activité. Plusieurs approches coexistent, complémentaires plutôt que concurrentes, selon que l’on raisonne à l’échelle d’une organisation, d’un produit ou d’un territoire.

La comptabilité par organisation est la plus répandue. Elle repose sur des facteurs d’émission, des coefficients qui convertissent une activité, un litre de carburant ou un kilowattheure, en équivalent CO2. Le cadre international de référence est le GHG Protocol, créé en 1998, qui classe les émissions en trois périmètres. Les émissions directes de l’organisation, ses émissions liées à l’énergie achetée, et enfin toutes les autres émissions indirectes de sa chaîne de valeur, en amont et en aval. Ce dernier périmètre est souvent le plus lourd. Selon le CDP, la chaîne de valeur représente en moyenne autour de neuf dixièmes de l’empreinte des entreprises. C’est aussi le plus difficile à mesurer, car il dépend de données détenues par les fournisseurs et les clients. En France, la méthode Bilan Carbone, développée par l’ADEME en 2004, applique cette logique et sert de base à de nombreux bilans réglementaires.

La comptabilité par produit suit une autre voie, l’analyse du cycle de vie, encadrée par les normes ISO 14040 et 14044. Elle mesure les impacts d’un produit ou d’un service depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie. C’est cette méthode qui produit les valeurs en grammes de CO2 par kilowattheure présentées plus haut. Sa force est l’exhaustivité et la comparabilité entre technologies. Ses limites sont la complexité et la sensibilité aux hypothèses retenues.

La comptabilité par territoire, enfin, est celle des États dans les accords internationaux. Elle comptabilise les émissions physiquement produites sur un territoire, sans compter les émissions importées à travers les biens consommés, ce qui peut flatter un pays qui délocalise sa production. Le contenu carbone de l’électricité illustre bien l’enjeu du choix de méthode. Le facteur direct ne compte que le CO2 rejeté à la production, tandis que le facteur en cycle de vie ajoute les émissions amont, liées à la construction des centrales et à la fourniture du combustible. Pour un même kilowattheure, le résultat peut varier fortement. La transparence sur la méthode employée est donc aussi importante que le chiffre lui même.

La sécurité, la mortalité et les minerais : trois angles souvent oubliés

La sécurité d’approvisionnement. L’énergie est aussi une question géopolitique. Les chocs pétroliers de 1973 et la crise du gaz de 2022 ont rappelé la dépendance des économies aux importations fossiles et l’effet des tensions géopolitiques sur les prix. Produire une électricité locale et bas carbone, qu’elle soit nucléaire, hydraulique, solaire ou éolienne, réduit cette dépendance et renforce la résilience.

La mortalité comparée. Rapportée à l’énergie produite, la dangerosité des sources varie énormément. En comptant la pollution de l’air et les accidents, le charbon cause de l’ordre de 25 décès par térawattheure, le pétrole environ 18, le gaz près de 3. À l’opposé, l’hydraulique se situe autour de 1,3, et le nucléaire, l’éolien et le solaire sous 0,1 décès par térawattheure, y compris en tenant compte des accidents majeurs. Ce classement recoupe largement celui des émissions, ce qui souligne un double bénéfice sanitaire et climatique de la sortie des fossiles.

Les minerais critiques. La transition déplace la dépendance des combustibles vers les métaux. Le cuivre, le lithium, le nickel, le cobalt et les terres rares sont indispensables aux panneaux, aux éoliennes, aux batteries et aux réseaux. L’Agence internationale de l’énergie prévoit une hausse d’environ quatre fois de la demande de minerais critiques d’ici 2040 dans ses scénarios de neutralité carbone. La demande de lithium a bondi de près de 30 % en 2024. Cette dépendance soulève des enjeux d’approvisionnement, de concentration de la production dans quelques pays, et d’impact minier, autant de questions désormais au cœur des stratégies industrielles.

Les déchets. Chaque source laisse une empreinte matérielle. Le nucléaire produit des déchets radioactifs, dont les plus dangereux, à vie longue, sont stockés en attendant un enfouissement profond. Le solaire et l’éolien posent la question du recyclage des panneaux et des pales en fin de vie. Aucune source n’est totalement sans trace, et intégrer la fin de vie dans le bilan est indispensable à une comparaison honnête.

Tableau de synthèse

Le tableau ci-dessous rassemble les principaux repères par source. Les coûts de construction sont des ordres de grandeur, très variables selon les pays et les projets. Les émissions sont les médianes du GIEC sur cycle de vie. La mortalité inclut accidents et pollution de l’air.

Source	Coût de construction (par kW)	Facteur de charge	Émissions cycle de vie (g CO2/kWh)	Pilotable	Mortalité (décès/TWh)
Charbon	Élevé	~40 à 60 %	820	Oui	~25
Gaz (cycle combiné)	~1 000 $	~55 à 60 %	490	Oui	~3
Nucléaire	7 000 $ et plus	~90 %	12	Oui	~0,03
Hydraulique	Variable, souvent élevé	~40 %	24	Oui	~1,3
Biomasse	Moyen	Variable	230	Oui	~4,6
Éolien terrestre	~1 500 $	~35 %	11	Non	~0,04
Solaire photovoltaïque	~700 à 1 400 $	~15 à 25 %	41	Non	~0,02
Géothermie	Élevé	Élevé	38	Oui	Faible

Sources : coûts , facteurs de charge, émissions, mortalité. Valeurs arrondies et indicatives.

Mise en perspective : où en est le mix énergétique mondial

Le mix électrique mondial raconte une transition qui s’accélère. En 2024, les fossiles fournissaient encore près de 60 % de la production d’électricité, le charbon en tête. Les sources bas carbone, renouvelables et nucléaire, ont franchi ensemble le seuil des 40 % de la production, une première depuis les années 1940.

Figure 2. Répartition de la production mondiale d’électricité par source en 2024. Source : Agence internationale de l’énergie, Global Energy Review 2025.

L’année 2025 marque un tournant. Les renouvelables ont dépassé le charbon dans la production mondiale, à 33,8 % contre 33,0 %, et la part du charbon est passée sous le tiers pour la première fois de l’histoire. Fait rare, la production fossile mondiale a légèrement reculé cette année là, pour la première fois hors période de crise depuis 2020. L’intensité carbone moyenne de l’électricité mondiale est tombée à 458 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure en 2025, en baisse de 16 % par rapport à 2005.

Trois tendances de fond se dégagent. La première est la montée rapide du solaire, dont la production double environ tous les trois ans depuis 2016 et qui a dépassé l’éolien en 2025. La deuxième est le rôle croissant du stockage par batteries, qui lève peu à peu la contrainte d’intermittence. La troisième est le regain du nucléaire, relancé dans plusieurs économies avancées et fortement développé en Chine.

La France offre un cas d’école de mix bas carbone. En 2024, sa production a atteint 536,5 térawattheures, son plus haut niveau depuis cinq ans, avec 95 % d’électricité bas carbone. La production fossile y est tombée à son plus bas niveau depuis les années 1950, et le solaire a pour la première fois dépassé le fossile. L’intensité carbone de l’électricité française s’est établie autour de 21 grammes de CO2 équivalent par kilowattheure, l’une des plus basses au monde.

Figure 3. Répartition de la production française d’électricité par source en 2024. Source : RTE, Bilan électrique 2024.

Cette transition ne supprime pas les fossiles pour autant. La demande d’électricité augmente vite, poussée par l’électrification des usages, la climatisation et l’essor des centres de données. Le gaz continue de croître dans plusieurs régions. Le fond du sujet tient à un arbitrage permanent entre trois exigences difficiles à satisfaire en même temps. La puissance et la fiabilité, que garantissent les sources pilotables. Le coût, désormais favorable au solaire et à l’éolien pour la production nouvelle. Et l’empreinte carbone, qui pousse vers les sources bas carbone.

Aucune source ne coche seule toutes les cases. 

• Les fossiles offrent puissance et souplesse au prix des émissions ;
• Le solaire et l’éolien offrent des coûts bas et peu d’émissions au prix de l’intermittence ;
• Le nucléaire et l’hydraulique offrent une production continue et bas carbone, mais se heurtent à des contraintes de coût, de site ou d’acceptabilité.

C’est pourquoi les systèmes énergétiques évoluent vers des mix diversifiés, où chaque source compense les faiblesses des autres. Le stockage, les réseaux et les vecteurs comme l’hydrogène joueront un rôle croissant pour absorber la variabilité des renouvelables. L’énergie de demain ne reposera sans doute pas sur une source unique, mais sur une combinaison réfléchie, ajustée à la géographie, aux ressources et aux choix de chaque pays.

Sources

Sources de référence

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Sources récentes 2025 et 2026

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Sources complémentaires (coûts, mortalité, minerais, accès, histoire)

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Sources complémentaires (réseau et bâtiment)

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Météo-France et GIEC (IPCC), observations et projections sur l’intensification des vagues de chaleur. https://meteofrance.fr/ et https://www.ipcc.ch/