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Les low-techs comme objet de recherche scientifique. Vers une société pérenne, équitable et conviviale

Par J. Carrey, S. Lachaize & G. Carbou * (Atelier d’Écologie Politique (Atécopol), Toulouse pour les trois, Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets (LPCNO), 135, av. de Rangueil, Toulouse & Laboratoire Sciences, Philosophie, Humanités (SPH), Université de Bordeaux)

 

Résumé : Les low-techs sont aujourd’hui au cœur de nombreuses réflexions sur la durabilité de nos sociétés. Cependant, il est parfois difficile de cerner avec précision ce que recouvre ce concept. Dans ce texte, nous cherchons à le clarifier en le faisant reposer sur une vision globale du système technique. Dans un premier temps, nous donnons une définition détaillée des low-techs, puis explorons ce que pourrait être une recherche scientifique dans ce domaine. Ainsi, nous proposons de considérer qu’une technologie est low-tech si elle constitue une brique technique élémentaire d’une société pérenne, équitable et conviviale, et expliquons dans ce texte ce que nous entendons par ces mots. De fait, seule une analyse globale du système socio-technique permet de qualifier les briques élémentaires le constituant. Quelques pistes de recherche dans les domaines de la mobilité, de la production d’énergie, de la santé, de la potabilisation de l’eau, de la conservation des aliments et de la médecine sont présentées. Nos réflexions sont enfin illustrées par un exemple concret : celui d’un projet de recherche sur la « métallurgie solaire », qui consiste à activer la réduction de minerais riches en oxyde de fer par des réducteurs décarbonés ou biosourcés grâce à l’énergie solaire concentrée. Nous justifions ce projet à partir d’une analyse énergétique de la révolution industrielle en Angleterre. Notre objectif à long terme est de déterminer si la métallurgie solaire est une technologie low-tech ou non, au vu de notre définition de ce concept.

 

 

 

La recherche scientifique dans les sciences dites « dures » est actuellement dans son immense majorité tournée vers la recherche d’innovations high-tech. Elle repose sur le postulat que l’humanité disposera à l’avenir, comme aujourd’hui, d’une énergie bon marché, croissante, et de ressources abondantes, permettant de développer et maintenir sur le long terme un système technologique complexe. Par ailleurs, elle entretient un aveuglement plus ou moins volontaire sur les usages effectifs des technologies développées et sur leurs conséquences. La catastrophe écologique en cours remet ces deux points en question.

Nous, auteurs de cet article, sommes convaincus que notre modèle de société fondé sur un système technologique high-tech et complexe n’est pas pérenne. Nos réflexions rejoignent celles d’ingénieurs et scientifiques de plus en plus nombreux, et nous avons été inspirés et alimentés dans nos réflexions par les différents ouvrages de Philippe Bihouix (Bihouix, 2010 ; Bihouix, 2014), qui ont popularisé en France la notion de low-tech. Nous nous reconnaissons également dans l’approche de Kris De Decker, rédacteur du Low-Tech Magazine. En tant que chercheurs, nous souhaitions démarrer une activité de recherche scientifique en low-tech, mais cette envie s’est accompagnée de nombreux questionnements : qu’est-ce que le low-tech ? Que serait une recherche en low-tech? Concrètement, sur quels objets mener notre recherche, et avec quels outils ? Doivent-ils eux aussi être low-techs ? Etc.  Cet article présente nos réflexions sur ces différentes questions, ainsi que la manière dont nous les avons mises en pratique.

 

De la difficile définition des low-techs

Comment peut-on faire rigoureusement la distinction entre low-tech et high-tech ? Répondre à cette question est complexe pour au moins trois raisons. La première est que la littérature sur la question des low-techs tend à se diviser en deux approches qui ne sont jamais très clairement articulées : une approche « matérielle » qui s’intéresse au cycle de vie des technologies et à leur durabilité, et une approche « politique » qui évalue leurs impacts sociaux. Parmi les éléments couramment invoqués pour définir les low-techs dans l’approche matérielle, apparaissent des éléments reliés à leur empreinte environnementale. Ainsi, une technologie est low-tech si elle utilise des matériaux abondants, si elle est sobre en énergie pour sa fabrication et son utilisation, et si elle génère peu de nuisances, pollutions ou déchets. Cette vision est généralement portée par les auteures et auteurs de culture « ingénieur ».

L’approche politique, quant à elle, est plutôt représentée dans les milieux militants et dans l’académisme critique. Elle irrigue néanmoins plus généralement la réflexion sur les low-techs depuis les travaux pionniers de penseurs comme Lewis Mumford, Ivan Illich, Ernst Schumacher ou Murray Bookchin. Derrière des terminologies différentes (technologies démocratiques (Mumford, 1964), conviviales (Illich, 1973), adaptées (Schumacher, 1973) ou libératrices (Bookchin, 1965)), les théories de ces auteurs mettent l’accent sur les aspects éthiques et politiques des technologies. En suivant cette perspective, on peut par exemple considérer que déterminer le caractère low-tech ou non d’une technologie implique d’examiner : l’absence d’exploitation d’autres humains dans le cycle de vie des technologies (extraction de matières premières, fabrication, gestion des déchets, etc.) qui fait droit à l’impératif d’humanisme, la disponibilité locale des matières premières qui protège les usagers face à des ruptures d’approvisionnement, la simplicité d’utilisation qui rend les technologies inclusives, la facilité de réparation qui permet l’autonomie de l’utilisateur face à la panne, ou encore la faible centralisation du contrôle technologique (du développement à l’usage en passant par la production) afin de permettre une prise démocratique maximale sur l’environnement technologique.

La deuxième raison pour laquelle il peut être difficile de déterminer avec précision les contours d’une technologie low-tech est que les critères généralement utilisés pour les définir sont peu opérationnels : où commencent et où s’arrêtent le « simple », le « durable », le « local », etc ? Le risque est ainsi que les catégorisations soient fondées sur l’arbitraire ou l’intuition.

Une troisième raison est que certains critères ne peuvent être évalués sur une technologie prise isolément. Par exemple, une ressource ne peut être jugée abondante qu’en fonction du nombre de technologies qui la consomment. De même, le degré d’exploitation ou d’aliénation des êtres humains est fonction de la qualité de vie générale permise par l’ensemble du système technique.

 

Notre définition du low-tech

Notre objectif ici n’est pas d’élaborer une clef de détermination absolument objective de la frontière entre high-tech et low-tech – ce qui n’est ni possible ni souhaitable –, mais de préciser un cadre de référence à partir duquel celle-ci peut être pensée de manière plus structurée.

Notre définition est la suivante : une technologie est low-tech si elle constitue une brique technique élémentaire d’une société pérenne, équitable et conviviale. Dans cette définition, plusieurs points sont essentiels et doivent être développés : le caractère systémique, et les notions de pérennité, d’équité et de convivialité.

Système et brique élémentaire. Tout système socio-technique peut être décomposé en un ensemble de briques élémentaires, chacune représentant une technique, caractérisée par ses entrées (matériaux, énergie, temps de travail, etc) et ses sorties (production, impacts environnementaux et sociaux, déchets, etc). Des exemples de briques élémentaires dans une société préindustrielle donnée pourraient être : extraire de l’eau d’un puits, fabriquer des couteaux à partir du fer produit par un bas-fourneau, cultiver du blé à la houe en bois, chauffer un lieu d’habitation avec un brasero, transporter des marchandises avec des bœufs, boucher une carie dentaire avec du plomb, moudre du grain avec un moulin à vent, etc.

Pérennité. Nous posons que dans un système pérenne, le niveau de population et les technologies utilisées peuvent être maintenus à peu près à l’identique sur le long terme, notion sur laquelle nous reviendrons plus tard. Également, l’énergie consommée et le temps de travail nécessaires au maintien du système technique restent globalement stables. Si on fait l’hypothèse que la société dont nous avons décrit plus haut quelques briques est pérenne (mais cela resterait à démontrer), nous pourrions en déduire que le puits, les couteaux en fer, les bœufs domestiqués, la houe, le braséro, le plomb dentaire et le moulin à vent sont un ensemble cohérent de technologies low-tech. Déterminer la pérennité matérielle d’un système technique implique également de modéliser, pour une population donnée, l’abondance des ressources et la question de l’usage concurrent des sols. Ainsi, par exemple, la pérennité de l’hydrogène à base d’énergies renouvelables pour alimenter les véhicules doit être évaluée en fonction des surfaces disponibles pour produire de l’électricité, mais aussi des surfaces utilisées pour produire de la nourriture, des textiles, de l’énergie pour d’autres activités que les transports, etc. Enfin, puisque notre société peut se trouver “bousculée” par différents aléas (catastrophe naturelle, changement climatique, épidémie), étudier sa pérennité nécessite d’en étudier également la résilience.

Équité. Le critère d’équité nous semble important à intégrer à la définition des low-techs pour deux raisons. D’une part, puisque toute réflexion sur les low-techs implique un choix de valeurs (par exemple, rechercher la pérennité implique un attachement au maintien de la présence humaine sur Terre), nous choisissons d’y inclure des valeurs humanistes, dont l’équité. D’autre part, de nombreux travaux suggèrent que le sentiment d’équité et de justice sociale est un facteur majeur de stabilité et de cohésion des sociétés humaines (Wilkinson, 2013). Aussi, intégrer le critère d’équité à notre conception des low-techs permet à la fois de faire droit à des valeurs humanistes et d’intégrer un facteur socio-politique de pérennité du système technique.

La notion d’équité telle que nous la définissons recouvre tout d’abord l’absence d’exploitation humaine. Un certain nombre de sociétés ont basé leur développement technologique sur l’esclavage ou l’exploitation d’autres humains. Que l’on pense aux enfants dans les mines d’argent de la civilisation grecque ou aux esclaves de la société romaine, par exemple. C’est bien entendu encore le cas dans nos sociétés modernes : un grand nombre d’objets qui nous entourent sont issus d’un système de production fondé sur l’exploitation de travailleurs disposant d’un niveau de vie et d’une protection sociale largement inférieurs à ceux des personnes les utilisant. L’équité recouvre également la question des usages : une technologie diffusable largement sera considérée plus low-tech qu’une technologie que seule une élite peut se permettre d’acheter, que seuls des experts sont capables d’utiliser ou que seule une catégorie restreinte de la population peut manipuler (en raison de son poids ou de sa taille, par exemple). Enfin, le critère d’équité doit être distingué de celui d’égalité, et implique une légitimité différenciée à utiliser certaines technologies : dans une société low-tech il peut par exemple être considéré comme légitime que la production alimentaire utilise des engins plus énergivores dans certains environnements que dans d’autres.

L’équité est un principe important à prendre en compte, mais l’établissement de seuils et d’indicateurs d’équité est certainement complexe, mais surtout politique. Il est ainsi souhaitable que les seuils d’équité soient choisis par la population et non par des experts aux manettes d’une modélisation socio-technique globale. La recherche et l’ingénierie ne peuvent qu’être au service de la société, en analysant la compatibilité de tel ou tel système technique avec le niveau d’équité choisi, et non pas l’inverse.

Convivialité. Ce terme présente deux facettes qui nous semblent toutes deux intéressantes dans le cadre des low-tech. La première est liée aux réflexions d’Ivan Illich qui a cherché à penser l’outil convivial non comme isolé mais comme élément dépendant d’une société conviviale (Illich, 1973). Nous retenons la définition minimale suivante : est conviviale une technologie qui assure le maximum d’autonomie vivrière à ses usagers dans un collectif à échelle humaine. Le terme autonomie vivrière désigne l’autonomie comme contrôle de ses moyens de subsistance. Elle s’oppose généralement à l’idée d’autonomisation vis-à-vis de la Nature qui est au cœur de la conception “moderne” de la liberté comme délivrance des nécessités matérielles de la vie (Berlan, 2016). La liberté dans son sens “moderne” consiste pour les individus à s’affranchir des limites matérielles des sociétés traditionnelles (manger des fraises en hiver ou rouler en voiture par exemple) au prix de la soumission à un macro-système technique (Gras, 1993) dont le fonctionnement est hors de leur portée (l’agro-industrie mondiale, l’industrie automobile ou l’aménagement routier du territoire). Dans cette opposition, l’autonomie vivrière consiste dans le contrôle direct des activités essentielles à sa subsistance au prix de la limitation de son champ d’actions possibles : elle maximise la capacité des individus à décider de la conduite de leur propre vie, mais implique une réduction de la puissance d’action permise par les macro-systèmes techniques.

Par exemple, un poêle de masse en briques pourrait être considéré comme plus convivial qu’une pompe à chaleur dernière génération pour le chauffage des bâtiments : le premier nécessite peu de formation pour être utilisé, il peut être alimenté par un combustible local – serait-ce avec l’aide de quelques voisins –, ses « pannes » – mineures – peuvent être comprises et réparées par l’usager et, une fois construit, il n’implique aucune dépendance à un système industriel complexe. Au contraire, la pompe à chaleur vient avec un ensemble de réglages pensés par des ingénieurs chauffagistes et avec des automatismes sur lesquels l’usager n’a pas la main ; ses pannes électroniques nécessitent l’intervention de l’installateur, voire dans certains cas du fabricant ; son alimentation provient de sources d’énergies éloignées, et elle s’inscrit dans un fort réseau de dépendances, du fournisseur d’électricité au réparateur en passant par les multiples fabricants de pièces diverses. En contrepartie, la pompe à chaleur augmente la puissance d’action en permettant la climatisation et donc l’occupation d’espaces chauds de la planète, ou en libérant du temps qui n’est pas passé à couper du bois ou gérer le fonctionnement quotidien du poêle.

L’autonomie est ainsi a priori une source de satisfaction pour les membres d’une société, mais son degré, comme dans le cas de l’équité mentionné plus haut, ne peut être fixé quantitativement de manière simple et doit faire l’objet de discussions au sein d’une société.

Une deuxième facette de la convivialité telle qu’elle a été définie plus haut est son lien avec la pérennité à travers la notion de résilience : une société qui présente de forts îlots d’autonomie vivrière et de nombreux outils conviviaux est plus résistante aux chocs extérieurs divers. On a pu voir récemment dans le cas de la crise mondiale de production d’automobile en raison d’une pénurie de puces électroniques l’influence délétère des réseaux denses, complexes, étendus et à flux tendus sur la résilience. Mais on peut également considérer que les réseaux étendus facilitent la résilience : dans le cas de l’alimentation, la création de réseaux étendus de transport de nourriture en Europe a permis de mettre fin au famines depuis le XXe siècle.  Pour des études scientifiques de ce phénomène complexe, une première approche pourrait consister à retracer les réseaux de dépendances, à la fois en nombre de personnes et en distance, de l’utilisateur d’une technologie : combien de personnes ont contribué à sa fabrication ? A quelle distance se situent-elles ? A quelle distance se situe la première personne capable de la réparer ? Réfléchir à la sensibilité de ces réseaux à des événements extérieurs et du lien entre la résilience globale de la société et la convivialité des outils est un champ de recherche scientifique en low-tech qui nous paraît intéressant.

Ainsi, nous intégrons la convivialité à notre définition des low-techs pour les mêmes raisons que pour l’équité : il s’agit de défendre une certaine vision de la “vie bonne” et d’intégrer des facteurs sociopolitiques de stabilité. 

 

Discussion sur notre définition des low-techs                                    

Le travail de définition des low-techs que nous venons de mener nous semble ainsi pouvoir englober les approches matérielle et politique habituellement disjointes dans la littérature. En effet, le critère de pérennité recouvre les caractéristiques généralement mises en avant dans l’approche « matérielle » des low-techs. Par exemple, la « réparabilité », la « sobriété », et l’utilisation préférentielle en matériaux abondants sont en définitive des moyens permettant d’assurer la pérennité. L’équité et la convivialité font droit à l’approche politique tout en s’inscrivant dans une logique matérielle de pérennité : l’équité parce que la justice sociale stabilise la société en évitant les luttes concurrentielles, la convivialité parce que l’autonomie locale assure la résilience des systèmes techniques face aux chocs divers.

Par ailleurs, nous avons cherché à objectiver les critères de caractérisation des low-techs afin d’en faire un éventuel objet de réflexion prospective. Sur ce plan, nous avons tout d’abord établi que penser les low-techs implique de penser le système global dans lequel on les envisage et les rapports entre technologies. On ne peut donc pas vraiment dire qu’une technologie donnée est low-tech, mais plutôt qu’un ensemble complémentaire de technologies, utilisées par une société donnée pour son fonctionnement, sont low-techs. Ensuite, nous avons proposé trois critères de caractérisation de la société low-tech, chacun permettant de déterminer des seuils et des indicateurs. Cette approche pose alors la question cruciale des modalités d’établissement de ces seuils et indicateurs : durée de pérennité recherchée, seuils d’équités, seuils de convivialité, et facteurs qui permettent de les atteindre ou de les mesurer.

L’établissement de seuils et le choix des indicateurs est une activité complexe. Tout d’abord, certains aspects des low-techs peuvent plus aisément faire l’objet de procédures d’objectivation que d’autres. La pérennité est une notion relativement simple à définir : il s’agit de la durée d’existence de la société utilisant un système technique donné. Elle inclut par ailleurs l’idée de temps long. Ce temps long correspond selon nous a minima à la durée typique des périodes interglaciaires, soit quelques millénaires. Pour l’exercice intellectuel, il peut par ailleurs être intéressant de pousser cette limite à la durée de vie de notre planète elle-même, soit plusieurs milliards d’années. Un tel seuil imposerait des contraintes particulièrement fortes sur l’usage de ressources non renouvelables ainsi que sur le niveau de résilience à atteindre. Quoi qu’il en soit, modéliser une société pérenne implique de décider de la durée du « temps long » et d’établir les différents indicateurs qui permettent de le mesurer (usage de ressources non-renouvelables ; vulnérabilité aux aléas climatiques ; niveau de pollution critique généré par les activités, etc).

L’établissement de seuils d’équité ou de convivialité est sans doute plus difficile encore. D’abord, il ne s’agit pas de concepts homogènes comme la pérennité. Par exemple, l’équité peut concerner plusieurs indicateurs comme les revenus, l’accès à des ressources, la capacité d’expression politique, etc. Ensuite, l’établissement des seuils est éminemment politique. Si décider de la durée de la pérennité engage bien évidemment des valeurs et des choix, convenir du bon niveau d’équité ou de convivialité implique une réflexion particulièrement approfondie sur la question de la « vie bonne ». Afin d’éviter que celle-ci ne soit confisquée par des experts, les discussions qualitatives doivent selon nous être menées collectivement entre citoyens pour aboutir à la définition de seuils consensuels.

Nous imaginons qu’il peut être plus aisé de porter une attention à la convivialité et l’équité une fois que plusieurs modèles de société possibles ont été proposés sur la base de la pérennité : l’évaluation a posteriori des seuils d’équité et de convivialité peut alors permettre de faire émerger les points de faiblesse liés aux systèmes techniques considérés. Pour prendre quelques exemples concrets, il existe de nombreux systèmes socio-techniques du passé au sein desquels certaines ressources minérales étaient situées relativement loin des zones d’habitation : le grès pour fabriquer les meules chez les aborigènes australiens, la pyrite chez les Fuégiens, l’étain dans de nombreuses sociétés à l’âge de bronze, etc. (Carrey, 2020b). Également, certaines techniques de fabrication assez complexes pouvaient n’être maîtrisées que par quelques personnes, comme par exemple la métallurgie, même si les outils produits pouvaient être utilisés par toutes et tous. Lors d’une analyse d’une société donnée, des indicateurs liés à ces spécificités peuvent donc être évalués : distance aux  matières premières, part des habitants capables de mettre en œuvre la métallurgie, part de personnes pouvant utiliser une pioche métallique, etc. On peut noter que, par exemple, la spécialisation de certaines activités de fabrication n’est pas en soi un facteur d’iniquité, mais elle entraîne une baisse de convivialité, et donc un risque pour la résilience (risque de perte de savoir-faire), ainsi qu’un risque de création d’inégalités par utilisation d’un monopole technique pour asseoir une domination ; ce dernier risque ne pouvant être contrecarré que par des valeurs culturelles ou un système politique adaptés. En ce sens, l’utilisation d’indicateurs permet d’observer les potentielles faiblesses d’un système technique donné en terme de pérennité, convivialité et équité, les seuils acceptables ou non ne pouvant in fine être évalués qu’à la suite de discussions : aller chercher des matières premières à 800 km, avoir un forgeron seul détenteur d’un savoir-faire, est-ce “acceptable” ou non? Ces questionnements impliquent plutôt des choix politiques collectifs que des réponses techniques d’experts.

Cette définition des low-techs ouvre ainsi la voie à une recherche rationnelle sur la pérennité des systèmes socio-techniques. Actuellement, un futurologue « optimiste » considérerait peut-être que la société numérique pourrait être maintenue pendant des millénaires, et qu’un système socio-technique contenant des ordinateurs très sobres, réparables et robustes serait pérenne. Un futurologue « pessimiste » pourrait considérer qu’il n’est même pas sûr qu’un système technique pérenne contienne l’électricité (qui est née après la révolution industrielle). Ainsi, actuellement, la frontière entre high-tech et low-tech est laissée à la libre appréciation et l’intuition de chacun, dépendant surtout de la vision à long-terme du futur technologique de l’humanité. Trancher entre ces deux intuitions sur des critères plus rationnels, sur la base d’études et de modélisations scientifiques, tout en impliquant les citoyens dans ces discussions permettrait d’éclairer le débat public sur ce à quoi ressemblerait réellement un système socio-technique pérenne, équitable et convivial. 

Afin de donner un aperçu de ce que ce cadre de réflexion peut donner appliqué à un sujet de recherche concret, la deuxième partie de cet article est consacrée à la présentation de nos travaux de recherche sur la métallurgie solaire. Avant d’entrer en détail dans la description de ceux-ci, nous  développons quelques considérations générales sur la recherche en low-tech.

 

Low-tech et recherche scientifique

En effet, faire de la recherche scientifique sur les low-techs amène à se demander si celle-ci ne devrait pas aussi se faire avec des low-techs : un projet de recherche en low-tech peut-il ou non utiliser des outils résolument high-tech (ordinateurs, capteurs électroniques, logiciels de simulations, gros équipements de laboratoire) ? Bien sûr, d’après notre définition, la finalité d’un projet de recherche low-tech est de faire en sorte que l’ensemble du matériel utilisé pour la fabrication d’une machine et/ou le contrôle d’un procédé soit low-tech. Si un procédé chimique nécessite à un moment donné de connaître le pH d’une solution, il faudra que les scientifiques, à terme, réfléchissent à l’intégration au système technique global d’une technique low-tech de mesure du pH. Néanmoins, dans le cadre de notre projet de recherche sur la métallurgie solaire deux arguments nous ont convaincus que, au cours du processus de recherche proprement dit, les outils high-tech pouvaient être utilisés : i) de la recherche avec des outils low-tech sera probablement faite, par nécessité, pendant les millénaires qui viendront ; les outils high-techs dont nous disposons actuellement permettent de mettre au point des procédés et de les comprendre d’une manière qui ne serait pas possible sans ; nous espérons que les résultats obtenus aujourd’hui à l’aide d’outils high-tech pourront être utiles, même si les outils utilisés pour les obtenir viennent à disparaître ; ii) compte tenu de l’urgence de la situation actuelle et de l’incertitude sur ce que sera notre futur dans les prochains siècles ou les prochaines décennies, nous souhaitons effectuer des recherches en low-tech accélérées grâce à nos moyens high-tech présents.

 Nous sommes néanmoins bien conscients que l’utilisation de produits high-tech dans une recherche low-tech est une question complexe, car la high-tech fait partie des causes des problèmes auxquels nous devons désormais faire face. Savoir si un fort degré de high-tech (utilisation de supercalculateurs, par exemple) est acceptable ou non dans un projet low-tech peut être laissé à la libre appréciation de chacune et de chacun. Il nous semble qu’un certain degré de sobriété – ou a minima de conscience des impacts – au cours du processus de recherche fait partie intégrante de la recherche en low-tech, même si la limite dans ce cas-là – comme dans beaucoup de situations de la vie quotidienne – ne peut être que complexe à déterminer. En ce qui nous concerne, nous utilisons au maximum des outils de caractérisation existant déjà dans notre laboratoire, faisons de la récupération chaque fois que c’est possible, et excluons le recours au transport aérien, par exemple. Mais cet article a été écrit sur des ordinateurs portables en utilisant des outils numériques collaboratifs.

 

Les différentes pistes envisagées

Nous considérons que la recherche scientifique en low-tech doit en priorité concerner les techniques permettant d’assouvir nos besoins essentiels à la vie : boire, s’alimenter, s’abriter, se soigner et transmettre les savoir-faire et connaissances nécessaires à la pérennité de la société. Ce dernier point se justifie par le fait que si une société utilise une technique donnée pour répondre à l’un de ses besoins fondamentaux (pièges à poisson en osier, maison en terre crue, réseau de voies ferrées ou de télécommunication, etc.), alors perdre le savoir-faire lié à cette technique la met en péril. Le low-tech, avec notre définition liée à la pérennité, ne peut donc s’affranchir d’une réflexion sur les techniques de transmission des connaissances et sur leur préservation. A ces éléments essentiels peuvent aussi s’ajouter des activités participant au bien-être individuel et collectif : s’éclairer, se distraire, explorer, célébrer, etc., d’autant que les différentes finalités d’une activité ne sont pas forcément dissociables (par exemple, le divertissement peut être également un mode de transmission des savoirs). 

Au sein de ces différents domaines, certaines techniques ont déjà été largement explorées par les anciens, et présentent des marges de « progrès » incertaines, voire probablement nulles. Par exemple, il est peu probable que toutes les connaissances que nous avons accumulées depuis 300 ans puissent aujourd’hui permettre d’améliorer de manière significative un moulin à eau en bois ou une charrue. Évidemment, ce constat n’enlève rien à l’intérêt de raviver les savoir-faire liés à ces techniques.

Nous souhaitons par contre discuter de certaines thématiques qui nous ont paru intéressantes pour une recherche scientifique en low-tech, certaines faisant partie de nos domaines initiaux de compétences (physique et chimie), d’autres non.

► Potabilisation de l’eau : dans des sociétés avec une forte densité de population, purifier l’eau peut s’avérer nécessaire pour éviter certaines maladies.  Les techniques actuelles de purification sont chimiques (pastilles chlorées) ou physiques (micro-filtration, ultra-violets). Des pistes low-tech envisageables pourraient être basées sur la distillation solaire, la production du chlore (qui nécessiterait a priori de l’électricité pour l’électrolyse de solutions salines) ou la fabrication de céramiques ou membranes de filtration.

► Réfrigération solaire : les techniques de conservation des aliments utilisées par les anciens sont nombreuses et très variées : salaison, fumage, lacto-fermentation, pain de glace (dans les régions adaptées). Elles pourraient convenir, voire suffire, à de nombreuses sociétés pérennes. Le stockage à long terme par le froid peut néanmoins s’avérer être utile et complémentaire des autres. Une réfrigération solaire low-tech pourrait être basée sur des cycles d’adsorption/désorption de couples charbon/éthanol, silice/eau ou basée sur la détente d’ammoniac liquide. 

► Méthaniseurs low-tech : plusieurs techniques modernes de production d’énergie sont connues depuis des temps très anciens (hydraulique, éolien), alors que d’autres n’ont pu émerger qu’à la suite de l’utilisation massive des énergies fossiles (photovoltaïque, nucléaire). Notre intuition est que ces dernières pourraient difficilement faire partie d’un système technique pérenne, même si cela reste à démontrer. Une exception potentielle pourrait être la méthanisation, qui n’était pas connue des anciens, et pourrait potentiellement avoir une mise en application low-tech, bien que nous ayons des doutes sur le rendement « énergie produite / temps de travail » d’une version low-tech de cette technologie. Mais avoir des doutes n’est pas une raison suffisante pour ne pas se pencher sur le sujet !

► Transmission des connaissances : parmi les moyens actuellement à notre disposition, le livre apparaît comme une brique technique potentielle. Son utilité se pose cependant pour des savoir-faire utilisés très fréquemment : dans ce cas, la transmission orale pourrait suffire. A l’opposé, un moyen de transmission sur le plus long terme pourrait être nécessaire pour une brique technique complexe ou dont la fréquence de fabrication/maintenance dépasse le temps d’une vie. Un travail de recherche scientifique sur le livre ne semble plus nécessaire, mais il nous semble suffisamment conditionner la pérennité de l’ensemble d’un système technique pour que nous le mentionnions. De plus, les éventuels aléas qui risqueraient de compromettre ou détruire le travail de transmission orale (épidémie, catastrophe naturelle) pousse à mettre en place, de toute façon, des moyens de stockage pérennes des savoir-faire.

► Éclairage et machinisme électrique : historiquement, l’électricité fut d’abord utilisé pour l’éclairage des habitats et l’alimentation des moteurs des usines. L’utilisation de l’électricité dans un système technique pérenne nécessite le développement et la mise en place d’un ensemble de techniques à étudier : générateur d’électricité (éolien / hydraulique), stockage, éventuelle mise en réseau, ampoule, etc. Il nous semble que la question de la pérennité d’un système technique utilisant l’électricité constitue une voie de recherche en low-tech passionnante.

► Mobilité/transport : les aléas de la production alimentaire, qui peuvent conduire à des famines, ne peuvent être compensés que par une grande diversité des sources d’alimentation, par du stockage, et/ou par du transport régional de denrées. Différents dispositifs techniques pourraient faire l’objet d’études : rails (bois ou métal ?) sur lesquels des véhicules se déplaceraient grâce à la force humaine ou éolienne (draisines) ; brouette chinoise et son réseau de chemin de terre ; véhicules électriques plus complexes ; etc.

► Médecine : la médecine et la chirurgie constituent des sujets de recherche low-tech passionnants. En effet, l’essentiel des connaissances scientifiques ayant permis le développement de la médecine occidentale moderne et son espérance de vie associée ont eu lieu après la révolution industrielle. Il en résulte une brique technique qui n’est, à l’heure actuelle, et pour une grande partie, ni équitable, ni conviviale, ni pérenne, notamment en raison de son utilisation massive de technologies et produits high-tech. La médecine low-tech reste donc une question ouverte qui concerne tout aussi bien le diagnostic et la pharmacopée que la chirurgie. Il nous semble que la mise au point d’anesthésiants pour la chirurgie et d’antiseptiques serait un premier pas intéressant, certainement dépendant des techniques low-tech de synthèse ou d’extraction de principes actifs, ainsi que de l’organisation sociale qui en permettrait l’usage et la diffusion. Il nous faut probablement accepter qu’un système technique pérenne ne procurerait pas la même espérance de vie que notre système technique actuel occidental. Ces quelques éléments nous laissent penser qu’il nous faudra réfléchir à la place d’une médecine low-tech dans une société pérenne, équitable et conviviale. Quels en seraient les objectifs : augmenter l’espérance de vie ? Soulager les souffrances ? Faciliter l’accès au soin et à sa pratique ? Tout ceci en préservant un délicat équilibre entre survie du groupe et mort des individus.

► Enfin, un point crucial de notre approche est le suivant : comment peut-on savoir si un système technique donné est pérenne ou pas ? Et ainsi qualifier ses briques élémentaires de « low-tech » ou « high-tech ». Une approche socio-historique permet d’étudier et de discuter de la pérennité de systèmes techniques ayant existé par le passé, et des scientifiques travaillent explicitement sur ces questions, en étudiant des phénomènes tels que la déforestation, l’érosion des sols ou les quantités de minerais consommées dans des sociétés du passé (Carrey, 2020b). Mais on se retrouve démuni dans le cas où l’on souhaiterait étudier la pérennité d’un système technique issu de notre imagination, en particulier si ce dernier comprend des briques élémentaires n’ayant jamais été incluses historiquement dans un système technique. Certes, des évaluations grossières de la pérennité de différents systèmes techniques pourraient être menées par un groupe pluridisciplinaire de chercheurs et chercheuses travaillant avec des outils simples. Néanmoins, nous ne voyons pour l’instant pas d’autres solutions que l’utilisation de simulations informatiques pour évaluer la pérennité d’un panel exhaustif de systèmes techniques complexes. Dans le stimulant livre Sustainability or collapse, les scientifiques participant au projet IHOPE, qui réunit à la fois des historiennes et des modélisateurs ayant pour objectif d’étudier la pérennité de sociétés, présentent un état des lieux de leurs réflexions à ce sujet (Costanza, 2005). De nombreux logiciels, généralement plutôt adaptés à la simulation de toute notre planète qu’à des systèmes de petite taille, existent. Pour notre part, nous avons imaginé qu’une possibilité de traiter cette question serait le développement d’une simulation numérique permettant de simuler un système socio-technique dans un écosystème donné, et de chercher les conditions de la pérennité de ce dernier. Le développement de ces simulations nécessiterait un travail conséquent et multidisciplinaire de description des différents éléments (les briques élémentaires) du système technique et de leurs interactions avec leur environnement. Bien entendu, une grande diversité de systèmes techniques pérennes serait possible, en fonction de paramètres cruciaux comme la densité de population, le temps de travail, le confort souhaité et la durée de vie espérée. Ces simulations pourraient alimenter un débat serein, objectif et argumenté sur la diversité des modes de vie possibles en permettant d’évaluer leur pérennité. Les détails sur ce projet, auxquels nous avons réfléchi sans le mettre en œuvre, peuvent être obtenus sur simple demande auprès des auteurs. Nous sommes là en présence d’une recherche dont les outils seraient très high-tech (nécessitant des moyens numériques importants), et auraient pour autant comme objectif de répondre à une question que nous considérons comme centrale pour les low-techs. Cela nous ramène à une question d’éthique déjà évoquée plus haut.

 

Recherche sur la métallurgie solaire

            La deuxième partie de cet article présente quelques éléments concernant un projet démarré depuis trois ans par deux des auteurs (S.L. et J.C.), à la suite de réflexions de plusieurs années sur les low-techs et sur leur éventuel lien avec la recherche scientifique. Nous allons en présenter la genèse, des éléments techniques, et quelques perspectives.

 

Un projet émergeant de l’analyse de la révolution industrielle

            La photosynthèse régit la production de bois, ainsi que la production de nourriture pour les humains comme pour les animaux. Le bois étant utilisé comme source d’énergie thermique et les animaux comme source d’énergie mécanique en complément du travail humain, la « barrière de la photosynthèse » était une limite forte à la quantité d’énergie disponible dans les sociétés préindustrielles, et donc par là-même à la complexité technologique mise en place. Historiquement, les énergies hydraulique et éolienne, distinctes de la photosynthèse, ont également été utilisées pour fournir de l’énergie mécanique. Les analyses quantitatives qu’on retrouve dans plusieurs travaux d’historiens spécialistes de l’énergie indiquent néanmoins que la part d’énergie mécanique fournie par les moulins à eau et à vent restait finalement relativement faible, et en tout cas insuffisante pour induire une modification radicale du système technique telle que celle ayant eu lieu lors de la révolution industrielle (Kander et al., 2013). La production d’énergie mécanique par les moulins à vent et hydrauliques est en effet limitée par l’utilisation du bois qui, notamment, ne permet pas de fabriquer des turbines ou des roues hydrauliques de grande puissance. L’utilisation du fer rend possible la fabrication de moulins à vent, turbines et roues hydrauliques de forte puissance, mais l’on constate que, historiquement, leur fabrication n’a débuté qu’à la suite de la révolution industrielle et de l’augmentation considérable de production de fer qui l’a accompagnée.

 

 

Figure 1 : (a) Évolution de l’origine de l’énergie thermique en Angleterre. (b) Évolution de l’origine de l’énergie mécanique en Angleterre. Dans les légendes, les catégories situées en-dessous de la pile sont listées en premier. Les données brutes de consommation de charbon sont basées sur les estimations d’ E.A. Wrigley (Wrigley, 2010). La séparation entre énergie thermique et énergie mécanique pour le charbon a été faite en se basant sur le rendement des machines à vapeur et sur la part du charbon utilisée pour ces dernières. Plus de détails sur la méthodologie peuvent être trouvés dans la référence (Carrey, 2020).

 

 

            L’analyse menée par S. Benoit de la révolution industrielle en France montre que l’énergie hydraulique a été un ingrédient majeur de l’industrialisation de la France, bien avant que la machine à vapeur ne prenne le relais (Benoit, 2006). Pour ne donner qu’un exemple parmi de nombreux disponibles, dès 1837, l’ingénieur français Fourneyron installait en Allemagne une roue hydraulique délivrant une puissance de 47 kW, alors que les moulins à eau traditionnels ne délivrent qu’une puissance de 2 kW. Une analyse que nous avons réalisée de l’évolution de l’énergie thermique et de l’énergie mécanique lors de la révolution industrielle anglaise est également instructive (voir Figure 1). Elle montre que la révolution industrielle anglaise est avant tout, et de manière très nette, une révolution thermique : l’utilisation de « charbon de terre » (issu du sous-sol), en lieu et place du charbon de bois, a permis une augmentation considérable de la production de fonte et d’acier, l’augmentation de la puissance mécanique due à la dissémination de machines à vapeur ne venant que bien plus tard. Si, par une expérience de pensée, nous imaginions vouloir développer un système technique qui aurait une production énergétique plus importante que celles des sociétés préindustrielles (qui était de l’ordre de 10-20 kWh/jour/hab), mais sans utiliser de charbon, nous utiliserions sans doute de manière privilégiée les roues hydrauliques et les turbines pour cela : la régularité de leur production d’énergie, la relative facilité de leur construction et les fortes puissances accessibles en font des machines de premier choix. Si nous suivions plus ou moins le chemin pris lors de la révolution industrielle pour cela, il nous faudrait en premier lieu une technologie permettant de produire une quantité de métal supérieure à celle produite dans la période préindustrielle, mais contournant la « barrière de la photosynthèse ». C’est ici qu’intervient notre projet de métallurgie solaire. Nous considérons qu’il s’agit d’une brique essentielle d’une certaine famille de systèmes techniques pérennes : ceux produisant plus de métal et d’énergie que dans les civilisations préindustrielles métallurgiques, ou bien en produisant autant ou moins mais sans utiliser de bois.

            Que l’on ne s’y trompe pas : nous ne disons pas que produire plus d’énergie et de métal est mieux ou moins bien que de ne pas en produire. Par exemple, la question des famines dans une société peut être réglée de nombreuses manières différentes, et pas seulement par la construction de rails en fontes, de machines hydrauliques et de charrues. Et elle peut très bien ne pas être résolue du tout malgré ces machines, si les structures sociales ne permettent pas de répartir les denrées ou si les densités de population sont trop importantes. En cela, nous considérons que les structures sociales associées à un système technique sont primordiales.

 

Généralités sur la métallurgie

Les plus anciens vestiges de bas-fourneau datent du début du 1er millénaire avant J.-C., mais les historiennes et historiens estiment que l’obtention de fer métallique à partir de son oxyde a débuté entre le 3e et le 2e millénaire avant J.-C. Dans un bas-fourneau, minerai d’oxyde de fer et charbon de bois sont disposés en couches alternées. Après plusieurs heures de chauffe, puis refroidissement, on obtient une « loupe » de fer qui est frappée pour en éliminer les impuretés – les « scories » – issues du minerai initial. Le principe de ce procédé n’a que peu évolué jusqu’au XVIIIe siècle. A partir du XVe siècle, mais surtout au-delà du XVIIIe siècle, se développent les haut-fourneaux qui modifient le procédé en atteignant des températures plus élevées (1600°C contre 1100°C en moyenne pour un bas-fourneau). Ces derniers délivrent de la fonte liquide, de formule chimique générale Fe3C. La fonte peut ensuite être appauvrie en carbone pour former différents aciers, dont les propriétés physiques dépendent fortement de la teneur finale en carbone. Aujourd’hui, le niveau de maturité technologique des hauts-fourneaux permet d’être très proche de l’optimum théorique en termes d’efficacité énergétique. Un haut-fourneau produit actuellement 3 millions de tonnes de métal par an et, en 2017, la production mondiale d’acier était de 1,7 milliards de tonnes, soit environ 200 kg par habitant et par an (Yellishetty, 2010).

Dans cette transformation, le carbone du charbon de bois (et à partir du milieu du XVIIIe siècle du coke, formé à partir de charbon de terre) est ici le réactif utilisé pour soustraire l’oxygène à l’oxyde de fer ; c’est un réducteur. Cette réaction chimique d’oxydo-réduction s’effectue à très haute température (au-delà de 800°C), et produit du fer et du dioxyde de carbone CO2 (voir équation ci-dessous). Le charbon joue ici le double rôle de réducteur et de source de chaleur grâce à sa combustion.

La métallurgie peut-elle être une brique low-tech?

Notre intuition est que la métallurgie en général pourrait potentiellement être une brique élémentaire low-tech au vu de nos critères définis plus haut. Ainsi, pour des niveaux de production relativement faibles, sa pérennité sur quelques millénaires a été démontrée historiquement dans plusieurs civilisations ; l’abondance du fer dans la croûte terrestre et sa relativement bonne répartition spatiale (voir Figure 2) permettent un accès relativement universel au minerai, sans avoir recours à du transport à très longue distance (ceci n’est pas le cas pour le charbon, voir Figure 2). Son niveau de technicité relativement modeste le rend accessible à des communautés de petite taille. Il nous semble donc qu’il n’y a pas d’obstacle majeur à ce que la métallurgie puisse potentiellement constituer une brique élémentaire d’une société pérenne, équitable et conviviale. Mais, comme nous l’avons signalé plus haut, ce seul aspect technique ne suffit pas, pas plus que de considérer la métallurgie isolément. D’autres questions doivent être étudiées pour répondre à cette question : quel est le niveau de production ? Quels sont les autres objets et procédés nécessaires à la mise en œuvre de l’ensemble : briques réfractaires pour le four, échelles, pics en os ou marteau-piqueur pour l’extraction minière (?), bois si on utilise du charbon de bois, etc. ? Sont-ils low-tech ? Le procédé lui-même est-il mis en œuvre collectivement avec une participation de toutes et tous ou bien accaparé par une minorité et utilisé comme instrument de domination ? Définir si la métallurgie traditionnelle peut s’intégrer dans une société pérenne, équitable et conviviale est déjà en soi un sujet de recherche en low-tech que nous n’avons pas débuté, mais qui pourrait constituer un cas d’étude intéressant. 

 

Figure 2: Distribution du fer (gauche), du charbon (milieu) et du cuivre (droite) en Europe (Source : European Geological Data Infrastructure).

 

Une métallurgie sans charbon

Notre projet de métallurgie vise à utiliser l’énergie solaire concentrée comme source de chaleur et à utiliser des réducteurs alternatifs au charbon (non carbonés ou bio-sourcés), afin de nous affranchir de ce dernier, qu’il soit issu du sous-sol ou du bois. Notre justification est la suivante : si le charbon de terre est utilisé pour la métallurgie, il est possible qu’elle ne soit pas pérenne sur le long terme (cela resterait néanmoins à étudier, car dépendant des réserves accessibles en low-tech des deux éléments fer et charbon) ; de plus, si du charbon de bois est utilisé, les sociétés la mettant en œuvre sont limitées par la production de bois des forêts (et donc la barrière de la photosynthèse), comme dans les sociétés préindustrielles. Il s’agit donc d’estimer si une production de métal supérieure à celle des sociétés préindustrielles et pérenne pourrait être techniquement possible.

 Ce travail constitue une véritable recherche, dans le sens où, historiquement, cette technologie n’a jamais existé. A cela s’ajoute l’évaluation de l’aspect low-tech de notre procédé. Dans la mesure où la production de fer est une brique technique essentielle à la fabrication d’outils clés, comme les turbines évoquées précédemment, mettre au point un procédé de production potentiellement low-tech accroît les possibilités d’un système technique pérenne qui l’exploiterait. Le procédé que nous étudions possède deux spécificités : l’utilisation directe de l’énergie solaire, et l’utilisation de réducteurs différents du charbon.

 

La métallurgie solaire peut-elle être une brique low-tech ?

Utiliser l’énergie solaire directe pour un procédé pose des problématiques spécifiques, la première étant la taille des exploitations. Ainsi, dans le domaine de la production d’électricité, pour remplacer un réacteur nucléaire de 900 MW, il faut une centrale solaire thermodynamique de 40 km2. Dans un autre domaine, un four à pizza professionnel électrique d’environ 1 m x 1 m nécessite une puissance de 26 kW. Même dans les conditions les plus favorables (vers midi en été), le remplacer par un réflecteur solaire nécessiterait de collecter l’énergie solaire sur une zone de 5 m x 5 m, sans compter qu’une partie de l’énergie est perdue lors de la collecte. De plus, utiliser ce  four pour le même usage au printemps ou en automne nécessiterait un réflecteur avec une surface deux fois plus importante. Nous reviendrons sur la question des usages plus loin.

La deuxième problématique, bien connue, est celle de l’intermittence, que l’on peut soit tenter de pallier techniquement (stockage de l’énergie thermique), soit intégrer comme contrainte, avec comme conséquence des jours sans électricité, pizza, ou production de fer. Cette taille importante et l’intermittence pose une question à laquelle nous n’avons actuellement pas de réponse, mais que nous souhaiterions étudier à moyen terme : est-il vraiment rentable pour une société d’investir de l’énergie, du temps, des matériaux et du savoir-faire technologique dans la construction de grands réflecteurs solaires pour faire de la métallurgie, compte tenu des contraintes liées à l’intermittence et à la taille du dispositif ? Et ce alors que la métallurgie traditionnelle basée sur le charbon de bois, fonctionne parfaitement depuis des millénaires ? Cette question est complexe, et nécessite d’étudier le solaire à concentration avec un regard critique sous ses différents aspects : matériaux et procédés pour la fabrication de surfaces réfléchissantes, énergie et temps nécessaire, usage, convivialité, complexité technique et savoir-faire, etc. Un des premiers indicateurs à évaluer sera la capacité de production afin de vérifier si la métallurgie solaire telle que nous la concevons peut subvenir a minima à ses propres besoins en métal, principalement pour fabriquer ses miroirs de concentration. Une question est également de savoir si la quantité de bois nécessaire pour la fabrication d’un miroir en fondant le verre (si le réflecteur lui-même n’y suffit pas) est bien amortie sur le long terme par le bois économisé au cours de la phase d’utilisation.

 

Des réducteurs alternatifs low-techs ?

En ce qui concerne les réducteurs, plusieurs sont envisageables : hydrogène, ammoniac, urée, méthane. Chacun de ces réducteurs, dans un système technique pérenne, pourrait être produit par différentes techniques, qui devraient faire l’objet d’études spécifiques. Ainsi, l’hydrogène pourrait être produit par une technique d’électrolyse de l’eau (une version potentiellement low-tech pourrait être de l’électrolyse réalisée à proximité d’une roue hydraulique) ou par des procédés solaires à haute-température, actuellement étudiés au four solaire d’Odeillo (Laboratoire PROMES). L’ammoniac et l’urée seraient tous deux issus de l’urine produite par des humains et des animaux. Cela nécessite aussi une recherche sur les procédés permettant l’extraction et la conservation de l’urée et de l’ammoniac depuis l’urine. Le méthane pourrait être issu de la méthanisation de résidus de culture. On peut noter que les réducteurs biosourcés ne permettent pas de franchir la « barrière de la photosynthèse », évoquée plus haut. Néanmoins, ils permettent d’avoir des réducteurs qui ne proviennent pas des forêts, et pourraient conduire à une augmentation de la quantité totale de réducteurs disponible dans un système technique pérenne. Cette augmentation serait par contre en compétition avec d’autres usages potentiels de l’urine comme le tannage du cuir ou l’enrichissement en azote des sols cultivés, par exemple. Cela illustre bien la nécessité d’avoir une vision globale d’un système technique lorsque l’on réfléchit aux technologies « low-tech », afin de ne pas résoudre un problème en en créant un nouveau, un travers de nos sociétés que nous souhaiterions éviter.

Cela montre également l’importance de la question du niveau de consommation de fer et de l’usage qui en est fait dans la société, car il nous paraît assez clair que le niveau de production en fer d’une société faisant appel à des réducteurs biosourcés ne pourrait être que bien inférieur à notre niveau de production actuel. Pour fixer les idées, on peut faire un calcul de coin de table de la quantité de fer que permettrait de produire l’urine des humains. En faisant l’hypothèse très irréaliste que la totalité de l’azote contenue dans l’urine serait récupérée et que le procédé métallurgique mis en œuvre se ferait sans perte d’azote, on arrive à la valeur de 16 kg de fer par an et par personne. Ceci constituerait donc la quantité maximale accessible, à comparer aux 200 kg par an et par personne produits actuellement. Dans un véritable procédé, en particulier low-tech, cette valeur serait bien évidemment plus faible. Elle pourrait en revanche être augmentée par la récupération de l’urine d’animaux domestiques, une vache produisant par exemple 10 fois plus d’urine qu’un humain.

Le seul réducteur non-biosourcé et non-carboné que nous avons identifié est l’hydrogène, dont la production low-tech pose des questions techniques intéressantes : là aussi, l’investissement technologique et humain dans la fabrication d’une roue hydraulique, d’un alternateur permettant de produire de l’électricité (nécessitant a minima de fabriquer des fils électriques gainés), d’un électrolyseur, et d’un système de stockage (compression du gaz ?) en vaut-il la chandelle, quand on peut se contenter de couper du bois et fabriquer du charbon de bois ?

 

Autres usages d’un tel procédé

Même si notre projet est centré sur le fer, la métallurgie solaire pourrait être utilisée pour d’autres métaux. Par exemple, le cuivre, élément essentiel de notre système électrique actuel, est également plutôt bien réparti (voir Figure 2), mais il pose une problématique différente. Ainsi, si la production d’une relativement faible quantité de fer peut subvenir aux besoins en outils d’une société sobre en matériaux, il faut noter que la quantité de cuivre nécessaire à un réseau électrique global est très importante. Néanmoins, l’avantage du cuivre est qu’il s’oxyde beaucoup moins que le fer, et est donc à ce titre bien plus durable. L’éventuelle place et nature d’une brique « production électrique » dans un éventuel système technique pérenne pose donc des questions complexes et passionnantes, comme nous l’avons déjà évoqué précédemment au sujet de l’hydrogène.

De plus, l’utilisation de procédés à énergie solaire concentrée pour le recyclage des métaux est une alternative envisageable dès aujourd’hui en lieu et place de procédés artisanaux. Nous pensons par exemple au recyclage du plomb des batteries, qui fait l’objet d’un projet de recherche mêlant anthropologie et génie chimique à l’ENSIACET (Toulouse), ou à celui du cuivre et d’autres métaux précieux contenus dans les appareils électroniques usagés.

Enfin, en s’inspirant de l’impression 3D solaire telle qu’elle a été mise en œuvre à partir du sable du Sahara par le designer Markus Kayser (Solar Sinter Project) en 2003, le recyclage et la fabrication d’objets constitués d’un seul matériau (verre ou métal), via des cycles de fonte et de (ré-)impression, peut constituer une famille de  briques élémentaires qui faciliteraient le réemploi, la reproduction et/ou l’évolution de certains objets de notre quotidien.

Des procédés et usages à plus basse température que la métallurgie peuvent aussi faire partie des usages d’un concentrateur solaire : déshydratation de fruits et légumes, poterie, chauffage de pierres pour des bains ou pour l’intérieur d’une habitation, cuisine quotidienne, forge, etc. C’est l’ensemble de ces usages qu’il faudrait prendre en compte dans le cadre d’une évaluation globale de la technologie. Cela met également en avant le fait que la saisonnalité de la production solaire pourrait être couplée à une saisonnalité des usages, comme de la fonderie en été et des activités de chauffage des habitations en hiver.

 

Le miroir, objet central

La condition à remplir pour que les usages que nous venons de décrire s’inscrivent dans un système technique pérenne est que les miroirs de concentration du flux solaire soient obtenus grâce à un procédé low-tech. Ceci nous paraît assez complexe. Une société capable de fournir à ses habitants des concentrateurs solaires nécessite un niveau de complexité technologique assez élevé. Il se pourrait donc que celui-ci ne soit pas compatible avec la pérennité d’une société n’utilisant plus d’énergies fossiles pour raisons climatiques ou d’épuisement des ressources.

A la place d’une fabrication de type préindustrielle à base de verre et métal fondu, les concentrateurs pourraient être fabriqués en aluminium, ce qui faciliterait, en raison de leur faible poids, la fabrication de grosses structures. Cela nécessiterait alors la maîtrise de l’électricité, puisque la fabrication de l’aluminium la requiert ainsi que, pour les procédés actuels, l’utilisation d’électrodes en graphite et de composants électriques. La pérennité de la production électrique conditionne donc la possibilité de produire de l’aluminium.

L’étude de cet objet qu’est le miroir et de la manière dont il est éventuellement fabriqué et utilisé nous semble donc intéressante pour définir différentes familles de systèmes socio-techniques, d’une utilisation marginale du miroir ou inexistante à une utilisation centrale pour les procédés. De nombreuses sociétés préindustrielles connaissait le miroir, mais il n’y a jamais été utilisé pour faire de l’artisanat, même si le principe de la concentration solaire était compris (“les miroirs ardents” étaient par exemple utilisés en Chine il y a trois millénaires pour allumer le feu). Une conclusion de notre étude sera peut-être que de larges concentrateurs solaires ne peuvent être fabriqués dans une société pérenne, expliquant pourquoi les sociétés du passé n’en ont pas fabriqué avant l’utilisation des énergies fossiles.

 

Description méthodologique de notre projet : les premières pierres…

Pour ce projet, nous avons décidé d’utiliser comme matériaux de base des minerais contenant de l’oxyde de fer qui ont été historiquement exploités dans le Sud-Ouest de la France pour la production métallurgique. Nous obtenons ces minerais via une collaboration avec des géologues (GET, Toulouse) ayant effectué des prélèvements sur différents sites d’intérêt. Nous faisons également des expériences sur des boulettes d’oxyde de fer utilisées par l’industrie sidérurgique, qui nous ont été gracieusement fournies par Arcelor-Mittal. Pour l’instant, nos expériences consistent à convertir ces échantillons en fer dans un simulateur solaire, c’est-à-dire une lampe dont le flux lumineux est focalisé sur la cible, pour une puissance d’environ 150 W lumineux. Une fois mis au point, ces procédés seront testés en condition réelle au four solaire d’Odeillo (collaboration PROMES, Odeillo), lieu d’expérimentation de différentes utilisations de l’énergie solaire depuis 1969. Sa plus grande installation est un miroir parabolique de 1830 m2, vers lequel des héliostats (grands miroirs orientables) renvoient la lumière solaire. Il permet de concentrer une énergie d’1 MW. Pour les premières expériences de mise au point, de plus petits concentrateurs, d’une puissance d’environ 1,5 kW, seront utilisés.

 Enfin, un dernier volet de ce projet est basé sur une collaboration avec des spécialistes de l’analyse de cycle de vie des procédés (TBI, Toulouse), ce qui nous permettra d’évaluer les impacts environnementaux de cette technologie et de la comparer à celle basée sur l’utilisation du charbon fossile ou du charbon de bois. Il faut néanmoins noter qu’une analyse de cycle de vie effectuée avec les méthodologies actuelles conduit à évaluer les impacts d’une « brique élémentaire » dans notre système technique actuel, qui n’est a priori pas pérenne. Elle ne permet en revanche pas de savoir si cette technologie est « low-tech », dans le sens où nous l’entendons.

 

Conclusion sur la métallurgie solaire

Évaluer l’apport éventuel de la métallurgie solaire par rapport à la métallurgie classique à base de charbon de bois nécessitera une analyse comparative, complète et complexe des systèmes techniques qui les incluent. Intuitivement, nous dirions que, dans des systèmes techniques proches de celui des sociétés préindustrielles européennes, qui avaient des niveaux de production de fer relativement faibles, l’enjeu n’en vaudrait sans doute pas la chandelle, en raison peut-être de l’investissement technologique important et des inconvénients de l’intermittence ; l’utilisation de charbon de bois serait probablement plus avantageuse. Par contre, dans une société où la production serait plus importante que dans les sociétés préindustrielles et/ou le bois une denrée rare, cela ne serait sans doute plus le cas. Mais répondre rigoureusement à cette question nécessitera d’évaluer précisément les temps de travail, les rendements, l’usure et la maintenance de ces différentes techniques, reprenant ainsi les méthodes de l’archéologie expérimentale, qui cherche à comprendre pourquoi certaines technologies ont été préférées à d’autres dans le passé. En ce sens, la recherche en low-tech pourrait, par certains aspects, être considérée comme une archéologie du futur !

 

*       *       *

 

Cet article poursuivait deux objectifs. Dans un premier temps, nous avons cherché à établir une définition des low-techs qui combine aspects matériel et politique tout en étant compatible avec un travail d’analyse quantitative, voire de modélisation. Nous avons alors proposé de considérer qu’une technique low-tech est une brique élémentaire d’un système technique pérenne, équitable et convivial, ces trois notions pouvant faire l’objet d’une évaluation basée sur des indicateurs ou sur des valeurs à définir par les citoyens. Dans un second temps, nous avons développé un exemple de recherche en low-tech s’inscrivant dans ce cadre  théorique. La métallurgie solaire illustre bien les problématiques qui se posent lors de l’évaluation de l’aspect low-tech d’une technologie. Tout d’abord, une technologie ne peut se penser en dehors d’un système technique global. Dans le cas de la métallurgie solaire, l’évaluation de la pérennité de la technique est dépendante de la demande générale en métal de la société, et donc in fine de la “qualité de vie” ou des valeurs qu’elle poursuit. Par ailleurs, bien que la métallurgie solaire soit basée sur des ressources relativement bien réparties et accessibles sur l’ensemble des continents – l’irradiation solaire et le minerai de fer- , elle ne garantit pas par essence l’équité ou la convivialité de son usage : cette dernière reste dictée par les valeurs mises en avant dans l’organisation collective de la société qui l’adopte. Là encore, le caractère low-tech d’une technique apparaît indissociable d’un regard d’ensemble sur le système au sein duquel elle s’inscrit. Enfin, notre réflexion sur la métallurgie solaire met en lumière le manque actuel d’outils et de méthodologies pour évaluer les technologies low-tech. Les technologies high-tech ont par exemple développé un outil standardisé – l’analyse de cycle de vie (ACV) –  mais qui est inadapté aux problématiques et critères que nous avons développés tout au long de cet article. Une ACV adaptée à la poursuite d’une société pérenne, équitable et conviviale devrait prendre en compte la dépendance avec d’autres briques technologiques, mais également le temps de travail pour la fabrication ou la maintenance (et pas simplement l’énergie), la pénibilité du travail, le temps d’apprentissage du savoir-faire nécessaire à la fabrication, etc. Cela nécessiterait donc peut-être d’intégrer une forme d’artisanat expérimental à la recherche sur les low-techs, car appréhender les multiples dimensions d’un objet technique demande d’en faire réellement usage. Dans le cas de la métallurgie solaire, nous nous sommes par exemple demandés quel serait le temps nécessaire à la fabrication d’un miroir en bronze en dinanderie, son taux d’usure, ou comment sa qualité optique dépendrait de la méthode de fabrication et du savoir-faire de la personne l’élaborant.

Pour conclure, penser les futurs possibles de l’humanité implique donc selon nous d’accepter deux mouvements pourtant souvent évacués du débat public sur les questions technologiques : d’une part penser le système dans son ensemble, et non ses parties séparément, d’autre part précéder la réflexion technique d’une réflexion politique sur le type de société dans lequel nous souhaitons vivre.

 

 

 

* Notes bibliographiques sur les auteurs :

Sébastien Lachaize est chimiste et a principalement travaillé à la synthèse de nanoparticules magnétiques, en particulier pour des applications en cancérologie. Depuis quelques années, il a arrêté de participer à cette recherche pour des raisons éthiques. Il se consacre, dans son quotidien et son travail, à l’exploration des façons de favoriser la Vie et sa diversité dans notre société. Julian Carrey est physicien et travaille dans le domaine du magnétisme. A côté de ses activités de recherche high-tech standard, il s’intéresse à l’histoire des techniques et des civilisations, à l’énergie, aux rapports du GIEC et aux low-techs. Tous deux sont enseignants-chercheurs à l’INSA Toulouse et, après plusieurs années de réflexion sur les low-techs, ont décidé de démarrer un projet concret. Guillaume Carbou est chercheur en sciences de l’information et de la communication, spécialiste d’analyse du discours. Ses travaux portent en particulier sur les dynamiques et la circulation de la pensée écologique dans les débats de société. 

 

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