En 2024, les énergies renouvelables ont représenté 92 % des nouvelles capacités électriques installées dans le monde, et l’IRENA estime qu’elles ont permis d’éviter 57 milliards de dollars de dépenses en combustibles fossiles sur la seule année. Pourtant, le charbon, le pétrole et le gaz fournissent encore près de 60 % de l’électricité mondiale et restent omniprésents dans les transports, l’industrie et le chauffage. La transition n’est donc pas achevée — loin de là. Quelles sources d’énergie sont véritablement en mesure de prendre le relais des fossiles ? Aucune ne suffira seule : c’est un mix qui s’impose, combinant les atouts complémentaires de plusieurs filières. Voici un panorama actualisé des alternatives viables.
Les différentes alternatives viables aux combustibles fossiles
L’énergie hydraulique
L’hydroélectricité exploite depuis plus d’un siècle le débit de l’eau pour produire de l’électricité. En 2024, elle reste la première source d’électricité renouvelable au monde, avec 4 578 TWh produits — soit 14,2 % du mix électrique mondial et 45 % de l’électricité renouvelable. La capacité installée atteint 1 443 GW, pour un coût moyen de 0,057 $/kWh.
Son principal atout, au-delà du coût très bas sur les ouvrages amortis, tient à sa pilotabilité : un barrage peut ajuster sa production en quelques minutes, ce qui en fait un partenaire idéal des renouvelables intermittentes. Les stations de transfert d’énergie par pompage (STEP), qui remontent l’eau en période d’excédent pour la turbiner aux heures de pointe, constituent le plus grand système de stockage d’électricité au monde (189 GW fin 2024). L’hydroélectricité a cependant ses limites : les meilleurs sites sont déjà équipés dans les pays développés, les grands barrages ont un impact écologique réel (fragmentation des rivières, émissions de méthane en zone tropicale) et sa marge de croissance reste modeste.
La biomasse
La biomasse produit de l’énergie à partir de matière organique — résidus agricoles, déchets de bois, cultures dédiées, ordures ménagères. On peut la brûler pour produire chaleur et électricité, ou la convertir en biocarburants liquides ou gazeux (bioéthanol, biodiesel, biogaz). Le secteur employait 2,6 millions de personnes dans le monde en 2024 rien que sur les biocarburants liquides, selon l’IRENA.
Son bilan environnemental est contrasté et dépend fortement de la ressource utilisée. Les déchets valorisés et les résidus agricoles présentent un bilan carbone favorable, parce que la matière brûlée aurait émis du CO₂ en se décomposant de toute façon. En revanche, les cultures dédiées (maïs pour l’éthanol, palme pour le biodiesel) posent des problèmes : concurrence avec la production alimentaire, déforestation, usage intensif d’eau et d’engrais. Pour être réellement durable, la biomasse doit s’inscrire dans une logique de circuits courts et de valorisation des déchets, pas dans une monoculture énergétique.
L’éolien
La conversion de l’énergie cinétique du vent en électricité via des turbines est devenue l’une des technologies les plus compétitives du marché. Avec 0,034 $/kWh en moyenne mondiale en 2024, l’énergie éolienne terrestre est désormais la source d’électricité neuve la moins chère au monde — 53 % moins chère que la moins chère des solutions fossiles neuves.
Les machines modernes n’ont plus rien à voir avec celles du début des années 2000. Les éoliennes terrestres françaises atteignent aujourd’hui 2 à 4 MW de puissance unitaire, avec une hauteur en bout de pale de 150 à 230 mètres. En mer, les dernières générations montent à 14-16 MW. L’éolien en mer, bien que plus cher à déployer (0,080 $/kWh), bénéficie de vents plus forts et plus réguliers, avec un facteur de charge qui peut dépasser 50 % contre 25 % pour le terrestre. L’éolien fournissait 8 % de l’électricité mondiale en 2024, soit 2 511 TWh. Les parcs s’installent dans des zones ventées — littoraux, plaines, crêtes, espaces maritimes — en gardant généralement une distance de sécurité avec les zones densément habitées.
Le solaire
Le photovoltaïque s’impose comme la filière qui croît le plus vite au monde, avec vingt années consécutives d’expansion. En 2024, sa production a bondi de 474 TWh (+29 %), franchissant 2 000 TWh et représentant 6,9 % du mix électrique mondial. Les panneaux modernes convertissent 20 à 22 % de l’énergie solaire reçue en électricité, contre 12 à 15 % il y a quinze ans. Les technologies tandem pérovskite-silicium, actuellement en phase d’industrialisation, promettent 30 % de rendement d’ici la fin de la décennie.
Le solaire présente un atout unique parmi les renouvelables : sa modularité. Une même technologie s’adapte à un toit résidentiel (3 à 9 kW), un bâtiment commercial (100 à 500 kW) ou une ferme au sol de plusieurs centaines de mégawatts. Cette souplesse lui ouvre des gisements quasiment illimités : toitures, friches industrielles, ombrières de parking, agrivoltaïsme. À 0,043 $/kWh en moyenne mondiale, le solaire utility-scale est la deuxième source d’électricité neuve la moins chère au monde.
Le nucléaire
En France, le nucléaire assurait 68,2 % de la production d’électricité en 2025, selon le bilan RTE — la première source d’électricité du pays, combinée à 31 % d’électricité renouvelable. À l’échelle mondiale, le nucléaire a représenté environ 9 % de la production électrique en 2024. Il présente plusieurs atouts de poids pour la transition : pas d’émission directe de CO₂, fonctionnement en continu 24 h/24, forte densité énergétique, et une empreinte foncière très limitée comparée aux renouvelables.
Ses inconvénients sont tout aussi connus : coûts d’investissement élevés (environ 110 $/MWh aux États-Unis, 160 $/MWh en Union européenne en 2024), gestion des déchets radioactifs à très long terme, risque résiduel d’accident, durée de construction souvent longue. Mais la filière connaît un net regain d’intérêt : plus de 70 GW de nouvelles capacités sont en construction dans le monde, lors de la COP28 une vingtaine de pays se sont engagés à tripler leur capacité nucléaire d’ici 2050, et les petits réacteurs modulaires (SMR) suscitent un intérêt croissant. Le nucléaire n’est pas une énergie renouvelable stricto sensu, mais il s’intègre dans la catégorie plus large des sources bas carbone, complémentaire des renouvelables pour décarboner le mix électrique.
Pourquoi les renouvelables sont une alternative durable
La différence fondamentale entre les combustibles fossiles et les renouvelables tient à la notion de stock. Charbon, pétrole et gaz sont des réserves finies, constituées par l’enfouissement de matière organique sur des millions d’années. Une fois brûlés, ils ont disparu définitivement. Les prévisions de durée de vie des réserves varient selon les sources et la consommation future — une cinquantaine d’années au rythme actuel pour le pétrole, davantage pour le gaz et le charbon —, mais le pic du charbon a probablement été atteint en 2023-2024 selon l’AIE, signe que la bascule est engagée.
Les renouvelables, au contraire, exploitent des flux continus qui ne s’épuisent pas à l’échelle humaine. Le soleil brillera demain comme aujourd’hui, le vent traversera les paysages, les fleuves couleront. Capter l’énergie de ces flux ne les « consomme » pas : un panneau solaire utilise au passage un rayonnement qui serait autrement reperdu en chaleur. Cette nature non consommable de la ressource rend les renouvelables durables par construction — et explique pourquoi leur coût marginal de production est proche de zéro une fois l’installation amortie.
Remplacer les fossiles : un impératif climatique et économique
Le changement climatique s’est imposé comme la menace la plus documentée du siècle, et la combustion des combustibles fossiles en est la principale cause. Les vagues de chaleur, sécheresses, incendies et événements météorologiques extrêmes se multiplient : en 2024, la climatisation à elle seule a représenté près d’un cinquième de la hausse de la demande mondiale d’électricité, signe d’une boucle vicieuse où le réchauffement accroît la consommation énergétique.
Paradoxalement, c’est aussi la dépendance aux fossiles qui maintient une partie de la planète hors des circuits énergétiques modernes. Selon l’AIE et la Banque mondiale, 685 millions de personnes vivaient sans accès à l’électricité en 2022 — un chiffre qui a augmenté pour la première fois en dix ans, sous l’effet de la crise énergétique mondiale et de la hausse des prix du gaz et du pétrole. Les pays en développement, particulièrement en Afrique subsaharienne, paient le prix fort de la volatilité des marchés fossiles. Les systèmes décentralisés basés sur le solaire (mini-réseaux, systèmes solaires domestiques) offrent au contraire une solution d’électrification rapide et bon marché pour ces zones, sans nécessiter de lourds investissements dans le réseau national.
À l’échelle mondiale, les sources bas carbone ont franchi le seuil des 40 % de la production électrique en 2024, une première depuis les années 1940. L’Agence internationale de l’énergie prévoit qu’elles dépasseront 50 % avant 2030 dans son scénario central, avec une capacité renouvelable passant de 4 250 GW aujourd’hui à près de 10 000 GW.
Les avantages des énergies alternatives
Remplacer les fossiles par des énergies propres apporte d’abord un gain sanitaire considérable. Selon une étude publiée dans Environmental Research en 2021, la pollution liée aux combustibles fossiles est responsable d’environ 8,7 millions de décès prématurés par an dans le monde — près d’un décès sur cinq. L’OMS estime par ailleurs à 3,2 millions les décès annuels dus à la pollution intérieure liée aux modes de cuisson polluants (bois, charbon) dans les pays en développement. Basculer vers les renouvelables, c’est donc aussi une politique de santé publique majeure.
C’est ensuite un levier d’emploi local considérable. Le secteur des énergies renouvelables employait 16,6 millions de personnes dans le monde en 2024, dont 7,3 millions dans le solaire et 1,9 million dans l’éolien. À la différence des combustibles fossiles, qui supposent l’importation depuis quelques pays producteurs, les renouvelables se déploient sur les territoires qu’elles alimentent, créant des emplois d’installation, de maintenance et de gestion du réseau qui ne peuvent pas être délocalisés.
C’est enfin une source de stabilité économique. Les renouvelables étant moins dépendantes des marchés mondiaux que les fossiles, elles protègent les consommateurs contre la volatilité des cours du pétrole et du gaz. L’épisode européen de 2022, avec la flambée des prix du gaz après le conflit russo-ukrainien, a brutalement rappelé la valeur stratégique de cette indépendance. À long terme, les pays qui basculent massivement vers les renouvelables réduisent leur facture énergétique nationale et sécurisent leur approvisionnement.
Les inconvénients et défis de la transition
Ces atouts ne doivent pas masquer les difficultés concrètes du basculement. Le premier obstacle est le coût de modification des infrastructures. Les réseaux électriques, conçus pour acheminer l’électricité depuis quelques grosses centrales pilotables, doivent être profondément transformés pour gérer une production décentralisée et variable. Les délais de raccordement dépassent fréquemment plusieurs années en Europe comme aux États-Unis, ce qui freine directement la croissance de la filière.
Le deuxième obstacle est la reconversion des travailleurs et des territoires. Des pans entiers d’industries historiques — extraction minière, raffinage pétrolier, logistique fossile — devront se reconvertir. La transition suppose un accompagnement massif : formation, soutien aux régions historiquement dépendantes du charbon ou du gaz, développement de nouvelles filières locales. Le passage à des sources d’énergie alternatives est inévitable, mais il doit être juste : les entreprises qui s’adaptent prospéreront, celles qui refusent le changement disparaîtront.
Le troisième obstacle tient à l’intermittence et au stockage. Le solaire ne produit pas la nuit, l’éolien dépend du vent. Les batteries stationnaires, dont le coût a chuté de 93 % depuis 2010, deviennent compétitives pour l’échelle journalière, mais le stockage saisonnier reste un chantier technologique et économique. L’hydrogène vert, les STEP et le stockage thermique longue durée sont prometteurs mais encore coûteux.
La meilleure alternative aux combustibles fossiles
Aucune filière ne remplacera seule les combustibles fossiles. Le solaire domine sur la modularité et les volumes disponibles, mais il est intermittent. L’éolien complète bien le solaire (le vent souffle souvent quand le soleil se couche, et inversement), mais il a ses propres contraintes de sites. L’hydroélectricité apporte la pilotabilité indispensable à l’équilibrage du réseau, mais sa marge de croissance est limitée. Le nucléaire fournit une base stable et bas carbone, mais avec des coûts et des délais de construction élevés.
La bonne réponse, c’est le mix. Un système énergétique décarboné efficace combine plusieurs filières renouvelables complémentaires, auxquelles s’ajoutent selon les pays le nucléaire, le stockage (batteries, STEP, hydrogène) et les interconnexions électriques entre territoires. Le solaire photovoltaïque, par sa facilité d’installation sur les toits et ses faibles coûts, sera probablement le principal pilier volumétrique de la transition. Mais sans l’éolien pour prendre le relais la nuit et l’hiver, sans l’hydro pour absorber les pics, sans le stockage pour lisser les creux, le solaire ne suffit pas.
Un parc éolien moderne rembourse en général son empreinte carbone de fabrication en moins d’un an de fonctionnement. Un panneau photovoltaïque en 1 à 3 ans selon son origine et son mix énergétique de fabrication. Sur une durée de vie de 20 à 30 ans, ces technologies fournissent donc 20 à 30 fois plus d’énergie qu’elles n’en ont consommé pour être produites — un ratio que les centrales fossiles, qui brûlent leur combustible en continu, n’atteindront jamais.
Conclusion
La décennie en cours va voir les renouvelables s’imposer durablement comme premier pilier du système électrique mondial. L’AIE projette qu’elles fourniront près de la moitié de l’électricité de la planète avant 2030. Les coûts ont basculé en leur faveur, les technologies sont matures, les investissements affluent (2 000 milliards de dollars en 2024 dans les énergies propres, presque le double du fossile). Les principaux défis restants — stockage, modernisation des réseaux, reconversion des territoires — sont d’ordre industriel et politique, pas technologique.
Une seule énergie renouvelable ne remplacera pas l’ensemble des combustibles fossiles. C’est une combinaison intelligente — solaire dominant, éolien complémentaire, hydro pilotable, stockage mature, nucléaire pour la base selon les pays — qui fera basculer le système. La population mondiale et les besoins énergétiques continuant à croître, il est indispensable d’accélérer le rythme de cette transition. Chaque gigawatt renouvelable ajouté rapproche un peu plus le monde d’un système énergétique durable, équitable et résilient.
FAQ — remplacer les combustibles fossiles
Quelle énergie peut remplacer le pétrole, le gaz et le charbon ?
Aucune source d’énergie ne peut remplacer seule les combustibles fossiles. La transition s’appuiera sur un mix : solaire photovoltaïque comme pilier volumétrique (modularité, faibles coûts), éolien pour complémentarité temporelle, hydroélectricité pour la pilotabilité, stockage (batteries, STEP, hydrogène) pour l’équilibrage, et nucléaire pour la base bas carbone selon les pays. Cette combinaison exploite les atouts complémentaires de chaque filière.
Quelle est la part des renouvelables dans l’électricité mondiale en 2024 ?
Les énergies renouvelables ont représenté 32 % de la production électrique mondiale en 2024, dont 14,2 % pour l’hydroélectricité, 8 % pour l’éolien, 6,9 % pour le solaire et 2,6 % pour la biomasse et autres filières. Avec le nucléaire (9 %), l’ensemble des sources bas carbone a dépassé 40 % du mix électrique mondial, une première depuis les années 1940.
Combien de temps reste-t-il avant l’épuisement des combustibles fossiles ?
Les projections varient selon les sources et le rythme de consommation futur. Au rythme actuel, les réserves de pétrole dureraient environ 50 ans, celles de gaz un peu plus, et celles de charbon près de 130 ans. Mais la question n’est plus vraiment là : selon l’AIE, le pic de production du charbon a été atteint en 2023-2024, et les fossiles sont désormais concurrencés par des renouvelables devenues moins chères. La transition s’accélère bien avant tout épuisement physique.
Quelle est la part du nucléaire dans l’électricité française ?
Selon le bilan RTE 2025, le nucléaire a produit environ 68,2 % de l’électricité française en 2025, confirmant sa place de première source du mix électrique national. Les énergies renouvelables représentent environ 31 % du mix électrique français (hydro, éolien, solaire, biomasse), portant à plus de 95 % la part d’électricité bas carbone dans le pays — l’un des mix les plus décarbonés au monde.
Combien de personnes sont encore privées d’électricité dans le monde ?
Selon le rapport conjoint AIE-IRENA-ONU-Banque mondiale-OMS publié en 2024, 685 millions de personnes n’avaient pas accès à l’électricité dans le monde en 2022, soit environ 8 % de la population mondiale. Ce chiffre a augmenté pour la première fois en dix ans, sous l’effet de la crise énergétique mondiale. Les solutions décentralisées basées sur le solaire (mini-réseaux, systèmes solaires domestiques) offrent une voie d’électrification rapide pour l’Afrique subsaharienne, où vit 85 % de la population concernée.
