Le Postulat de Khazzoom-Brookes

L’effet rebond (dont le cas extrême est le paradoxe de Jevons) peut être défini comme « l’augmentation de consommation liée à la réduction des limites suite à l’utilisation d’une technologie, ces limites pouvant être monétaires, temporelles, sociales, physiques, liées à l’effort, au danger, à l’organisation… ».

Il en découle que : les économies d’énergie ou de ressources initialement prévues par l’utilisation d’une nouvelle technologie sont partiellement ou complètement (Jevons) compensées à la suite d’une adaptation du comportement de la société.

Le postulat de Khazzoom-Brookes (du nom des économistes Daniel Khazzoom et Leonard Brookes) est une théorie économique selon laquelle une meilleure efficacité énergétique tend paradoxalement à augmenter la consommation d’énergie.
Elle reprend et actualise le paradoxe de Jevons et est un exemple de l’effet rebond.

En effet, les économistes considèrent que l’augmentation des coûts de l’énergie (à cause de taxes supplémentaires, de pénuries, etc.) réduit sur le court terme l’utilisation de l’énergie, mais favorise, sur le long terme, une meilleure efficacité énergétique (via l’innovation).

Le HPC suit le postulat de Khazzoom-Brookes (From Bits to Buildings:
Energy Efficiency and the Path to Exaflops
)

Ils concluent que « cette réponse en efficacité compense partiellement l’augmentation des prix et donc la réduction de la demande est affaiblie. Le résultat final est un nouvel équilibre entre l’offre et la demande à un niveau plus élevé de l’approvisionnement et de la consommation que s’il n’y avait pas eu de réponse en efficacité. »

Ainsi, les voitures utilisant moins de carburant pourraient provoquer une augmentation correspondante du nombre de voitures, des trajets et d’activités liées aux voyages plutôt qu’une baisse de la demande en énergie. Il apparaît que ces multiplicateurs latents d’effets opposés seraient généralement plus grands que le résultat linéaire de l’effet original.

Le même raisonnement peut être appliqué pour les voitures moins polluantes, qui in fine, en raison de l’augmentation du nombre de voitures, polluent plus que la situation initiale.

Le Paradoxe de Jevons

Le paradoxe de Jevons (du nom de William Stanley Jevons – économiste et logicien britannique – qui l’a mis en évidence en 1865) énonce qu’à mesure que les améliorations technologiques augmentent l’efficacité avec laquelle une ressource est employée, la consommation totale de cette ressource peut augmenter au lieu de diminuer (d’où le paradoxe).

En particulier, ce paradoxe implique que l’introduction de technologies plus efficaces et moins consommatrices en matière d’énergie peut, dans l’agrégat, augmenter la consommation totale de l’énergie.

William Stanley Jevons

Dans son livre de 1865, Sur la question du charbon, Jevons observe que la consommation anglaise de charbon a fortement augmenté après que James Watt a introduit sa machine à vapeur.

En effet, les innovations de Watt ont fait du charbon une source d’énergie plus rentable (produit plus d’énergie qu’avant, pour la même quantité de charbon), ce qui a conduit à généraliser l’utilisation de la machine à vapeur au sein des manufactures.
Plutôt que de réduire la consommation totale de charbon, les améliorations technologiques et les gains de rentabilité ont conduit à accroître la consommation totale de charbon, d’où le paradoxe.

Les améliorations techniques entre 1830 et 1863 ont permis de diminuer de deux tiers (66%) la consommation de charbon par unité de fer produite, mais dans le même temps ont conduit à une multiplication par dix (1000%) de la quantité de charbon consommée !

La Loi de Dolbear

La stridulation est le mécanisme principal de communication acoustique chez les insectes. Il permet d’émettre un signal sonore via l’utilisation de différentes structures.

La loi de Dolbear établit une relation entre la température ambiante et la fréquence à laquelle le grillon Oecanthus fultoni stridule. Elle a été formulée par le physicien américain Amos Dolbear en 1897 dans un article intitulé «The Cricket as a Thermometer».

La fréquence de stridulation dépend de la force des vents, des conditions physiologiques ainsi que d’autres facteurs comme l’âge ou la réussite reproductive des grillions, si bien que la loi de Dolbear reste une approximation.

Le Grillon de Fulton appelé aussi «Thermometer Cricket»

La relation entre la température et le son est causée par une augmentation du métabolisme du grillon à sang froid, qui se produit lorsque la température augmente. Un métabolisme plus élevé fournit plus d’énergie pour les contractions musculaires qui produisent le son.

Ainsi, étant donné N, le nombre de stridulation par minute, la formule suivante permet d’estimer la température TF en degrés Fahrenheit :

Une formule similaire s’applique aussi pour les sauterelles.