L'ELECTRICITE EN
FRANCE
(Nucléaire
et Energies renouvelables
voir
aussi la fiche pétrole)
PLAN DE LA FICHE

Le problème des
pointes de
consommation
En hiver 2004 la consommation électrique
en France a atteint 86 024 Mw
Le 19
décembre 2007 à 19 heures nouveau record de consommation 88 960 Mw (88,96 Gw)
Le 7 janvier
2009 l'hiver est rigoureux -9° à Paris nouveau record de consommation 92,5 GW
*TWh = Téra watt heure, le préfixe Téra
signifie 10 puissance 12 (1012), c'est à dire million de millions ou millier de milliards.
Un
Watt heure est l'énergie dépensée par un appareil consommant un watt pendant une heure.
Si en 1997 l' EDF a fourni 376 TWh,
cela correspond pratiquement à 1 TWh par jour, chaque heure 41,6 GWh sont fournis par EDF.
Consommation des Français:
Le 9
janvier 2009 la pointe de consommation s'est élevée à 92,5 MW, la puissance
installée en France a-t-elle été suffisante? C'est peu probable. Il est
vraisemblable qu'EDF a du recourir à l'achat d'énergie chez l'un de nos
voisins, énergie fabriquée comment? Et nos voisins qui étaient dans la même
situation climatique que nous avaient-ils de l'énergie à vendre?
La pointe de consommation
record (nov 2013) a été constatée le 8 février 2012 avec 102 100 MW alors
qu'en février 2011 la consommation avait été de 48 423MW
Lorsque
l'alimentation électrique est sur la corde raide comme à l'hiver
2009 et 2012, la
disjonction d'une centrale peut être catastrophique. Le maillage du réseau
de fourniture de l'électricité permet à une région géographique alimentée
par une centrale d'être alimentée par une autre en cas de défaillance de la
première. Cela signifie que , en cas de surcharge d'une centrale, si une
disjonction se produit, la seconde centrale va être sollicitée elle risque
alors de disjoncter à son tour. Si la gestion du réseau n'est pas parfaite
c'est tout le réseau qui peut s'écrouler. La remise en service d'un tel
réseau est complexe et longue.
Il est indispensable pour l'EDF, dans le cas
de la surcharge d'une centrale, si les autres sont déjà fortement chargées
de procéder à des délestages.
Qui consomme?:

( chiffres INSEE )
Qui produit?
|
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
|
|
Production nationale |
573 |
573 |
582 |
573 |
579 |
564 |
562 |
582 |
571 |
532 |
555 |
|
|
Renouvelable |
67 |
86 |
100 |
94 |
91 |
97 |
91 |
111 |
110 |
121 |
116 |
|
|
Nucléaire |
442 |
425 |
424 |
436 |
437 |
403 |
398 |
413 |
399 |
354 |
379 |
|
|
Thermique |
64 |
62 |
59 |
42 |
51 |
64 |
73 |
58 |
62 |
57 |
59 |
|
|
Importation/exportation |
10/66 |
12/57 |
12/60 |
8/75 |
10/74 |
20/61 |
21/61 |
14/76 |
16/73 |
20/65 |
21/64 |
|
|
Consommation intérieure ** |
484 |
497 |
502 |
474 |
484 |
492 |
491 |
487 |
483 |
458 |
484 |
|
|
** La consommation intérieure est la
production moins la consommation propre des moyens de production et du
solde (positif ou négatif) des échanges avec les pays voisins
Gérer le réseau
Afin d'assurer une alimentation sans faute, RTE (société issue de EDF qui
assure l'acheminement et la distribution de l'électricité) dispose d'une salle de
commande sécurisée qui n'est évidemment pas ouverte à tous et cette salle
est doublée par une seconde toujours prête à remplacer la première à la
moindre alerte.
Le 4 novembre 2006, EOn compagnie allemande avait prévenue
quelle devait interrompre la ligne à haute tension qui franchit l'Ems mais
celle-ci l'interrompit un peu plutôt que prévu , le réseau européen faillit
s'effondrer , ce jour là 15 millions de foyers dont 5 en France durent se
passer d'électricité pendant une heure.
Échanges avec les pays voisins
en 2020 et 2021:
Pays |
2020 |
2021 |
2022 |
Pays |
Importation |
Exportation |
Solde 2020 |
Importation |
Exportation |
Solde 2021 en TWh |
Importation |
Exportation |
Solde 2022 en TWh |
Grande Bretagne |
1,6 |
11,5 |
9,9 |
5,8 |
19,7 |
13,9 |
12,6 |
2,7 |
-9,9 |
Espagne |
6,2 |
11,4 |
5,2 |
8,7 |
14,8 |
6,1 |
12,9 |
3,8 |
-9,1 |
Suisse |
3,6 |
8,4 |
4,8 |
6,1 |
21,7 |
15,6 |
1,6 |
13,7 |
+12,1 |
Italie |
1,2 |
13,8 |
12,6 |
1,2 |
18,8 |
17,6 |
0,5 |
18,4 |
+17,9 |
Belgique Luxembourg |
4,2 |
6,1 |
1,9 |
|
|
|
|
|
|
Allemagne |
2,8 |
13 |
10,2 |
|
|
|
|
|
|
Allemagne-Belgique |
|
|
|
22,2 |
12,1 |
-10,1 |
29,3 |
1,9 |
-27,4 |
Globalement |
19,6 |
64,2 |
44,6 |
44 |
87,1 |
43,1 |
57 |
40,5 |
-16,5 |
En 2021 la France est le premier exportateur d'électricité en Europe. En 2022
il n'en est pas de même, en raison de l'arrêt de nombreuses
centrales nucléaires pour maintenance ou réparation. Le risque de coupures
devenant non négligeable , le gouvernement a lancer un appel à la diminution
de consommation qui a été reçu, une réduction de plus de 9% a été
enregistrée.
ELECTRICITE
NUCLEAIRE
Historique
Le 5 mars 1974 Pierre Messmer alors premier ministre de
Georges Pompidou
annonce un vaste programme de construction de centrales nucléaires, "13 tranches de 900
Mégawatts seront construites dans les prochaines années".
En 1997 le parc nucléaire
comportait 58 réacteurs qui ont produit 376 TWh* soit 78,2% de l'électricité en France
pour une puissance installée de 61,5 GW
En 2005 EDF précise que les origines de
l'électricité sont: 84,3% nucléaire, 8,1% renouvelables dont 7,6% hydraulique
(447 centrales installées sur 220 barrages dont l'unité plus importante
est d'une puissance de 1 800 MW), 3,8%
gaz, 3,1% charbon, 1,3% fioul, 0,3% autres
La
puissance nucléaire installée en
France est de
63,1 GW , puissance à laquelle il convient d'ajouter
l'énergie hydraulique 20,4 GW et l'énergie thermique 14,5 GW soit une
puissance installée de 98 GW. Ceci signifie que , en principe,
EDF peut fournir 98 GW en permanence. Mais il faut tenir compte des
opérations de maintenance qui nécessitent l'arrêt de centrales . EDF a mis en place une politique tarifaire qui incite aux
économies d'énergie durant les périodes de forte
consommation.
mise en service |
Mise à l'arrêt |
Lieu |
Puissance tranches |
Technologie |
1967 |
1985 |
Brennilis |
70Mw |
Eau lourde et gaz carbonique |
1972 |
1994-2020 |
Bugey |
3580Mw |
Eau pressurisée |
1978 |
2020 |
Fessenheim |
900Mw |
Eau pressurisée |
1980 |
|
Dampierre |
3560Mw (4x890) |
Eau pressurisée |
1980 |
|
Tricastin |
3600Mw (4x900) |
Eau pressurisée |
1980 |
|
Graveline |
3600Mw (4x900) |
Eau pressurisée |
1981 |
|
Blayais |
3600Mw (4x900) |
Eau pressurisée |
1980 |
|
Tricastin |
3660Mw (4x915) |
Eau pressurisée |
1969 |
1990-92 |
Saint Laurent
(A1 et2) |
4x900) |
Graphite-Gaz |
1983 |
|
Saint Laurent
(B1 et2) |
(2x915) |
Eau pressurisée |
1984-85 |
|
Cruas |
3660Mw (4x915) |
Eau pressurisée |
1985-86 |
|
Paluel |
5320Mw (4x1330) |
Eau pressurisée |
1986-87 |
|
Flamanville |
2660Mw (2x1330) |
Eau pressurisée |
2023 ? |
|
Flamanville |
1630Mw |
EPR (Eau
pressurisée européen) |
1986 |
|
Saint Alban |
2670 (2x1335) |
Eau pressurisée |
1987-88 |
|
Belleville |
2620Mw (2x1310) |
Eau pressurisée |
1963 |
1976 |
Chinon (A1) |
|
Graphite-Gaz |
1965-66 |
1985-90 |
Chinon A2 A3 |
|
Graphite-Gaz |
1984-88 |
|
Chinon
(B1-2-3-4) |
3660Mw (4x915) |
Eau pressurisée |
1988-89 |
|
Nogent |
2620Mw (2x1310) |
Eau pressurisée |
1991-94 |
|
Golfech |
2620Mw (2x1310) |
Eau pressurisée |
1990-92 |
|
Penly |
2600Mw (2x1300) |
Eau pressurisée |
1986-92 |
|
Cattenon |
5200Mw (2x1300) |
Eau pressurisée |
1997-99 |
|
Civaux |
2990Mw (2x1495) |
Eau pressurisée |
1997-99 |
|
Civaux |
2990Mw (2x1495) |
Eau pressurisée |
1967 |
1991 |
Chooz A |
305Mw |
Eau pressurisée |
1996-97 |
|
Chooz B |
2900Mw (2x1450) |
Eau pressurisée |
Implantation des centrales
nucléaires en France et fourniture d'énergie:
carte extraite du Monde du 04 janvier 2012
la maintenance des centrales:
En 1990 EDF a lancé un programme de remplacement des générateurs de vapeur
des 34 réacteurs de 900 MW En 2011, EDF a commandé 44 générateurs , 32 à Areva et 12 à Westinghouse pour la somme de 1,5 milliard d'euros. Pour sa
part Areva a fourni ses derniers générateurs en 2018.
L'opération de remplacement est une tâche énorme sur un seul site, chaque unité est munie de plusieurs
générateurs, souvent 4. 800 personnes vont travailler à ce remplacement
pendant 10 mois, salariés d'EDF et Sous traitants . Un générateur de vapeur
pèse de 430 à 520 tonnes mesure 23 mètres de haut et 4 à 6 mètres de diamètre,
l'échangeur thermique est constitué d'environ 120 km de tube dans lesquels
une eau portée à 320 degré sous 155 bars va circuler. Un
portique doit être construit pour son positionnement dans la centrale. L'accueil des personnels impose la création
d' équipements de vie.
Quelques chiffres impressionnants cités sur
Wikipédia
D'après la société Framatome qui
a conçu les
deux réacteurs EPR de
Taishan,
les caractéristiques de ces réacteurs sont:
- Combustible : dioxyde d’uranium
- 63 865 crayons
de combustible
- 32 tonnes de combustible consommées
par an
- Rendement global : 37 %
- Bâtiment réacteur : 63 mètres de
hauteur (équivalent à un immeuble de 24 étages)
- Bâtiment combustible : 34 mètres de
hauteur (équivalent à un immeuble de 12 étages)
- Vapeur à une température moyenne de
295 °C
- Vitesse de la turbine 1500 tr/min
A Flamanville :
La ligne d'arbre du groupe turbo-alternateur mesure 70 mètres de long
Pour placer le dôme du bâtiment du réacteur il a été nécessaire d'utiliser
une grue de la société belge Sarens qui fait partie des 3 plus grandes
grues au monde elle mesure 200 m de haut (équivalent à un immeuble de
80 étages) qui a dû soulever la structure pesant 300 tonnes et la
positionner à 5 millimètres près
|
Les difficultés de l'EPR2
Sur le site de Flamanville, deux unités fonctionnent
depuis de nombreuses années, chaque unité possède 4 générateurs de vapeur.
En septembre 2021, 4 générateurs sont arrivés sur une barge après 42 jours
de voyage Un hangar spécifique a été construit pour les accueillir . Le
chantier de remplacement était programmé pour avril 2022.
L'unité 3 (EPR nouvelle génération) est en cours de construction mais
l'arrêt des constructions pendant de nombreuses années, le dernier réacteur
Chooz B a été mis en fonction en 1997, a fait perdre des
compétences aux constructeurs. On ne compte plus les retards qui
s'accumulent suite aux inspections de la commission de sécurité nucléaire
avec laquelle on ne plaisante pas. Les derniers arrêts sont dus à la qualité
jugée insuffisantes de soudures. Des robots ont dû être construits pour
intervenir en milieu radioactif.
Pour
palier la déficience de spécialistes en soudure, une école d'excellence est créée à
Cherbourg nommée " Héfais" elle doit accueillir ses premiers élèves à la
rentrée 2022.
La leçon va coûter cher les mouvements anti-nucléaires très actifs ont,
depuis au moins 15 ans, fait reculer les gouvernements successifs . On ne
remplace pas une centrale nucléaire par des éoliennes qui ne tournent que
lorsque le vent souffle et encore pas trop fort, ni par des panneaux
solaires qui ne fournissent de l'énergie que lorsque le soleil donne et
encore de 9 heures à 18 heures (au mieux) en été mais en hiver lorsque
le soleil est bas sur l'horizon c'est beaucoup moindre.(voir
un exemple de production solaire)
Les personnes compétentes sont parties à la retraite sans former de
successeurs ou se sont reconverties. Le gouvernement a annoncé en
février le projet de construction de 3 paires de réacteurs pour les 25 ans
qui viennent, avons nous tous les moyens et toutes les compétences pour les
mener à bien sans trop de déboires ?
Leçons tirées des difficultés
La puissance nucléaire installée en France est plafonnée par la loi sur
la transition énergétique à 61,3GW?
En 2020 les 2 réacteurs de Fessenheim ont été mis à l'arrêt. Un décret
d'avril 2020 prévoit d'arrêter 14 réacteurs d'ici 2035. La France ne pourra
pas se permettre de se passer de cette électricité d'autant plus que sa
consommation est appelée à augmenter, avec, notamment le véhicule
électrique.
L'EDF a remis un rapport au Président de la République à la mi 2021
(nous sommes) concernant la construction de 6 nouveaux EPR . Le Président
estime que la décision ne pourra être prise qu'après le démarrage de la
centrale de Flamanville prévu pour 2023. Cette centrale a connu bien des
vicissitudes dues principalement à la perte des compétences causée par une
longue période sans construction.
Les difficultés rencontrées lors de l'élaboration de l'EPR de Flamanville
3 ont poussé le PDG d'EDF Jean-Bernard
Levy à commander en juillet 2019 auprès de Jean-Martin
Folz, alors ex-PDG de PSA,un audit en expliquant les
raisons.
le
Rapport Folz énumère les problèmes en 9 points :
1- Des estimations irréalistes duré du chantier 54 mois alors que le
dernier construit avait demandé 98 mois alors que Flamenville était beaucoup
plus complex
2- Importance de la réalisation notamment dans le domaine de la sécurité,
résistance au crash d'un avion, double salle de commande durée de vie de 60
ans etc...
3- De 2006 à 2015 pas de chef de projet unique (sous estimation de
l'importance du travail à réaliser)
4- Organisation et emploi du numérique défaillant
5- Le projet est coupé en tranches entre diverses entreprises sans
coordination
6- Études insuffisamment lancées au début, 4500 modifications effectuées
en cours de chantier
7- Contexte règlementaire évolutif durant le chantier . L'accident de
Fukushima en 2011 a contraint à revoir tous les chantiers (Mineur pour
Flamanville)
8- Relations avec les entreprises insuffisantes alors que celles-ci font
appel a des sous-traitants dont la compétence est quelques fois
insuffisante.
9- Pertes de compétences généralisée , les deux derniers chantier de de
construction remontent à 24 et 16 années
De ce rapport est tiré un plan rédigé par sous la supervision d'Alain
Tranzer (délégué général à la qualité industrielle et aux
compétences nucléaires) en collaboration avec le GIFEN,(
groupement des industries du Nucléaire)
En 2017 , un plan est élaboré, le plan Excell construit autour de trois
principes:
1- Renforcement de la qualité industrielle avec un recours plus marqué du
numérique (maquettes 3D couplées au planning de construction)
2- Renforcement des compétences techniques ( notamment un recrutement de
21 000 cadres, employés et ouvriers) création d'une université des métiers
du nucléaire avec un plan spécifique pour la formation de soudeurs
qualifiés.
3- Renforcement de la gouvernance
Extrait de: https://fr.wikipedia.org/wiki/Evolutionary_Power_Reactor_2_-_EPR
Un plan en cinq
axes et 25 engagements
Construit en cinq axes (gouvernance, compétences, fabrication et
construction, relation fournisseur [supply chain], standardisation et
réplication) auxquels s’ajoute un volet spécifique pour le soudage, le plan
se décline en 25 engagements. « Sur les 25 engagements pris à l’automne
2020, a précisé Catherine Back (EDF équipe d'Alain Tranzer), 23 sont au niveau attendu et les deux
derniers en sont à leur dernière étape de complétion. »
Le plan intègre les retours d’expérience des différents projets EPR :
Olkiluoto (EPR Finlande),
Flamanville, Taishan (Chine) et Hinkley Point (EPR Angleterre)
Concernant la gouvernance, « un des travaux menés concerne la réplication
d’un réacteur à un autre, a expliqué Catherine Back. On vise 95 %
d’équipements reconduits entre le chantier d’Hinkley Point C (HPC) et le
futur chantier à Sizewell C. Néanmoins, la réplication ne dépend pas que de
notre souhait, faut-il encore que les fournisseurs continuent à vouloir
faire partie de l’aventure». Mobiliser les acteurs en amont des contrats est
un défi de taille. C’est pourquoi EDF, avec l’aide du Groupement des
industriels français de l’énergie nucléaire (Gifen), travaille à donner de
la visibilité aux partenaires sur les futurs besoins en fournitures et en
compétences
Concernant la fabrication et la construction, « l’objectif du plan est que
95 % des non-conformités fassent l’objet d’une décision dans un délai égal
ou inférieur à trois mois sur le chantier HPC. Nous sommes actuellement à 93
% ».
Ce taux est à comparer aux 79 % relevés sur Flamanville au même moment du
chantier. Le délai de traitement d’un aléa a ainsi été divisé par quatre sur HPC, celui-ci est passé de 80 jours au troisième trimestre 2020 à 20 jours
au troisième trimestre 2021. « On coule deux fois plus de béton qu’il y a un
an, et malgré ça on a moins de stock d’aléas en management de projet à gérer
», a déclaré Alain Tranzer, délégué général à la qualité industrielle et
aux compétences nucléaires d’EDF lors de la conférence de presse du 8
novembre 2021.
A partir de:
https://www.sfen.org/rgn/6-11-plan-excell-un-prealable-incontournable-a-tout-nouveau-programme-nucleaire/
|
Dors et déjà il a été établi que la filière nucléaire devrait
recruter 10 à 15 000 personnes par année de 2023 à 2030.
Un site
https://www.monavenirdanslenucleaire.fr/
déjà en service va répertorier les besoins de toutes les branches de la
filière et les métiers concernés. Actuellement (Nov 2022) 200 personnes
sont en formation ( CAP, BTS, BAC pro) dans les métiers en tension et
perçoivent une bourse de 600€ mensuelle
Centrales Nuward (de Nuclear Forward) de EDF
De nouvelles centrales pourraient voir le jour dans les années à venir. Il
s'agit de petites centrales nucléaires destinées au remplacement des
centrales à charbon , notamment, ou l'alimentation de régions isolées.
Horizon 2035-2040.
LES
ENERGIES INTERMITANTES
Des
problèmes se
profilent à l'horizon.
En effet, la réduction de l'activité économique et
l'arrivée de l'éolien et du photovoltaïque invitent GDF qui possède des
centrales thermiques au gaz à fermer ses centrales devenues non rentables et
surtout productrice de gaz à effet de serre.
Elles représentent 14 GW et la France n'est pas la seule touchée, en Europe
cela représente 51 GW .
Pourtant ces centrales sont devenues indispensables du
fait de l'intermittence de l'éolien et du photovoltaïque, les centrales
thermiques au fioul ou au gaz peuvent être mises en service rapidement lorsque l'éolien
ou le photovoltaïque font défaut.
Pour palier ces problèmes qui ne peuvent pas être pris en
considération par les compagnies privées, la rentabilité de
systèmes ne fonctionnant qu'en cas de coup dur est loin d'être assurée, les
décisions et le financement ne peuvent être que du ressort de
l'administration et donc des États ou de l'Europe. On évalue ce besoin financier à 140
milliards d'euros qui seront difficiles à trouver. (novembre 2013)
Les problèmes se compliquent:
En 2022 deux évènements viennent compliquer les choses:
- d'une part,en France, de nombreuses centrales nucléaires sont à
l'arrêt soit pour des opérations de maintenance qui avaient été programmées
par EDF soit par décision de l'ASN (agence de sécurité nucléaire) qui a
détecté des problèmes de corrosion
- d'autre part des mesures de rétorsion à l'égard de la Russie qui a
déclenché une guerre avec l'Ukraine. Ces mesures visant à priver la Russie
des ressources que lui procure l'exportation de son gaz. La cessation de
l'importation de gaz russe va être particulièrement pénalisant pour
les pays voisins, ex pays de l'URSS ainsi que l'Allemagne très dépendante du
gaz russe notamment depuis l'arrêt d'une grande partie de ses centrales
nucléaires.
L'ENERGIE SOLAIRE
L'utilisation de l'énergie solaire pour la production d'électricité, consiste à disposer des cellules
photovoltaïques (voir la photo) qui produisent un courant électrique continu par temps
ensoleillé. Un onduleur transforme ce courant continu
en courant alternatif de tension et de fréquence adéquat qui permet de se connecter au réseau
EDF. L'électricité produite est rachetée un bon prix au producteur pour
inciter à l'investissement.
L'objectif de l'Etat était de 4800 MW en 2020
mais devant l'aspect intéressant de l'investissement la file d'attente pour
obtenir l'autorisation d'installation atteignait déjà ce montant en 2010.
L'Etat fut donc contraint de ralentir les connections en raison de la
limitation du budget. Pour compenser le frein mis à la construction de
nouvelles installation, en octobre 2012 l'Etat augmente le tarif de rachat
pour les petites installations de 36kW à 100kW. Le rachat passe de 17,5 à
18,4 centimes de façon à éviter l'effondrement de la filière et la
liquidation des entreprises. Sur un autre plan , un règlement européen
limite à 30% la production d'électricité d'origine solaire et éolienne du
fait des problèmes posés par l'intermittence de cette énergie. La puissance
fournie est maximum lorsque les rayons du soleil sont perpendiculaires aux
panneaux ce qui fait que, en été, avant 10h du matin et après 17h
la puissance est faible, en hiver c'est plus problématique. Pour une
entreprise le créneau peut être satisfaisant mais pour tout un chacun ça ne
l'est pas. Le stockage de l'électricité est difficile, actuellement seules
les batteries lithium ion pourraient répondre aux besoins mais elles sont
encore chères. Une solution pourrait , à terme, être trouvée, en effet la
voiture électrique a besoin d'une très bonne puissance massique, lorsque en
vieillissant les batteries voient leur performances baisser, l'autonomie du
véhicule va se réduire, il faudra changer les batteries alors qu'elles
peuvent encore servir. Lorsque la voiture électrique deviendra un objet
courant, le recyclages des batteries va poser problème, une des solution
consisterait à les utiliser pour le stockage domestique.
La Chine qui avait misé sur la construction de capteurs solaires se
trouve en surcapacité. Du fait de la crise mondiale qui sévit chaque état se
replie derrière son industrie afin de ne pas accroître le chômage. Elle est
parvenue à réaliser des capteurs d'un rendement de 19,2% pour un coût de
1,5$ par Watt
Le solaire, comme l'éolien est une source
d'énergie intermittente. Elle suppose de disposer d'installations capables
de suppléer à leurs défaillances dans des délais courts. Pour cela des
centrales au gaz notamment ont été construites mais leur rentabilité est
loin d'être assurée aussi , actuellement , en 2013, les constructeurs
envisagent de fermer ces centrales. Le coût de ces fournitures d'énergie,
solaire et éolienne associées aux usines thermiques polluantes devient
problématique.
Exemple de centrale solaire classique
Crucey
(Eure et Loir)
 |
La centrale solaire de Crucey occupe
un emplacement de 244 ha dont 130 pour les panneaux solaires. Prévue pour fournir une puissance crête de
60Mw produite par 741 150 modules de type "couches minces".
Elle est installée sur un terrain
pollué d'une ancienne piste aérienne. Elle a été inaugurée le 28
septembre 2012 |
Les essais de centrales à stockage d'énergie:
La centrale MYRTE. Située près d'Ajaccio en Corse, cette centrale
solaire expérimentale de 3700 m2 de panneaux
photovoltaïques est associée à une unité d'électrolyse de l'eau qui produit
pendant les périodes de fonctionnement de l'oxygène et de l'hydrogène qui
sont stockées dans des cuves sous pression (35bars) . Lorsque les panneaux ne
produisent plus d'électricité, ces gaz sont recombinés à l'aide d'une pile à
combustible qui produit de l'électricité et de la chaleur (chaleur également
intermittente ) .
Le champ photovoltaïque peut produire au mieux 560 kW (kW
crête) en plein Soleil. La capacité de stockage de l’hydrogène est de
1,75 MWh. La pile à combustible peut fournir de l’électricité pendant
quelques heures à pleine puissance (entre 3 et 4 heures pour un rendement de
pile égal à 50%).

U ne autre technique utilisable dans
certains sites consiste à réaliser deux bassins pouvant contenir de grandes
quantités d'eau l'un à un niveau bas l'autre en altitude. Pendant la période
de production d'électricité une pompe élève l'eau contenue dans le bassin
"bas" vers le bassin haut. Lorsque la production d'électricité s'interrompt
on laisse redescendre l'eau qui fait tourner un générateur
L'ENERGIE EOLIENNE
En janvier 2012 le gouvernement décide de
progresser dans le domaine de l'éolien et notamment l'éolien en mer.
En 2021, le gouvernement se trouve face à un mouvement d'une
part des amoureux des paysages français, paysages défigurés par le
développement anarchique des éoliennes et d'autre part des pêcheurs qui ont
déjà des difficultés posées par le brexit (sortie de l'Angleterre de la
communauté européenne), les eaux anglaises ne leurs sont
plus ouvertes systématiquement et les éoliennes en mer risquent de leur
créer des difficultés supplémentaires.
Les projets d'éolien en mer (offshore)

Le 23 novembre 2022 le parc éolien au large de Saint-Nazaire
a été mis en service. C'est le premier parc éolien français, il doit
produire 480 MW
Quelques détails sur le projet
méditerranéen de Port Saint Louis: Il s'agit d'un projet pilote de 3
éoliennes de 8,4 MW flottantes ancrées à 100 m de profondeur à 17 km des
côtes. Elles devraient être mises en service fin 2023 le coût est estimé à
300 millions d'euros.
Production d'électricité en France
Le tableau ci dessous
affiche la production nette d'électricité en France c'est à dire la
production brute moins les besoins propres de la centrale
TWh |
1973 |
1979 |
1990 |
2000 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
2021 |
2022 |
|
Thermique nucléaire |
15 |
40 |
314 |
415 |
409,7 |
407,9 |
421,1 |
404,9 |
403,7 |
415,9 |
416,8 |
384,0 |
379,1 |
393,2 |
379,5 |
335,4 |
360,7 |
279 |
|
Thermique classique |
119 |
134 |
48 |
53 |
58,8 |
59,5 |
51,5 |
48,1 |
43,6 |
25,9 |
34,4 |
45,3 |
53,9 |
38,9 |
42,6 |
37,6 |
38,6 |
|
|
dont Charbon |
|
|
|
|
|
19,1 |
13,4 |
17,4 |
19,9 |
8,4 |
8,6 |
7,3 |
9,8 |
5,8 |
1,6 |
1,4 |
3,8 |
3,0 |
|
Fioul |
|
|
|
|
|
8,0 |
7,6 |
6,7 |
3,8 |
3,3 |
3,8 |
2,6 |
3,0 |
1,8 |
2,3 |
1;7 |
1,9 |
|
|
gaz |
|
|
|
|
|
29,9 |
30,5 |
24,0 |
19,9 |
14,3 |
21,9 |
35,4 |
41,1 |
31,2 |
38,6 |
34,5 |
32,9 |
|
|
Hydraulique |
48 |
68 |
58 |
72 |
62,4 |
67,7 |
50,3 |
63,8 |
75,5 |
68,1 |
59,1 |
64,0 |
53,5 |
68,2 |
60,0 |
65,1 |
62,5 |
49,6 |
|
Eolien |
|
|
|
|
7,9 |
9,7 |
12,1 |
14,9 |
15,9 |
17,1 |
21,1 |
20,9 |
24,0 |
28,1 |
34,1 |
39,7 |
36,8 |
|
|
Photovoltaïque |
|
|
|
|
0,2 |
0,6 |
2,4 |
4,1 |
4,7 |
5,9 |
7,4 |
8,4 |
9,2 |
10,8 |
11,6 |
12,6 |
14,3 |
15,7 |
|
Bioénergies |
|
|
|
|
|
4,9 |
5,6 |
5,8 |
7,1 |
7,5 |
8,0 |
8,7 |
9,5 |
9,6 |
9,9 |
9,6 |
10 |
|
|
total renouvelable |
48 |
68 |
58 |
72 |
70,5 |
82,9 |
70,4 |
88,6 |
103,2 |
98,6 |
95,6 |
102 |
96,2 |
116,7 |
115,6 |
127 |
|
|
|
Production Nette
|
182 |
242 |
420 |
540 |
539 |
550,2 |
543,0 |
542,0 |
550,0 |
540,4 |
546,8 |
531,4 |
529,2 |
548,8 |
537,7 |
500,1 |
522,9 |
445,2 |
|
2022 année noire pour la production d'électricité en
France
2022 a vu une conjonction d'évènements particulière. Sur le plan
météorologique, l'année a été sèche, la production des barrages
hydroélectriques ralentie, et le refroidissement de certaines
centrales nucléaires diminué. C'est surtout coté nucléaire que la situation
a été difficile, plusieurs centrales étaient arrêtées pour maintenance
situation prévue , remplacement des générateurs de vapeur en vue de
prolonger la vie de certaines centrales , ce qui est un travail énorme (voir
la fiche Macron_2 ) mais aussi la découverte de corrosion de soudures et
de soudures défectueuses dans certaines centrales par l'Agence de Sécurité
Nucléaire (ASN) ayant entraîné leur arrêt et la centrale EPR2 de Flamanville
qui n'est toujours pas connectée au réseau électrique national. (prévision
été 2024)
https://analysesetdonnees.rte-france.com/bilan-electrique-synthese
PRODUCTION D' ÉLECTRICITÉ NUCLÉAIRE
DANS LE MONDE
Le nucléaire dans le monde
La production d'électricité d'origine nucléaire a augmenté de 3,7 % entre
2018 et 2019. C'est la septième année consécutive de hausse. La part du
nucléaire dans le mix électrique mondial est passée de 10,2 à 10,4 %. Il y a
453 réacteurs en service dans 31 pays. La production au Japon continue de
remonter (+33 %) au fur et à mesure de la relance des réacteurs fermés après
Fukushima. La Chine poursuit le développement de son parc (+20 %). En
France, les problèmes de maintenance ont provoqué une baisse (la fermeture
de la centrale de Fessenheim est intervenue en 2020). Le recul en Allemagne
continue, mais à un rythme plus lent.
(Source
BP
Statistical Review 2020
Site:
https://www.planete-energies.com/fr/medias/chiffres/production-mondiale-d-electricite-nucleaire)
Production d'électricité d'origine nucléaire
(en TWh – térawatt-heure)
Pays |
2018 |
2019 |
Part du nucléaire dans la production
d'électricité domestique |
Etats-Unis |
808 |
809,4 |
20 % |
France |
395,9 |
382,4 |
70,60 % |
Chine |
277,1 |
330 |
4,90 % |
Russie |
191,3 |
195,5 |
19,70 % |
Corée du Sud |
127,1 |
138,8 |
26,20 % |
Canada |
94,5 |
94,9 |
14,90 % |
Ukraine |
79,5 |
78,1 |
54 % |
Allemagne |
71,9 |
71,1 |
12,40 % |
Suède |
65,9 |
64,4 |
34,00 % |
Royaume-Uni |
59,1 |
51 |
15,60 % |
Espagne |
53,4 |
55,9 |
21,40 % |
Japon |
49,3 |
65,7 |
7,50 % |
Inde |
35,4 |
40,7 |
3,20 % |
Total Monde |
2 563 |
2 657 |
10,40 % |
En 2002 le parc nucléaire mondial se
décomposait comme suit: (Source EDF)
Pays |
Energie fournie en TWh |
Puissance
installée
en MW |
Nombres
d'unités |
portion mondiale
en % |
portion nationale
en % |
Tarif 2009
€/Mwh |
Etats Unis |
805 |
100
582 |
104 |
30,3 |
20 |
|
France |
437 |
63
260 |
59 |
16,4 |
78 |
122,5 |
Japon |
295 |
47
587 |
55 |
11,1 |
27 |
|
Allemagne |
165 |
20
470 |
17 |
6,2 |
29 |
229,4 |
Russie |
142 |
21
743 |
31 |
5,3 |
16 |
|
Corée du sud |
119 |
|
|
4,5 |
36 |
|
Royaume Uni |
88 |
|
|
3,3 |
23 |
140,7 |
Ukraine |
78 |
|
|
2,9 |
45 |
|
Canada |
76 |
|
|
2,9 |
13 |
|
Suède |
68 |
|
|
2,6 |
46 |
|
Espagne |
|
|
|
|
|
168,4 |
Italie |
|
|
|
|
|
199,7 |
Belgique |
|
|
|
|
|
188,2 |
Part du Nucléaire dans la production
d'électricité dans le Monde en 2020

Les centrales EPR
En 2018, la Chine fait savoir au monde que le premier
réacteur nucléaire à eau pressurisée (EPR) vient de diverger. Construit par
la Chine à partir de la technologie française , c'est une grande
réalisation.
Pays |
Réacteur |
Statut |
Puissance unitaire nette en MW |
Début de la
construction |
Démarrage du réacteur |
1ere connexion au réseau |
Mise en service
|
Coût |
Chine |
Taishan |
Opérationnel |
1 660 |
28/10/2009 |
6/06/2018 |
29/06/2018 |
13/12/2018 |
8 M€pour 2 |
Chine |
Taishan |
Opérationnel |
1 660 |
15/04/2010 |
28/05/2019 |
23/06/2019 |
7/09/2019 |
8 M€pour
2 |
Finlande |
Olkiluoto |
En construction |
1 650 |
12/08/2005 |
2021 |
12/03/2022 |
|
11M€ |
France |
Flamanville |
En construction |
1 650 |
3/12/2007 |
2022 |
|
|
12,4M€ |
Royaume Uni |
Hinkley |
En
construction |
1 600 |
11/12/2018 |
2025 |
|
|
25M€ |
Royaume
Uni |
Hinkley |
En
construction |
1 600 |
12/12/2019 |
2027 |
|
|
25M€ |
Royaume
Uni |
Sizewell |
En projet |
1 600 |
|
2031 |
|
|
|
Royaume
Uni |
Sizewell |
En
projet |
1 600 |
|
2031 |
|
|
|
Inde |
Jaitapur (6 réacteurs) |
En projet |
1 600 |
|
|
|
|
|
Matière première du Nucléaire Production
d'uranium
Principaux pays producteurs d'uranium,
production annuelle en tonnes
Pays |
1998 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
Kazakhstan |
1074 |
3 300 |
3 719 |
4 357 |
5 279 |
6 637 |
8 521 |
14 020 |
17 803 |
19 451 |
21 317 |
22 451 |
23 127 |
23 607 |
24 586 |
23 321 |
21 705 |
22 808 |
19 477 |
Canada |
10924 |
10 457 |
11 597 |
11 628 |
9 862 |
9 476 |
9 000 |
10 173 |
9 783 |
9 145 |
8 999 |
9 331 |
9 134 |
13 325 |
14 039 |
13 116 |
7 001 |
6 938 |
3 885 |
Australie |
4885 |
7 572 |
8 982 |
9 516 |
7 593 |
8 611 |
8 430 |
7 982 |
5 900 |
5 983 |
6 991 |
6 350 |
5 001 |
5 654 |
6 315 |
5 882 |
6 517 |
6 613 |
6 203 |
Namibie |
2762 |
2 036 |
3 038 |
3 147 |
3 067 |
2 879 |
4 366 |
4 626 |
4 496 |
3 258 |
4 495 |
4 323 |
3 255 |
2 993 |
3 654 |
4 224 |
5 525 |
5 476 |
5 413 |
Niger |
3731 |
3 143 |
3 282 |
3 093 |
3 434 |
3 153 |
3 032 |
3 243 |
4 198 |
4 351 |
4 667 |
4 518 |
4 057 |
4 116 |
3 479 |
3 449 |
2 911 |
2 983 |
2 991 |
Russie |
2000 |
3 150 |
3 200 |
3 431 |
3 262 |
3 413 |
3 521 |
3 564 |
3 562 |
2 993 |
2 872 |
3 135 |
2 990 |
3 055 |
3 004 |
2 917 |
2 904 |
2 911 |
2 846 |
Ouzbékistan |
2000 |
1 598 |
2 016 |
2 300 |
2 260 |
2 320 |
2 338 |
2 429 |
2 400 |
2 500 |
2 400 |
2 400 |
2 400 |
2 385 |
2 404 |
2 404 |
2 404 |
2 404 |
3 500 |
Chine |
500 |
750 |
750 |
750 |
750 |
712 |
769 |
750 |
827 |
885 |
1 500 |
1 500 |
1 500 |
1 616 |
1 616 |
1 885 |
1 885 |
1 885 |
1 885 |
Ukraine |
500 |
800 |
800 |
800 |
800 |
846 |
800 |
840 |
850 |
890 |
960 |
922 |
926 |
1 200 |
1 005 |
550 |
1 180 |
801 |
744 |
Afrique du Sud |
962 |
758 |
755 |
674 |
534 |
539 |
655 |
563 |
583 |
582 |
465 |
531 |
573 |
393 |
490 |
308 |
346 |
346 |
250 |
Inde |
|
230 |
230 |
230 |
177 |
270 |
271 |
290 |
400 |
400 |
385 |
385 |
385 |
385 |
385 |
421 |
432 |
308 |
400 |
Iran |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
38 |
0 |
40 |
71 |
71 |
71 |
États unis |
1872 |
779 |
878 |
1 039 |
1 672 |
1 654 |
1 430 |
1 453 |
1 660 |
1 537 |
1 596 |
1 792 |
1 919 |
1 256 |
1 125 |
940 |
582 |
67 |
6 |
Pakistan |
|
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
50 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
Bresil |
|
310 |
300 |
110 |
190 |
299 |
330 |
345 |
148 |
265 |
326 |
192 |
55 |
40 |
44 |
0 |
0 |
0 |
15 |
Ce tableau est extrait de wikipédia.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_pays_producteurs_d%27uranium

Source : le monde du
11/01/2009 LES CENTRALES A GAZ
Gaz de schiste:
Aux Etats Unis l'exploitation des gaz et
pétroles de schiste est autorisé dans plusieurs Etats. Ce gaz et pétrole est
inclus dans la roche , il est nécessaire, pour le libérer de briser la
roche, c'est la fracturation. Pour cela les exploitants injectent dans le
sol des grandes quantités d'eau contenant des additifs sous haute pression,
c'est la fracturation hydrolique.
Il découle de cette technique, des probabilités importantes de pollution des
mappes phréatiques. De l'absence de règlementation , découle une anarchie
dans l'exploitation de ces gaz mais aussi une chute des prix de l'énergie
aux US donne un coup de fouet sur les coûts industriels qui risque de
bouleverser le commerce international. Actuellement (début 2013) les forages
sont interdits même pour la recherche et l'évaluation des gisements.
Image extraite du Monde
du 19 avril 2012
L es gaz de houille:
Une autre voie semble se présenter pour la France , l'exploitation des gaz
de houille. Compte tenu de la structure de la houille il semblerait possible
d'exploiter ces gisements sans fracturation hydraulique. Pour le moment ,
début 2013, la possibilité d'exploitation de ces gaz vient d'être évoquée.
(à suivre)
Un nouveau venu sur le marché de l'énergie l'Hydrogène
et
la pile à combustible
l'hydrogène est un gaz très répandu sur terre notamment l'eau est le
résultat de l'association de l'oxygène et de l'hydrogène . On ne le trouve
pas à l'état naturel, il est toujours associé à d'autre corps aussi, avant
de l'utiliser il faut le fabriquer.
Cette affirmation doit être nuancée, des forages ont mis en évidence la
présence d'hydrogène dans les anciennes mines de charbon dans le nord et
l'est de la France. Les premiers résultats montrent que plus le forage est
profond plus la concentration d'hydrogène est importante. Nous n'en sommes
pas à l'étape de l'exploitation mais un espoir d'hydrogène
blanc (2023) donc sans production de CO2 est considérablement
intérêssante.

Il existe actuellement trois types de procédés de production de
l'hydrogène et un espoir d'hydrogène blanc:
Aujourd'hui, 95 % de l'hydrogène
est fabriqué à partir de sources d'énergies fossiles (gaz naturel, pétrole )
et de bois.
Il existe actuellement trois types de procédés de
production :
1/
Le procédé le plus courant de fabrication de l'hydrogène est le reformage
(conversion de molécules à l'aide de réactions chimiques) du gaz naturel par
de la vapeur d'eau surchauffée . On parle alors de vaporeformage. En
présence de cette vapeur d'eau et de chaleur , les atomes carburés (C) du
méthane (CH4) se dissocient . Après deux réactions successives , ils se
reforment séparément pour obtenir , d'un côté du di-hydrogène (H2) et de
l'autre du dioxyde de carbone (CO2) . Cette opération nécessite donc le
recours au gaz naturel.
2/
Un autre procédé est la gazéification du charbon de bois composé
principalement de carbone et d'eau . Brûlé dans un réacteur à très haute
température ( entre 1 200 et 1 500°C), le bois libère des gaz qui vont alors
se séparer et se reformer pour obtenir , du dihydrogène (H2) et de l'autre
du monoxyde de carbone (CO).
3/
L'hydrogène peut aussi être fabriqué à partir de
l’électricité, par l'électrolyse de l'eau. Elle consiste, à l'aide d'un
courant électrique, à décomposer l'eau (H2O), en dioxygène (O2), d'un côté
et en dihydrogène (H2) de l'autre . Cette méthode est très loin d'avoir la
compétitivité économique de la production à partir des sources fossiles .
L'hydrogène produit aujourd'hui par vaporeformage du méthane coûte environ
1,5€/kg d' (H2) à la sortie de l'usine (hors coût de distribution ) un prix
de revient qui est d'ailleurs le triple de celui du gaz naturel.
L'hydrogène
issue de l'électrolyse revient aujourd'hui à un coût 4 fois supérieur sans
compter l'impact du prix de l'électricité.
La technique par électrolyse ne représente aujourd’hui en France que 1 % de
l’hydrogène produit. Mais le développement des nouveaux usages de l’hydrogène-énergie, qui nécessitent un hydrogène
plus pur, ouvre de vastes perspectives à cette technique. Des recherches
sont menées pour diminuer le coût de production, notamment en recourant
à une électrolyse à haute température (EHT), entre 700 et 800 °C.
texte et photo:
https://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/comment-fabriquer-l-hydrogene
Hydrogène blanc. Des forages récents (2023) dans l'anciennes galeries
de mine de charbon en Moselle ont permis de trouver de l'hydrogène à l'état
naturel. Plus les forages sont profonds, plus la concentration en hydrogène
est importante. Si les espoirs se confirment une production d'hydrogène non
polluante à relativement bas coût serait envisageable. A suivre
Le coût actuel hydrogène -pile à
combustible est un obstacle à sa démocratisation. En Allemagne où Alstom a
fourni des trains de cette technologie, les nouvelles rames seront
électriques et accumulateurs en raison des coût d'exploitation, en France
Montpellier aurait renoncé à s'équiper en hydrogène-accu . Pourtant dans le
monde entier les réalisations de véhicule de
toutes sortes à hydrogène sont effectuées et, en Californie, les voitures
individuelles à hydrogène battent des records.
La pile à combustible
L'exploitation de l'hydrogène comme source
d'énergie se fait principalement à l'aide de piles à combustible qui vont
fournir l'énergie attendue sous forme de courant électrique et de chaleur.
De nombreuses technologies existent en
matière de piles à combustible ,
mais deux filières principales ont d’ores et déjà trouvé de nombreuses
applications industrielles : les piles PEM, à membrane, et les piles SOFC, à
oxyde solide
La pile à membrane échangeuse de protons (
PEMFC, Proton Exchange Membrane Fuel Cell) est compacte et travaille à basse
température (80 °C), avec un électrolyte en polymère. Elle fournit essentiellement de
l’électricité, avec des rendements moyens entre 40 et 60 %. C’est un peu la
pile « tous terrains », utilisable en mode portatif ou en mode stationnaire.
Elle fait encore l’objet de nombreuses études, notamment pour diminuer son
coût. Celui-ci est dû notamment à l’utilisation de platine pour l’anode et
la cathode. C’est la seule qui convienne pour un usage dans les transports.
Elle peut aussi être utilisée pour le stationnaire de « niche »,
comme l’alimentation de sites isolés ou la génération électrique de secours.
La pile à oxyde solide (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) constitue une
technologie bien adaptée à la cogénération (électricité
+ chaleur). Elle a pour électrolyte un oxyde double de zirconium et
d'yttrium. Sa température de fonctionnement, de 800 °C, permet d'utiliser
n'importe quel combustible contenant de l'hydrogène, grâce à des procédés de
reformage interne, ce qui affranchit de la nécessité d’utiliser de
l’hydrogène pur et permet d’employer notamment le gaz naturel du réseau.
Elle a un très bon rendement électrique -entre 40 et 70 %- ainsi qu’un très
bon rendement thermique. La chaleur qu’elle produit est en partie réutilisée
pour le fonctionnement de la pile et la chaleur résiduelle, qui est à haute
température, peut être facilement récupérée. Très lourde, sensible aux
vibrations et supportant mal les arrêts fréquents, la pile SOFC est destinée
à des utilisations stationnaires (unité de production électrique pour
logements collectifs par exemple)
https://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/les-differents-types-de-pile-combustible
Une énergie renouvelable La méthanisation
La méthanisation est un procédé de traitement et de valorisation des
déchets, qui reproduit un phénomène biologique naturel par
lequel les bactéries dégradent la matière organique. A la différence du
compostage, ce processus également appelé digestion anaérobie, se réalise en
l'absence d'oxygène
Mais revenons au procédé de traitement. Celui-ci consiste à chauffer et
brasser pendant un à deux mois des matières organiques (intrants) au sein
d'un réacteur appelé méthaniseur ou digesteur. Une large gamme d'intrants
autant liquides que solides peuvent être traités par ce procédé: matières
agricoles (fumier, lisier, résidus de céréales, etc.), déchets des
entreprises agroalimentaires, biodéchets des ménages et collectivités
(déchets alimentaires, tonte de pelouses, graisses, etc.), ou encore boues
de station d'épuration.
La dégradation de ces matières par les bactéries conduit à la formation:
d'un digestat : résidu organique liquide ou pâteux
des matières non digérées par les bactéries ;
d'un biogaz, principalement composé de méthane
(CH4) et de dioxyde de carbone (CO2)[3] (le même gaz que celui
s'échappant des marais !).
A noter que la méthanisation peut être conduite à des gammes de températures
de l'ordre de 35-40°C (on parle de méthanisation mésophile) ou de 50-56°C
(thermophile). La voie mésophile est la plus courante en milieu agricole.
Du positif pour l'Etat
L'Etat voit dans ce processus un moyen d'accroître les revenus du monde
agricole et d'accroître notre indépendance énergétique (bien que modeste
actuellement).
Du positif pour les agriculteurs :
- Réduction des achats d'engrais de synthèse (environ 20%)
- Réduction des achats d'énergie
- Revente du surplus d'énergie
https://www.notre-planete.info/actualites/4787-methanisation-avenir-danger-environnement-sante
Un projet d'envergure : La fusion nucléaire
(énergie du
futur?)
(illustration
de droite)
L'énergie nucléaire actuelle utilise la
fission de l'atome. Elle consiste à casser le noyau de l'atome (uranium ou
plutonium) en le bombardant de neutrons. Lorsque le noyau de l'uranium ou du
plutonium absorbe un neutron il va dans la plus part des cas se briser en
libérant de l'énergie et un neutron qui va à son tour participer au
bombardement.
La fusion nucléaire consiste à porter des gaz
de faible poids atomique (Deutérium et Tritium) à une température
extrêmement élevée, 150 millions de degrés. A ces températures les gaz sont
entièrement ionisés, c'est à dire que les atomes sont entièrement dissociés,
protons, neutrons, électrons sont devenus indépendants. Soumis à un champ
magnétique intense, les particules chargées électriquement sont réorientées
pour se combiner en hélium alors que les neutrons vont céder leur énergie.
L'énergie libérée est telle que les matériaux qui sont contenus dans la
batterie de nos ordinateur serait susceptible de fournir l'équivalent de 40
tonnes de charbon.
Pour réaliser cette fusion aucun matériau ne
peut supporter une telle température aussi , le plasma ainsi obtenu doit-il
être maintenu en lévitation à l'aide de bobines magnétiques qui seront
parcourues par des courants électriques très intenses. Pour ce faire elles
sont réalisées en matériaux supraconducteurs refroidis par le l'Hélium
liquide (-269°c). Il est évident que pour obtenir ces températures et de
l'hélium liquide, beaucoup d'énergie doit être dépensée.
Le projet ITER
Le terme de Tokamak est un acronyme de termes russes. Inventé par les
savants russes Igor Tamm et Andeï
Sakharov, le premier a été construit à Moscou
à l'Institut Kurchatov.
Il existe actuellement plusieurs dispositifs
capables de mettre en application un tel procédé. Le plus important est en
Angleterre le JET (Joint European Torus) c'est une installation de recherche
qui a produit 16MW de puissance de fusion mais elle produit moins d'énergie
qu'elle en consomme. Le Tokamak en cours de construction, à Cadarache dans le
sud de la France, a pour ambition de produire 10 fois plus d'énergie qu'il
en absorbe, 500 MW pour 50 absorbés.
A travers les chiffres :
- 7 participants au projet Chine, Corée, Etats Unis, Europe, Indes,
Japon, Russie (35 pays) chaque pays réalise une fraction d'ITER
- 10 000 km de câble supraconducteur (niobium-étain) 6 pays se chargent de sa
réalisation soit 400 tonnes de Nb3Sn alors que la production était de 15
tonnes par an.
- 18 bobines supra conductrices, chacune d'elles pèsera 360 tonnes d'une
hauteur de 14m et de 9m de large elles seront acheminées par bateau puis par
convoi
- 23 000 tonnes poids du tokamak ( la tour Eiffel pèse 7 300 tonnes)
- le volume de plasma sera de 840 m3 le JET anglais à un volume de plasma de
100 m3
- au plus fort de l'activité 5 000 personnes travailleront sur le site
- 77 000 personnes ont déjà visité le site en construction
L'objectif est de montrer qu'il est possible
de produire de l'énergie pendant un temps long. Il devrait entrer en
fonction en 2030 et permettre la
réalisation d'une unité préindustrielle en 2050
Iter devrait produire son premier plasma en 2025 et effectuer sa
première fusion en 2035. Cependant ce projet très coûteux ne servira
qu'à démontrer la faisabilité de la fusion. La production d'électricité
sera pour plus tard .
Ces informations ont été puisées sur les sites ci dessous
http://www.paristechreview.com/2015/02/23/fusion-nucleaire-iter/
http://www.iter.org/fr/factsfigures
https://www.iter.org/fr/mach/tokamak
Je conseil
également la lecture de l'article de futura sciences sur l'avancement du
projet à l'adresse :
https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/physique-iter-produira-son-premier-plasma-2025-62711/
.
Les pays qui participent au programme ITER sont : les 27 membres de l'Union
européenne + la Chine,l'Inde, le Japon, la Corée, la Russie, et les Etats-Unis. Avant le Brexit, la Suisse et le Royaume-Uni participaient à
travers la Communauté européenne de l'énergie atomique (Euratom), et le
programme ITER continue à respecter les contrats en cours avec ces pays.
Tout nouveau contrat est gelé et dépendra de la résolution des négociations
en cours.
Extrait de
https://www.iter.org/fr/proj/inafewlines
En 2023 35 sociétés dans le monde travaillent sur la fusion: 21 sont situées
aux Etats Unis et 6 en Europe , Marvel en Allemagne, Renaissance
Fusion en France, une en Italie, 3 au Royaume Unie,
(La fusion proposée par Marvel est
effectuée par Laser . Le laser (ou les lasers) est fabriqué par Thales en
Roumanie)
https://www.connaissancedesenergies.org/afp/fusion-nucleaire-la-start-allemande-marvel-fusion-cherche-des-financiers-en-france-230310
Economies d'énergie
La tendance actuelle est aux
économies d'énergie, électroménager étudié pour être moins gourmand,
isolation des bâtiments et éclairage basse consommation.
Pour ce dernier, un évènement passé presque inaperçu est l'attribution du
prix Nobel de physique à trois chercheurs japonais : Isamu
Akasaki, Hiroshi Amano, et Shuji
Nakamura pour l'invention de la led bleue en
1990. La led (light emitting diode ou diode
électroluminescente) existait déjà, mais la led rouge or le rouge
est un rayonnement de longueur d'onde d'environ 0,65 μm
alors que le rayonnement bleu de 0,47 μm est plus énergétique. L'énergie
contenue dans un photon est donnée par la formule E=hc/λ ou h est la constante
de Plank et c la vitesse de la lumière et λ
la longueur
d'onde du photon . On voit que plus la longueur d'onde est petite plus
l'énergie est grande donc utilisable.
Shuji Nakamura ne
s'est pas arrêté là en ajoutant des fluorescents qui excités par la lumière
émise par la led vont convertir une partie des radiations à 0,47 μm en diverses fréquences
jusqu'a obtenir une lumière blanche. (voir
la fiche sur les éclairages) La
led blanche est commercialisée
depuis
1996. Le rendement de cet éclairage est de loin supérieur à tous les autres
et va occasionner des économies d'énergie considérables. L'absence
d'échauffement du fait du rendement excellent, va bousculer la fabrication
des luminaires et accroître la durée de vie des sources lumineuses. On
estime qu'en 2020, 75% de l'éclairage sera réalisé avec cette technologie.
Shuji Nakamura dont
l'employeur japonais n'a pas eu la reconnaissance qu'il était en droit
d'attendre a émigré aux Etats Unis.
La LED blanche
actuellement a un rendement de 4 à 10% et fournit 26 à 70 lm/W on prévoit
d'obtenir un rendement de 22% et jusqu'à 150 lm/W. Début 2015 on trouve dans le
commerce des lampes fournissant 450 Lumens et consomment 5 Watts. Les formes de
ces lampes se diversifient et notamment apparaissent des luminaires associant
une multitude de Leds blanches. Il n'est pas exagéré de dire que l'éclairage par
Led va se généraliser et que la consommation électrique pour les
éclairages privés et publics va se trouver divisée par 10 et qu'il s'agit là
d'une invention d'une portée extraordinaire
Le marché de l'éclairage par LED est évalué à 75,81 milliards de
dollars en 2020 et devrait atteindre 160,03 milliards en 2026.
L'économie d'électricité est évaluée à 18 milliards de dollars (j'aurais
préféré des kWh) économisant 160 millions de tonnes de CO2
extrait du site :
https://www.mordorintelligence.com/fr/industry-reports/led-lighting-market
Un nouveau consommateur: Le
véhicule électrique
Actuellement (2021) les Etats procèdent à une marche forcée dans la
direction du véhicule électrique. Les véhicules électriques devraient à
terme remplacer les véhicules thermiques.
Il y a actuellement 52 millions de véhicules immatriculés en France. Seuls
39 millions roulent effectivement. La consommation d'un véhicule électrique
est de l'ordre de 15 kWh/100km (15 103/100).
Partons de 20 millions de véhicules (20 106) parcourant chaque
jour 50 km la consommation électrique annuelle serait:
20 106 x 7,5 103x365 = 54 750 109 Wh
soit 54 750 GWh et 54,75 TWh
Si l'on s'en réfère au tableau ci dessus , la production française annuelle
est de 500 TWh il en résulterait une augmentation d'environ 11%. En ce qui concerne les
véhicules et leur recharge classés dans le secteur résidentiel, la
consommation d'électricité dans ce secteur est de l'ordre de 300TWh il va en
découler une augmentation de ce secteur de 54 pour 300 soit 18%
Si cette consommation est prélevée sur les batteries il faudra compenser par
une recharge de celles-ci en supposant que la recharge se fait en 10 heures
(la nuit chez soi) avec un rendement de 100% la puissance appelée sur le
réseau électrique sera :
(20 106 x 7,5 103) /10= 15 109 W ou 15 GW
à rapprocher des pointes de consommation relevées en France
(voir ci dessus)
Il va s'en suivre un besoin de mise à niveau non seulement des moyens de
production mais aussi de distribution
Il existe aussi une fiche sur le pétrole
Fiche revue le 26/07/2023
Document N° 076
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