Le charbon reste la source d’énergie la plus répandue
Invité par Bruno Chevalier et Christine Meyer (MRC 44), Gérard Pierre est intervenu le 29 janvier à Nantes sur la question des énergies que nous utiliserons demain (voir MRC 44 : les énergies de demain, en débat le 29 janvier 2010 à Nantes - 23 janvier 2010).
Gérard Pierre est professeur émérite de physique à l’université de Bourgogne,
président de l’association « Sauvons Le Climat Bourgogne »
et secrétaire national du MRC, chargé de l’énergie et de l’environnement.
Son exposé prenait appui sur un montage de diapositives (voir http://icb.u-bourgogne.fr/SFPBFC/Documents/Nantes.pdf).
Le but était de faire le tour de ce qui existe en matière d’énergies (c’est l’objet de ce premier article), avant de se prononcer sur celles qui répondront le mieux aux besoins et aux conditions de demain (article suivant). Dans ces articles, je reprends l’essentiel des diapositives projetées à l’écran.
Interactions fondamentales
• INTERACTION FORTE et INTERACTION FAIBLE
• INTERACTION ELECTROMAGNETIQUE
• INTERACTION GRAVITATIONNELLE
Quelques ordres de grandeur
Il est d’usage d’utiliser comme unité le Tep : Tonne Equivalent Pétrole.
– 1000 m3 de gaz naturel => 1,18 Tep
– 1 tonne d’hydrogène => 2,727 Tep
– 1 tonne de charbon => 0,659 Tep
– 1 gramme d'uranium => 1,88 Tep
– 1 gramme de deutérium => 5,68 Tep
Pour produire 1GW pendant un an, il faut :
Photovoltaïque 100 kilomètres carrés
Eolien 5600 éoliennes en mer
Charbon 2 600 000 tonnes
Pétrole 1 800 000 tonnes
Fission nucléaire 25 tonnes d’uranium
Fusion thermonucléaire 0,1 tonne de deutérium et 0,15 tonne de tritium
Réserves énergétiques mondiales
§ Energies fossiles : Charbon, Gaz, Pétrole.
§ Energies renouvelables : Hydraulique, Eolienne, Solaire (thermo-solaire, électro-solaire), Géothermique (pompes à chaleur, géothermie à haute température), Biomasse…
§ Energie nucléaire : Fission, Fusion
Réserves énergétiques fossiles - dont l’utilisation est responsable de l’augmentation de l’effet de serre (Interaction électromagnétique) - dans le monde :
Pétrole : essentiellement le Moyen-Orient, et secondairement, l’Afrique et l’Amérique du Sud.
Gaz : essentiellement la Russie et sa périphérie ex-soviétique, ainsi que le Moyen-Orient.
Charbon : essentiellement l’Amérique du Nord, l’Europe du Nord-ouest, La Russie et sa périphérie, l’Extrême-Orient et l’Océanie, l’Afrique.
Pétrole et gaz : les réserves sont concentrées dans peu de régions du monde.
Charbon : les réserves sont disséminées sur tous les continents.
Estimation de la durée des réserves énergétiques fossiles
Pétrole Gaz Charbon
Avec la consommation actuelle 50 ans 65 ans 260 ans
Avec l’augmentation de la consommation 30 ans 40 ans ?
Consommation mondiale de pétrole (%) en 1973 et en 2002
1973 2002
Amérique du Nord 32 2% 27,8%
Europe occidentale 26,8% 19,4%
Japon 9,6% 6,8%
Reste du monde 31,4% 46,0%
Production (nette) de l’électricité en Allemagne (2006, 595 TWh)
Production d’origine thermique : 380 TWh (64%) en augmentation entre 1996 et 2006
Production d’origine nucléaire : 159 « (27%) stable
Production d’origine éolienne : 31 « (5%) en augmentation
Production d’origine hydraulique :26 « (4%) stable
• Le plus grand parc éolien du monde
Puissance installée 22 250 MW pour un coût d’environ 33 M€, soit l’équivalent de 13,9 EPR qui eux coûteraient 45 M€, mais dont la production d’électricité serait 3 ou 4 fois plus grande que celle du parc éolien.
Energie nucléaire (interaction forte, interaction faible)
• Fission : filière classique (fission de l’uranium, plutonium...)
• Fusion : fusion de l’hydrogène (dans les étoiles), fusion du deutérium (naines brunes), fusion d’un noyau de deutérium et d’un noyau de tritium.
Historique de la fission
1932 Chadwick Neutron
1935 Joliot-Curie Radioactivité artificielle
1938 Fermi, Hahn et Strassmann Réalisation des premières fissions artificielles
1939 Joliot-Curie Prise de brevets
1942 Fermi Premières expériences
Applications :
•Militaires (Oppenheimer - bombe atomique en 1945)
•Civiles (Fermi, Joliot-Curie, pile atomique, puis réacteur)
En France : Création du CEA - Applications civiles puis militaire…
Produits de la fission
Ce sont les déchets nucléaires :
• Résidus de la combustion de l’235U (uranium) - Période courte : 90Sr (Strontium) et 137Cs (Césium) - Période longue : 129I (Iode) et 135Cs (Césium)
• Transmutation de l’238U (uranium) en plutonium
Loi Bataille : stockage des déchets nucléaires
1. Recherche sur la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à longue vie.
2. Conditionnement pour l’entreposage temporaire en surface.
3. Etude des procédés de conditionnement et de stockage réversible de longue durée, afin d’éviter toute dispersion de matériaux radioactifs.
Réserves mondiales (prouvées) d’uranium (en milliers de tonnes, début 2001, total monde 2516,1 milliers de tonnes - hors Chili et Chine) : Australie (667), Kazakhstan (432), Canada (314), Afrique du Sud (231), Brésil (162), Namibie (144), Russie (138), USA (104), Ouzbékistan (90), Mongolie (61), Niger (29), Algérie (26), France (12) …
Evolution de la production d’électricité en France
De 40 TWh en 1950 à 500 TWh en 2000.
En 1970, sur 140 TWh, 90 étaient d’origine fossile, 40 d’origine hydraulique et 10 d’origine nucléaire.
En 2000, sur 500 TWh, 40 étaient d’origine fossile, 80 d’origine hydraulique et 380 d’origine nucléaire.
Fusion contrôlée
1920 : Aston et Eddington (Britanniques) - Compréhension du fonctionnement du soleil
1946 : Thomson et Blackman (Britanniques) - Dépôt d’un brevet. Pas de réalisation
1968 : Les soviétiques obtiennent 10 millions de degrés TOKAMAK*
Après 1968 : France, Japon, USA, Europe, Cadarache Développement des TOKAMAK
*TOKAMAK = TOroidalnaya KAmerac MAgnitinjni Katuskhani : Chambre à vide toroïdale et bobine magnétique.
Fusion : le projet Iter (voir Le projet de réacteur à fusion thermonucléaire ITER Cadarache).
Cet article est le 48ème paru sur ce blog dans la catégorie Climat et énergies
