Le Nucléaire ? Pourquoi pas, finalement !

Le présent article (je devrais dire les 2)

va (vont) provoquer des tornades chez les écolos ...

Vous m'avez souvent entendu dire (ou LU !) ici qu'il fallait que la France sorte du nucléaire, et, tant qu'à faire, qu'elle en décide maintenant, puisqu'aussi bien il faudra compter 30 ans pour ce faire .... Aurais-je changé d'avis ? (Ça m'arrive, quoi que certains prétendent le contraire ....) Et bien, pas vraiment. Alors ? me direz-vous ...... (je vous laisse le temps de me dire alors .....).

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ALORS, NON !!!!

Mais faisons d'abord un bref rappel des qualités et des défauts des actuelles sources de production d'électricité, à savoir :

1. Les centrales nucléaires de la filiaire Uranium;
2. Les centrales hydroélectriques;
3. Les centrales thermiques;
4. Les panneaux solaires photovoltaïques (les chauffe-eau solaire ne produisent pas d'électricité);
5. Les centrales héliothermiques;
6. Les centrales géothermiques;
7. Les éoliennes.

Je vais m'inspirer beaucoup de 2 numéros du mensuel Science&Vie (mais pas seulement !): 

Centrales nucléaires :

La centrale nuclèaire de Cattenom

• Avantages :

Permanence de la production : un réacteur fonctionne durant 85% du temps annuel; cela s'appelle "permanence de la disponibilité", ou quelque chose comme ça ....

Faible emprise au sol : pour 3,5 GWh de production (consommation de Paris), il faut occuper 0,2 km² (on parle de densité énergétique);

"Faible coût" : 0,37 € le KWh livré au particulier (c'est en fait un MIX d'EDF pour toute son électricité livrée, un prix qui pourrait dater un peu); en fait, c'est un faux prix (donc une concurrence déloyale) qui ne tient compte, ni des coûts  de recherche et de construction des centrales (que le contribuable a payés), ni, SURTOUT, du coût du démantèlement (que le contribuable payera !); de plus le prix de la matière première ne va pas cesser d'augmenter, avec la prolifération des centrales dans le monde et la diminution des réserves minières.

• Inconvénients :

Outre : la discussion autour du prix;

Risque technologique majeur : l'accident grave est "impossible", selon le lobbie nucléaire; mais il s'est produit 3 fois en 50 ans (Three Mille Island, Tchernobyl, Fukushima), a chaque fois pour une raison différente; l'accident grave n'est donc pas improbable en France,  même si, en effet, la sureté et la sécurité semblent mieux gérées dans notre pays, ce qui n'est pas l'avis de certaines O.N.G., par exemple:

 

SURTOUT, production de déchets nucléaires : qu'ils soient à activité longue ou courte (il n'est pas question ici des déchets à durée de vie très courte), intense ou faible, il faudra un jour s'en débarrasser ! OR, on ne sait toujours pas le faire : la chimie sait se débarrasser de molécules (en les tranformant au cours de réactions chimiques); mais la physique est incapable de faire disparaître un atome, sauf par radioactivité s'il est instable : c'est précisément le cas des déchets ! Et ce processus "naturel" demande ... un certain temps ! Depuis quelques jours (Iode ¹³¹) à quelques millions d'années (Plutonium et certains Transuraniens). C'est ce qu'on appelle la période radioactive de l'atome considéré, ou demi-vie : "temps au bout duquel la moitié de l'activité a disparu".

Le cas du PLUTONIUM est un peu particulier : on a tendance à ne pas le considérer comme un déchet, puisqu'on l'utilise comme combustible dans les centrales, mélangé à de l'uranium²³⁵, au sein du M.O.X., et pour fabriquer de redoutables Bombes A.  C'est d'ailleurs .... mais on en reparlera plus tard !

  Centrales thermiques :

Schéma général de fonctionnement

d'une centrale thermique. 

• Avantages :

Elles sont faciles à mettre en œuvre, et on peut les arrêter ou les mettre en marche à la demande : grande souplesse d'utilisation ET disponibilité parfaite; seule l'utilisation de la biomasse a une disponibilité limitée à 75% du temps !

Elles ont une emprise au sol limitée, plus importante toutefois que les centrales nucléaires !

"Faible coût" : 0,37 € le KWh livré au particulier (le même prix que pour toute l'électricité vendue par EDF.

• Inconvénients :

Bilan Carbone catastrophique, sauf pour la biomasse et le bois, même si le gaz est moins polluant que le pétrole et que, SURTOUT, le charbon ! C'est ce point qui justifie à lui seul les discussions actuelles .....

Centrales hydroélectriques :

Célèbre barrage Hoover, sur le Colorado,

qui a tellement détruit le fleuve

et la vie des pêcheurs en aval.

• Avantages :

Elles ne sont plus à construire, tout le réseau Français possible est construit ou presque (si on excepte les très petites unités possibles) : seulement à améliorer, concernant le rendement des turbines;

"Faible coût" : 0,37 € le KWh livré au particulier (le même prix que pour toute l'électricité vendue par EDF.

• Inconvénients :

Forte emprise au sol : pour 3,5 GWh de production (consommation de Paris), il faut occuper presque 365 km², donc 1.800 fois plus qu'une centrale nucléaire ! (donc faible densité énergétique);
Les conséquences humaines et écologiques ne furent pas minces ....

Une centrale hydroélectrique fonctionne seulement durant 38% du temps annuel; c'est donc très "intermittent" ...

Panneaux solaires photovoltaïques :

• Avantages : (je ne parle ci-dessous que des installations domestiques)

Excellent bilan carbone , ce qui en fait l'intérêt principal; mais il n'est pas nul, si on tient compte comme il se doit de la production et de l'installation des matériels (l'énergie des usines qui produisent les panneaux, pratiquement toutes Chinoises, est le charbon !!!); C'est quand même une énergie très "propre" ....

Très faible emprise au sol : pour un équipement domestique la question se pose peu .... 20 à 30 m² sur le toit (donc 0 m² au sol).

Production de courant continu qui subit moins de pertes dans le transport.

"Faible coût" : la "matière première" est gratuite, et les kw produits sont rachetés par E.D.F. plus cher (moins cher cependant qu'il y a 6 ans) que ce que l'entreprise nous vend.

• Inconvénients :

"Production Chinoise", avec tout ce que ça suppose aux plans du commerce extérieur Français (concurence déloyale), de l'utilisation du charbon et de la main d'oeuvre enfantine ...

Rentabilité discutable : pour amortir le coût de l'installation il faut une dizaine d'années, et la durée de vie des matériels est sujette à caution ...

Cellules solaires organiques : bientôt un développement industriel ?

Des cellules photovoltaïques bon marché, légères et facile à fabriquer : c'est la piste qu'explorent des scientifiques français, qui parviennent à synthétiser de manière simple une molécule active sans l'aide de catalyseurs métalliques. C’est une nouvelle étape vers un développement industriel.

Le 07/04/2014 à 13:10 - Par CNRS

Les cellules photovoltaïques sont le plus souvent

en silicium, cuivre, indium et sélénium.

Les recherches s'orientent de plus en plus

vers la fabrication de cellules solaires organiques.

© Zigazou76, Flickr, cc by 2.0

"Les cellules solaires organiques (CSO) ouvrent de vastes possibilités d'extension des applications de la conversion photovoltaïque (PV) en tirant parti de la plasticité et de la légèreté des matériaux organiques. Cependant, l'intérêt potentiel majeur des CSO réside dans une réduction drastique du coût de l'électricité PV par rapport aux cellules à base de silicium. Une CSO repose sur la création d'une hétérojonction à l'interface de deux matériaux respectivement donneur et accepteur d'électrons. Un atout majeur des matériaux actifs organiques réside dans leur possible mise en œuvre par voie humide, ce qui permet de réduire fortement l'empreinte carbone de la fabrication par rapport à la filière silicium.

L’intense compétition internationale sur le PV organique a conduit à faire de l'efficacité de conversion le critère quasi exclusif d'évaluation de la recherche. Cependant, cette course au rendement à tout prix entraîne la recherche dans une direction qui semble s'éloigner des critères souhaitables pour un réel développement industriel. En réalité, l'augmentation impressionnante de rendement obtenue dans un laps de temps relativement court a mobilisé une sophistication croissante de la technologie des dispositifs et de la chimie des matériaux.

Prototype de cellule solaire organique à base de petites molécules.

Se passer de catalyseurs métalliques réduirait les coûts

et augmenterait le développement industriel de ces cellules.

© Institut Moltech-Anjou

Ainsi, la fabrication de ces cellules implique l'insertion de couches additionnelles optimisées, le remplacement des accepteurs à base de C₆₀ par des dérivés du C₇₀ beaucoup plus chers, l'utilisation de métaux précieux dans certains cas, de solvants toxiques, d'additifs et de traitements thermiques. Par ailleurs, les matériaux actuellement les plus efficaces reposent sur des structures chimiques complexes impliquant des synthèses multiétapes de faible rendement global, et donc d'un coût élevé."

Cellules solaires organiques moins chères et plus propres

"Les polymères conjugués ont longtemps constitué la seule classe de matériaux actifs pour les CSO. Cependant, la polydispersité des polymères pose des problèmes de reproductibilité des propriétés électroniques dues en particulier à la purification : élimination de groupes terminaux résiduels, extractions successives et mise à l'écart d'une partie importante du produit brut.

Une voie alternative consiste à remplacer les polymères par des molécules de structure parfaitement définie. Dans ce contexte, une équipe du CNRS poursuit la mise au point de nouveaux matériaux actifs en s'efforçant d'intégrer dès la conception des molécules les contraintes liées à un futur développement industriel : simplicité de la structure, synthèse en peu d'étapes, rendement global élevé, réactions compatibles avec une montée en échelle et recours en priorité à une chimie propre. Les chercheurs ont récemment montré que des molécules de structure minimalistes étaient capables de fournir des performances intéressantes dans des cellules de structure rudimentaire.

Dans une étude publiée dans la revue ChemSusChem, les scientifiques viennent de franchir une nouvelle étape vers le développement industriel des CSO en synthétisant une molécule active à l'aide de deux réactions de condensation qui ne nécessitent pas de catalyseurs métalliques coûteux et ne produisent comme sous-produit de réaction que de l'eau. Les premiers tests sur des dispositifs basiques montrent des performances intéressantes, bien qu'encore modestes, et le travail de recherche se poursuit afin de valoriser cette approche par la synthèse de nouvelles molécules actives."

Centrales héliothermiques :

• Principe : de très nombreux miroirs orientables concentrent l'énergie du soleil sur un liquide (du sodium, par exemple) dans une tour, et la chaleur récupére sert à produire de la vapeur qui fait tourner des turbines.

• Avantages :

"Faible coût" : 0,37 € le KWh livré au particulier (c'est toujours un MIX d'EDF pour toute son électricité livrée, un prix qui pourrait dater un peu).

• Inconvénients :

Permanence de la production : une centrale de ce type fonctionne de manière très intermittente, durant 12% du temps annuel. (la nuit constitue déjà 50% !) 

Forte emprise au sol : pour 3,5 GWh de production (consommation de Paris), il faut occuper plus de 91 km² (densité énergétique moyenne).

Pas encore très développées pour avoir un impact significatif; il est probable que ce sera surtout intéressant pour les pays très ensoleillés, Espagne ou Sahara par exemple.

Inconvénient commun à tous les modes de production d'électricité : celle-ci se stocke assez mal pour l'instant. 

Centrales géothermiques :

• Principe : Dans le sol la température augmente très vite avec la profondeur. Il s'agit de creuser des puits très profonds, d'injecter de l'eau froide par un tuyau et de pomper l'eau chaude par un autre. Cette eau chaude sert à produire de l'électricité par le mode habituel, et l'eau refroidie est réinjectée.

• Avantages :

Permanence de la production : une centrale de ce type fonctionne tant que le sous-sol n'a pas été refroidi 

Faible emprise au sol :

"Faible coût" : 0,37 € le KWh livré au particulier (c'est toujours un MIX d'EDF pour toute son électricité livrée, un prix qui pourrait dater un peu) et matière première "gratuite" (comme pour tous les renouvelables ou presque).

• Inconvénients :

Pas encore très développées pour avoir un impact significatif; c'est encore largement à l'étude.

Inconvénient commun à tous les modes de production d'électricité : celle-ci se stocke assez mal pour l'instant.

Cela suppose une fracturation hydraulique du sous-sol  !!! Et il faut recreuser quand le sous-sol a été trop refroidi, donc de gros investissements qui contrebalancent l'aspect gratuit de la matière première.

Éoliennes:

• Principe : ​Les turbines sont entrainées directement par le vent qui entraîne les pales ... courant alternatif donc, comme toutes les autres sources SAUF CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES.

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• Avantages :

"Faible coût" : 0,37 € le KWh livré au particulier (c'est toujours un MIX d'EDF pour toute son électricité livrée, un prix qui pourrait dater un peu).

• Inconvénients :

Forte emprise au sol : pour 3,5 GWh de production (consommation de Paris), il faut occuper plus de 454 km² (densité énergétique basse).

Il faut une vitesse de vent comprise en 10 et 30 km/h

Permanence de la production : une centrale de ce type fonctionne de manière très intermittente, durant 25% du temps annuel. (L'éolien craint les anti-cyclones hivernaux et estivaux, au moment des pics de demande énergétique pour le chauffage ou la climatisation)

Inconvénient commun à tous les modes de production d'électricité : celle-ci se stocke assez mal pour l'instant. 

J'aurais pu vous parler aussi des hydroliennes et autres usines marémotrices .... mais c'est déjà assez long comme ça. On dit que l'un des signes de l'intelligence c'est la capacité à faire court ! Je suis donc probablement un peu limité, plus en tout cas que cette longue énumération, qui montre quand même quelque chose : le problème de l'énergie est complexe, même si on veut se limiter à la production d'électricité ...

Le pétrole a encore de belles décades devant lui (jusqu'à disparition totale) pour servir de carburant aux automobiles, camions, bateaux et avions. Seule la pile à hydrogène présente quelque avenir, si l'on règle le problème de l'utilisation du platine (fort cher) et la source d'électricité (propre) pour fabriquer l'hydrogène (autre que l'atome et les centrales thermiques). Ce serait aussi un mode intéressant de stockage de l'électricité par exemple en couplanr les éoliennes terrestres à des unités d'hydrolyse (de l'eau) pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène (gaz médical) pendant leurs moments de fonctionnement.

CONCLUSIONS

• Les énergies renouvelables ont, pour l'instant, des caractéristiques défavorables : faible denisté énergétique (très forte emprise au sol, sauf pour les panneaux photovoltaïques qui, placés sur les toits, n'encombrent pas le sol), disponibilité insuffisante, coût encore trop élevé (même si des progrès se dessinent). En plus leur "propreté" est surfaite quand on tient compte des modes et lieux de production et de la construction des installations ....
• Les centrales nucléaires par fission de l'uranium ont les caractériques inverses (avec les réserves déjà exprimées à propos du coût), même si leurs inconvénients sont fabuleusement énormes potentiellement !
• ALORS, MON AVIS EST QU'IL FAUT REMPLACER LE NUCLÉAIRE PAR ... LE NUCLÉAIRE .... ce sera le sujet de mon prochain billet RÉVOLUTIONNAIRE !

"Étonnant, non ?"

Vous m'avez souvent entendu dire (ou LU !) ici qu'il fallait que la France sorte du nucléaire, et, tant qu'à faire, qu'elle en décide maintenant, puisqu'aussi bien il faudra compter 30 ans pour ce faire .... Aurais-je changé d'avis ? (Ça m'arrive, quoi que certains prétendent le contraire ....) Et bien, pas vraiment. Alors ? me direz-vous ...... (je vous laisse le temps de me dire alors .....).

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Comments

[Rotpier]

Bonjour Glorfindel !

Merci pour tes précieuses lumières !
Tu es une source d’énergie à toi tout seul !
Tu es un génie sol-air !

Bonne journée !

Le Rotpier

http://rotpier.over-blog.com

[Sucramus]

Of course Major, On nous soûle avec l'éolien, c'est le renouvelable le moins rentable et le plus coûteux Prod/ investissement. Les américains reviennent en arrière, ils démontent leurs parcs en Californie!!! Mais nous on est toujours une guerre en retard.