Retour d’expérience TBC2

Dans le cadre du Label Humanité, nous devons réaliser en deuxième année, un projet mettant en œuvre les compétences acquises lors des formations du Label Humanité.

Le 6 février 2014, avec Yvan Richier, El Mamoun El Bekri El Alaoui et Léopold Gault, j’ai animé à l’ISEN la Big Conf.

Un peu d’histoire

TBC, « The Big Conf » est né en 2013, propulsée par l’association Avenir Climatique. Le concept initial est de sensibiliser la population étudiante via un modèle pyramidal : des formateurs TBC sensibilisent et apprennent à faire une conférence à une centaine d’étudiants, qui dans l’idéal iront sensibiliser une autre centaine d’étudiants qui pourront –s’ils le désirent- devenir conférencier l’année suivante.

Le premier volet de TBC se focalisait sur le climat, le second, qui nous intéresse, sur l’énergie.

Une conférence, des publics

Le grand défi que nous propose TBC, c’est qu’au niveau national, tous les conférenciers auront les mêmes supports et le même discours de base, mais des publics bien différents. Continue reading

mesures économiques et développement durable

Lors des primaires socialistes, Montebourg avait fait sensation avec sa décroissance. Depuis quelques années l’Indice de Pauvreté Humaine (IPH) a été créé pour se substituer un peu à  l’Indice de Développement Humain (IDH) tant il n’était plus fiable. Aujourd’hui, on ne mesure presque plus les dépenses d’énergies en MWh mais en Tonne équivalent pétrole (Tep). Tout cela semble confus de prime abord et on pourrait même croire que le proverbe “Lorsqu’on n’est pas content de la mesure, on critique le thermomètre”.
Et si, tout compte fait, ces nouvelles mesures n’étaient pas le symptôme d’un autre type de maladie? Comme le disait justement  @ElFredo :

La valeur indiquée par un vrai thermomètre est indépendante de son utilisateur

La mesure économique : Longue vie au PIB

Le PIB, c’est LA mesure économique du moment. Le produit Intérieur Brut est une mesure de la richesse produite par un pays moins la richesse qu’il a dû importer.
Par exemple la France perd 0.7% de son PIB à  cause de ses importations qui sont de très loin plus élevées que les exportations.
La mesure du PIB pose deux problèmes :

  • Si un pays exporte beaucoup, alors il se fait du PIB sur le dos des autres. En effet la part de PIB qu’il gagne par l’export est directement prélevée dans le PIB des autres pays. Pourtant, ça parait contre l’intuition. En effet lorsque j’exporte un produit, c’est que j’ai déjà  fabriqué ce produit (cette richesse) à  l’intérieur de mon pays. Mais en plus, je n’ai en aucun cas été voler la richesse du pays client. Certes, je lui ai pris un peu de sa monnaie (richesse liquide) mais en échange il a obtenu une autre richesse, moins liquide (un objet, un service, une action…).
  • Il n’est pas rétroactif : Si je demande la construction d’une maison en 2012, qu’elle est terminée en 2012 (et que grâce à  un emprunt à  25 ans au taux ultra intéressant de 20% je l’ai payée en 2012), le PIB augmentera du prix de ma maison (voire plus à  cause des flux économiques sous-jacent (fourniture en matériel, en outil, la logistique…)) mais uniquement pour 2012. en 2013, nous repartons à  0 et il faudra que quelqu’un demande une maison en 2013 pour que le PIB ne souffre pas.

Comme vous le voyez, cette mesure est tout sauf durable ou sustainable  comme disent les anglais. En effet le fait que l’export prenne sur le PIB des autres signifie que pour maintenir leur PIB les autres pays sont obligés (comme c’est le cas en Europe) de maintenir à  un niveau très élevé la consommation intérieur, niveau suffisamment élevé pour qu’il encourage le gaspillage…
Quant au fait qu’il n”est pas rétroactif il encourage l’obsolescence programmée. Peut être pas au même niveau de Apple et son IPhone mais cela signifie que chaque structure doit être prévue pour être détruite puis reconstruite dans les 25 ans, que chaque voiture doive être remplacée en entier (et pas simplement sous forme de pièces détachées) après 10 à  12 ans d’utilisation.
Surtout le PIB pose un problème car il est un standard. La dette d’un état? Au prorata de son PIB. La concentration de richesse d”un état? Le PIB per capita. La capacité exportatrice? Au prorata du PIB…
Prenons le cas de la France. Entre 1997 et 2012, elle a connu des périodes de croissance, de récession, d’excédent commercial, de déficit commercial… On nous dit que la France exporte de moins en moins. Pourtant certaines personnes qui regardent en valeur brute ce que nous avons exporté affirment, à  raison, que nos exportation sont restée au même niveau ! Qu’en penser?

Il y a les mensonges, les très gros mensonges… et les statistiques.

La mesure énergétique : La Tonne équivalent pétrole

Le pétrole est l’énergie primaire la plus utilisée. Que ça soit pour produire de l’électricité (énergie finale) ou pour produire un mouvement, du plastique… La Tonne équivalent Pétrole semble donc s’imposer d’elle même (de par nos habitudes) en tant qu’unit” logique et fiable.
Bien sûr il y a une formule de conversion entre Tep et MWh (1MWh = 0,8 Tep) mais ramener au pétrole toute les mesures est la même chose que tout ramener au dollar. Cela facilite tout, mais le jours où le pétrole perdra ses parts de marché (ne serait-ce que parce qu’il est voué à se raréfier) cette mesure ne renverra plus à  rien.
En fait déjà , elle montre ses faiblesses. Pourquoi mesurer la consommation énergétique du SolarImpulse (moteur électrique de même puissance qu’un moteur de scooter) de la même manière que la consommation d’un scooter essence alors que l’utilisation n’est pas du tout la même.
De plus si je consomme du pétrole en tant qu’énergie finale (en tant qu’énergie motrice par exemple), cette énergie est dispersée sous forme de chaleur et de lumière… sans retour possible. Lorsque vous utilisez de l’énergie électrique une partie de l’énergie perdue de cette manière est récupérée (cf la récupération d’énergie au freinage des voitures hybrides et éectriques).
Si une Tep sous forme de pétrole me permet de parcourir 100 km en une heure, il n’est pas dit qu’il me faudra une Tep sous forme électrique pour parcourir ces mêmes 100 km en une heure à  cause de ses phénomènes.
Il en vient donc une nouvelle fois que selon l’utilisation qu’on en fait, l’unité n’offre pas la même mesure. Pas cool.

La mesure écologique : la Tonne équivalent Carbone

Gaz à  effet de serre, nous voila !
Aujourd’hui quand on mesure l’impact de l’homme sur l’environnement, on mesure… les gaz à  effet de serre. Plus précisément, on mesure la quantité de CO2 rejetée. En fait cette mesure est un équivalent carbone, on regarde combien de temps et avec quel intensité le CO2 est un gaz à effet de serre. Puis pour tous les gaz connus pour cette propriété (NOx, CH4…) on fait la même chose et on rapporte au CO2 pour donner leur nocivité équivalente.
Oui mais, le dérèglement climatique (plus que le réchauffement) n’est pas dû qu’aux gaz à  effet de serre ! Entre la pollution, la destruction de la biodiversité, les modifications dans les grands cours d’eau, les couloirs de vents etc… nous avons d’autres soucis autrement plus importants.

En fait cette Tep est avant tout une mesure… fiscale. Eh oui comment faire une taxe carbone, ou bien même subventionner les filières renouvelables sans mesure fiscale contre un énemi identifié. On se fiche un peu que cet ennemi ne soit pas le seul, on se fiche que cet ennemi ne soit pas le plus dangereux, tant qu’il est, et qu’il est quantifiable, il est imposable et on peut donc répérer de l’argent d’un côté pour le donner de l’autre (et avec un peu de chance, cet autre côté lutera contre les autres ennemis). En soit elle n’est pas durable parce qu’en soit elle ne favorise pas les bonnes actions. Par contre une fois cette mesure utilisée pour obtenir l’argent nécessaire à  la construction de générateurs moins polluant (photovoltaïque, éolien, marémoteur…) ou bien engager les sommes nécessaires à  une réduction globale de la consommation électrique (isolation, renouvellement de l’appareillage industriel…) le ciel s’éclaircit.

Enquête sur le vrai coût de l’énergie

Le débat des énergies renouvelables, du nucléaire doit faire partie d’une r”flexion bien plus grande. Les probl”matiques les plus souvent présentées sont celle du coût du kWh de chaque technologie et son évolution. Mais alors que la France redevient, chiffre de 2011 à  l’appui, exportatrice nette avec l’Allemagne on se rend compte que la géopolitique, le profil des consommateurs et la régularité de la production sont bien plus importantes.

Une idée fausse : nucléaire =électricité à  petit prix

On nous l’a répété : l’électricité peu chère de la France vient du nucléaire. Il se pourrait que ça soit vrai, après tout le nucléaire est actuellement, avec le gaz (que nous ne produisons pas) l’énergie la moins chère. Pourtant, la France et les états Unis, les plus gros producteurs d’énergie nucléaires ne sont pas les moins chers.

Et ce ne sont pas des pays exportateurs de gaz qui les dépassent. Dans le tableau suivant, nous pouvons voir que la France est dans la moyenne  (du panel choisi, mais c’est aussi vrai au niveau européen) :

Pays %nucléaire $/KWh (2009)
Italie 0 16,16
Allemagne 26,1 13,52
Autriche 0 13,31
Espagne 17,5 12,53
Pays-Bas 3,8 11,75
Royaume-Uni 13,5 11,32
Belgique 51,7 9,9
Etats-Unis 20,2 9,27
France 75,6 8,15
Finlande 22 7,94
Canada 14,8 6,33
Australie 0 6,29

On remarquera que l’Italie, le pays le plus cher du panel a abandonné le nucléaire depuis la catastrophe de Tchernobyl, néanmoins nous reparlerons du cas de l’Italie qui depuis 2008 a signé un accord bilatéral avec les Etats Unis pour construire de nouveaux réacteurs.
Pour l’Australie, la décision de sortir du peu de nucléaire qui y était installé est prise en 2008 et actée en 2009. Le cas de l”Australie est aussi très particulier : l’Australie est la plus grande réserve mondiale d’Uranium de qualité, mais aussi la plus grande poubelle au monde pour les déchets nucléaires. L’Australie n’a plus construit de réacteur, mais sa filière du nucléaire a survécu.

L’Australie a développé le Synroc pour contenir les déchets nucléaires. Le Synroc est une sorte de roche synthétique (Synthetic Rock), inventé en 1978 par le professeur Ted Ringwood de l’Australian National University. Cette technologie est utilisée par l’armée américaine pour confiner ses déchets

Ce tableau, repris dans le graphique qui suit est la preuve accablante, une nouvelle fois, que les chiffres ne parlent pas d’eux mêmes. Les deux extrêmes sont des pays sans nuclÃéire, les pays médians (USA, France, Belgique) ont une part importante de nucléaire dans leur mix énergétique (la palme à  la France). De plus, ce que le tableau ne dit pas, parce que les données sont encore plus disparates, c’est que certains pays tels que la Suède (moins chère que la France) basent tout sur le renouvelable (souvent, une grande partie d’hydraulique), et dépassent les 40% de renouvelables une fois la revalorisation des déchets comptée (16% pour la France !).

Prix en fonction de la part de nucléaire

Il semblerait que le coût au kWh d’un pays soit largement différent de la moyenne des coûts au kWh des technologies qu’il utilise.
Dans la suite de mes recherches je me suis intéressé à  la différence entre électricité produite et électricité consommée, en effet, nous savons que la France est exportatrice net, donc il semblerait que les pays voisins produisent beaucoup moins d’électricité qu’ils n’en consomment, faisant monter leur coût.
Autre hypothèse qui module le coût au kWh est liée à  l’utilisation, ou non, du nucléaire : de quel manière est organise le réseau de distribution. En effet, tout comme il est cher de transporter vos chaussures de la Chine à  la France, il est plus cher de transporter l’électricité de Paris à  Brest que d’utiliser l’électricité produite par votre toît.

Le kilowhat géopolitique

J’ai donc, grâce à  Wolfram Alpha, compulsé les données de production et de consommation à  l”année. Et rapidement, j’ai vite été surpris : malgré un nombre relativement faible de pays exportateur net d’électricité, seuls deux pays sur les 13 étudi2s s’offraient le luxe de produire moins (en 2009) qu’ils ne consommaient, et en tête… l’Italie. Si cette donnée m’a rassuré, on trouve aussi la Finlande dans cet état de fait, qui est pourtant moins chère de 11% que la France.

graphique

Mise en parallèle de la consommation et de la production électrique

En y regardant de plus près, on peut deviner l’importance de la géopolitique dans cette histoire. J’ai déjà  parlé des exportations d’uranium par l’Australie, mais deux grands exemples, presque académiques sont l’Europe des 6 et le duo de l’ALENA : le Canada et les USA.
Dans l’Europe des 6, le réseau n’est pas commun, mais tous sont branchés et palient aux faiblesses des autres. Ainsi, même si la France est importatrice d’électricité en 2009/2010 et sûrement 2012 avec l’Allemagne, dès que ses pics de consommation sont passés, elle fournit de l’électricité à  ses voisins, notamment à  l”Italie (toujours elle), qui ont une consommation plus lissée mais pour qui, parfois, il faut quand même pallier à  un manque.
Le cas de l”Europe des 6 est aussi spécial à  cause de son histoire. Premièrement, les 6 pays évoqués étaient colonialistes et obtiennent toujours des avantages économiques dans leurs anciennes colonies devenues indépendantes. Ainsi, la France profite d”un Uranium à  coût plus bas et augmentant moins qu’ailleurs grâce à  l’exploitation que fait Areva dans les pays d’Afrique. Certains y voient du néocolonialisme, peut être est-ce vrai, peut être pas, en attendant, si l’Europe reste une patrie du nucléaire (et l’Italie étant nécessairement importatrice, elle se sert indirectement du nucléaire), c’est grâce à  cette histoire là .
De plus, nous avons pu remarquer une part moins importante d’énergie renouvelables dans cette partie de l’Europe, malgré les efforts de l’Allemagne et les investissements de la France. Mais doit-on rappeler que :
-Les terres rares (Lanthanides) ne se trouvent pas en gisement exploitable dans cette partie de l’Europe, ralentissant ainsi la production de panneaux solaires. Pour information, c’est en Suède que les premiers Lanthanides (dont on pensait qu’ils n’étaient qu’un seul et unique, c’est plus tard qu’on les différencia) ont été découverts. Et c’est la Chine qui en produit le plus.
-l’histoire de ces pays donne naissance à  des quartiers d’époque, qu’il faut mettre aux normes. Une enquête du regrété Jacques Marseille (L’argent des Français) notait que depuis les années 2000, l’immobillier ancien était de moins en moins rentable. Un des raisons est la nécessité de se mettre aux normes d’isolation.
-Le nucléaire est arrivé dans les années 60 suite au choc pétrolier. Les pays européens sont largement importateur de produits pétroliers. Cela génère la nécessité d’nstallation de lignes à  très haute tension sur lesquelles les pertes sont immenses. On notera néanmoins une innovation de Nexans qui crée des raccords de lignes 25% plus économes que les anciens.

États-Unis et Canada, eux, font les choses autrement. Premièrement, le réseau électrique est commun, résultat ce que le Canada produit est en partie consommé par les USA et vice versa. Cette situation continuera d’autant plus que les USA sont très dépendants du Canada en matière d’énergie. Le Canada est : premier fournisseur de pétrole, d’uranium et de gaz des USA en 2009. Si cela évolue au fur et à mesure que l’administration Obama autorise l’extraction du gaz de schiste, les deux pays sont suffisamment immenses pour qu’il soit plus sécurisé pour eux de s’entraider à flux continu.
Ensuite, il y a les grands lac qui depuis le très connu News Deal aux USA produisent de très grandes quantités d’électricité. On y ajoute l’exploitation Canadienne et on se retrouve avec une ressource électrique qui a un coût raisonnable (à  peu près équivalent au nucléaire) mais qui en plus est souple (une turbine ça s’arrête en 10 minutes, un réacteur nucléaire, en plusieurs jours !). Cela aide à  ne pas utiliser les centrales conventionnelles en appoint et donc réduit clairement les coûts. Ajoutons que le Canada produit ses propres hydrocarbures et même du charbon. Si ça n’est pas bon pour l’environnement, cela lisse encore plus les coûts.

Idée reÃçue : l’abondance mène au gaspillage

Dans nos pays arrosé de nucléaire, l’électricité est là  en abondance. Tant et si bien que la France a décidé (peut-être est-ce son secret pour avoir un coût au kWh nucléaire toujours très rentable) de n’utiliser en majorité le chauffage électrique. Intuitivement, cela signifie une consommation par habitant en nette augmentation, surtout que les prix sont plus bas que dans d’autres pays. Dans le graphique suivant, je mets en face à  face la part de nucléaire dans la production nationale d’un pays (donc, je rappelle, les données du Canada et des USA sont un peu biaisées), et la consommation par habitant. Les pays sont classés de gauche à  droite dans l’ordre décroissant du prix au kWh.

Prix en fonction de la part de nucléaire

 

Contrairementà  ce que dit l’intuition, la France est dans la moyenne des pays de ‘UE, en ce qui concerne la consommation par habitant. D’ailleurs, des pays qui, tout à  l’heure, callaient leur production sur la consommation globale (Suède, Finlande) consomment énormément d’énergie. Le froid y est pour quelque chose. On remarque aussi que les États-Unis sont encore une fois dans le haut du panier quand il s’agit de consommer.
L’Allemagne possède aussi un des coûts les plus élevés, avec une part de nucléaire pourtant toujours présente (même s’ils ont décidé de fermer des réacteurs), peut être que l’importance de l’industrie dans cette nation a aussi un impact important. D’ailleurs tous les pays dont le kWh est plus cher que la France sont plus industrialisés que notre pays.

Sources

http://energo.blog.fr/2009/10/02/les-usa-prendront-part-au-renouveau-nucleaire-italien-7085317
wikipedia

commission sénatoriale

Le nucléaire au thorium

Présent dans presque tous les débats depuis la catastrophe de Fukoshima la production d’électricité via l’énergie nucléaire est souvent critiquée, décriée.

Souvent on pense qu’il faut absolument sortir de cette source d’énergie ? cause de son danger et des déchets qu’elle laisse derrière elle. Pourtant il est souvent on oublie de préciser quelque chose : notre source d’énergie nucléaire est l’uranium 235 et 238.

La réaction se passe ainsi :

message picture

Parmi les déchets on trouve donc de l’Uranium 235 (non consumé ou produit de la réaction) et du Plutonium. C’est ce dernier qui pose problème : il est très radioactif et très long ? se désintégrer.

La France a choisi de donner sa chance au Plutonium 239 via la création de MOX, la Chine, elle a décidé, en 2010, d’expérimenter une autre alternative : le thorium.

Une différence fondamentale : matériaux fissiles, matériaux fertiles

Il y a plus d’un siècle désormais deux scientifiques, Pierre et Marie Curie mettaient en avant la radioactivité du Thorium, découvert ? la fin du XIXème siècle. La radioactivité c’est la capacité ? perdre de l’énergie (rayonnement alpha, beta + ou-, ou gamma) pour créer un nouveau noyau plus stable (qui rayonnera moins). C’est différent de la possibilité de fissionner un noyau comme c’est le cas pour l’Uranium 235 ou 238.

Le thorium ne fait pas partie des matériaux fissiles, il serait très difficile de le fracturer en le bombardant de neutron. Cependant, ce dernier, une fois qu’il a capté un neutron se met ? être fortement radioactif. Et le résultat de cette radioactivité sera de l’Uranium 233, qui lui, est fissile.

Cette capacité ? donner naissance ? un noyau fissile fait que le Thorium est appelé fertile.

Cela a une conséquence importante : il faut amorcer la réaction. C’est ? dire qu’il faut quand même mélanger le Thorium ? de l’Uranium (souvent 235) pour que la réaction fonctionne.

Mais la grande force (ou la grande faiblesse selon qu’on soit pour ou contre la bombe atomique…) c’est que cette réaction ne produira que très peu de Plutonium (uniquement les résidus de l’amorçage).

Une autre conséquence non négligeable qui a largement ralenti le développement des réacteurs ? Thorium c’est que celui-ci devient très fortement radioactif au cours de la réaction et que des très puissants rayons gamma sont relâchés. Cependant qui dit amélioration des matériaux et de la robotique dit possibilité d’envisager la construction des réacteurs ? Thorium.

Un fonctionnement à part

Une grande force du Thorium est qu’il permet très facilement d’être exploité ? l’état liquide plutôt que solide à l’intérieur de réacteurs portant l’acronyme LFTR.

Les premiers prototypes de ce type de réacteurs date des années 40. Ce qui explique leur abandon : la filière du thorium n’était pas créé mais en plus le thorium ne créait pas de Plutonium dont on avait besoin pour les bombes atomiques de l’époque.

Depuis le forum Génération IV de nouveaux prototype comme SuperPhoenix ou le Rubbiatron

Dans tous les cas on remarque que le danger, jusque l? inhérent au nucléaire, d’emballement de la réaction peut être supprimé. En effet ces réacteurs peuvent fonctionner de manière viable en régime dit “sous-critique” durant lesquels la réaction peut s’arrêter toute seule si on la prive de combustible ou de neutrons.

Le traitement des déchets

Bien que les déchets soient moins radioactifs et pour moins longtemps, ils existent et leur demie-vie reste très élevée (un millénaire), pour autant différents projets ont été mis au point, notamment les ADS : Systèmes pilotés par accélérateurs qui permettent la transmutation des déchets vers d’autres qui se dégradent plus rapidement. Ces projets semblent prometteurs :

Les études de faisabilité des ADS sont maintenant bien avancées. Des travaux ont été effectués au plan national, au CEA et en collaboration CEA-CNRS ; au plan européen, sous l?égide du « Technical Working Group » (TWG) et dans le cadre de projets européens du 5e et, maintenant, du 6e PCRD. Des industriels ont pris une part importante ? ces travaux. En collaboration CEA-CNRS, des expériences ? puissance zéro ont été effectuées ? Cadarache sur la maquette critique « Masurca » (CEA-Cadarache) et un injecteur de protons de haute intensité est en construction au CEA Saclay.

Chiffres en vrac

  • 200 fois plus de Thorium que d’Uranium dans la nature, on trouve de très bons gisements partout dans le monde, notamment, pour nous, en Bretagne
  • 3,5 millions de fois la capacité du charbon
  • 14.5 milliards d’année : c’est la demie vie du Thorium 232, plus importante que l’âge de la terre
  • 10 000$ : c’est le coût annuel estimé d’un réacteur de type LFTR d’une puissance de 1GW, soit 40 fois moins qu’un réacteur ? Uranium 235/238.
  • 3000m² : la taille estimée pour une centrale de type LFTR soit 100 fois moins qu’une centrale ? l’Uranium 235/238