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QUELLES ENERGIES POUR QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?DEMAIN ?QUELLES ENERGIES POUR QUELLES ENERGIES POUR DEMAIN ?DEMAIN ?

Jean-Charles Jean-Charles ABBEABBEJean-Charles Jean-Charles ABBEABBE

http://jcabbe.online.fr

Énergies

Sécurité approvisionnement

Efficacité économique

Impacts

environnementaux

Humanitaires

Techniques

Politiques

Sociétaux

Géopolitiques

DES ENJEUX MULTIPLESDES ENJEUX MULTIPLES

Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

Jean-Charles ABBEÉnergies pour demain

ENERGI EMECANI QUETHERMI QUEELECTRI QUECHI MI QUERAYONNANTECLASSI QUE/NOUVELLESAUVAGE/MANUFACTUREEDOMESTI QUE/DI STRI BUEEPRI MAI RE/VECTEURSPECI FI QUE/POLYVALENTE

COUTEUSE/BON MARCHE

ENERGIE OU ENERGIEENERGIE OU ENERGIESS ? ?

http://www.icone-gif.com/gif/sports/halterophile/halterophile011.gif

http://www.icone-gif.com/gif/lumiere/ampoules/ampoule-gif-007.gif

http://www.icone-gif.com/gif/lumiere/explosion/explosion-gif-005.gif

http://www.icone-gif.com/gif/sports/velo/velo-gif-003.gif

DE SACRO-SAINTS PRINCIPESDE SACRO-SAINTS PRINCIPES

NIMBY (Not In My Backyard)NIMBY (Not In My Backyard) : pas dans mon jardin !

BANANA (Build Absolutely Nothing Anywhere Near BANANA (Build Absolutely Nothing Anywhere Near Anybody) :Anybody) :

ne rien construire où que ce soit à proximité de quiconque

Le Le principe de précautionprincipe de précaution et … le risque de ne rien faire


ENERGIE : du JOULE au WATT-heure et au TepENERGIE : du JOULE au WATT-heure et au Tep

•1 Wh = 3600 Joules

•TONNE PÉTROLE (Tep) 1

•CHARBON TONNE 0.7

•ÉLECTRICITÉ 0.2*

•GAZ NATUREL 0.07

* équivalence à la production associant à l’électricité disponible en sortie, la quantité d’énergie primaire nécessaire pour la production par un autre moyen.

1 baril = 159 litres


•Énergie échangée par unité de temps

Watt = Joule / seconde

kiloWattheure = 1 000 W / 1 h

PUISSANCEPUISSANCE

Un Français consomme en moyenneUn Français consomme en moyenne : :

1 500 kwh électrique /an pour usages domestiques1 500 kwh électrique /an pour usages domestiques

6 000 kwh pour une famille de 4 personnes ; c’est 6 000 kwh pour une famille de 4 personnes ; c’est l’énergie consommée par un TGV sur le trajet Paris/ l’énergie consommée par un TGV sur le trajet Paris/ Nantes.Nantes.

5 tep/ an5 tep/ an

Consommation électrique en France en 2005 : 480 Consommation électrique en France en 2005 : 480 TWhTWh


COURBE DE CHARGE/ JOURNEECOURBE DE CHARGE/ JOURNEE


PUISSANCES MAXIMALES APPELEESPUISSANCES MAXIMALES APPELEES


DEMOGRAPHIEDEMOGRAPHIE

La population croît de 3 La population croît de 3 milliards d’individus tous les 50 milliards d’individus tous les 50 ans !ans !

… … le plus grave des problèmes le plus grave des problèmes que le monde ait jamais eu à que le monde ait jamais eu à résoudre.résoudre.

E.Pisani (Vive la révolte)E.Pisani (Vive la révolte)


CHANGEMENTS GEOPOLITIQUESCHANGEMENTS GEOPOLITIQUES


URBANISATIONURBANISATION


CONSOMMATIONS EN ÉNERGIE PRIMAIRE PAR HABITANT CONSOMMATIONS EN ÉNERGIE PRIMAIRE PAR HABITANT (tep) DANS DIFFERENTS PAYS(tep) DANS DIFFERENTS PAYS


CONSOMMATION ELECTRIQUE vs NIVEAU DE VIECONSOMMATION ELECTRIQUE vs NIVEAU DE VIE


Electricité17%

Pétrole44%

Gaz17%

Charbon7%

E.R.Therm15%

STRUCTURE de la STRUCTURE de la CONSOMMATIONCONSOMMATION

Electricité42%

Pétrole33%

Charbon5%

Gaz15%

E.R. Therm5%

Monde 2002Monde 2002

FRANCEFRANCE


EVOLUTION EVOLUTION INTENSITE ENERGETIQUEINTENSITE ENERGETIQUE PAR PAYS PAR PAYS

France

Consommation énergétique / PIB exprimé en Tep/1 Consommation énergétique / PIB exprimé en Tep/1 000 $000 $


EVOLUTION EVOLUTION INTENSITE ENERGETIQUEINTENSITE ENERGETIQUE PAR SECTEUR PAR SECTEUR

CONSOMMATION D’ENERGIE PAR SECTEURCONSOMMATION D’ENERGIE PAR SECTEUR


EVOLUTION DE EVOLUTION DE L’INDEPENDANCE ENERGETIQUEL’INDEPENDANCE ENERGETIQUE (%) (%)

FranceFrance

Royaume Royaume UniUni

États États UnisUnis


IMPACT ENVIRONNEMENTAL, EFFET DE SERREIMPACT ENVIRONNEMENTAL, EFFET DE SERRE



Hydraulique 4

Nucléaire 6

Éolien 3 à 22

Photovoltaïque 60 à 150

Cycle combiné 427

Gaz naturel (TAC pointe) 883

Fuel 891

Charbon 978

Émissions comparées de COÉmissions comparées de CO2 2 en g/kWh en g/kWh électrique (analyse du cycle de vie)électrique (analyse du cycle de vie)


EMISSION DE COEMISSION DE CO22

Kg équivalent COKg équivalent CO22/habitant/habitant


EMISSION INDUSTRIELLE DE COEMISSION INDUSTRIELLE DE CO22/ habitant dans l’UE/ habitant dans l’UE


EUROPE : DES ÉVOLUTIONS IMPORTANTESEUROPE : DES ÉVOLUTIONS IMPORTANTES

• LIBÉRALISATION DES MARCHÉSLIBÉRALISATION DES MARCHÉS :

• 19.12.96 : électricité

• 22.06.98 : gaz

• 1.07.04 libéralisation de l’électricité pour artisans, PME, professions libérales

• 2007: libéralisation totale du marché de l’électricité

CONSÉQUENCES : concurrence partout en Europe et recomposition du secteur de l’énergie qui doit répondre aux défis d’adaptation à une crise majeure et au respect des engagements sur les émissions de CO2.


• DIVERSITÉ DES SITUATIONS ÉNERGÉTIQUES ET DIVERSITÉ DES SITUATIONS ÉNERGÉTIQUES ET DIFFICULTÉSDIFFICULTÉS : :

• ENTITÉ STRATÉGIQUE (SÉCURITÉ)

• ORGANISATIONS PRODUCTION, TRANSPORT, DISTRIBUTION

• GÉOGRAPHIE, GÉOLOGIE, CLIMAT, NIVEAU DE VIE, NIVEAU DE DÉVELOPEMENT, CULTURE DU SERVICE PUBLIC, HISTOIRE ET FACTEURS SOCIO-ÉCONOMIQUES


Arabie13% Norvège

4%

Russie11%

Canada4%

USA9%Iran

5%Mexique

5%

Chine4%

Reste38%

Venez.4%

Emirats3%

PETROLE : PRODUCTION 2002PETROLE : PRODUCTION 2002


40 % USA40 % USA

85 % Japon85 % Japon

60 % EU60 % EU

80 pétroliers chaque jour !80 pétroliers chaque jour !


Variations de PRIX du PETROLEVariations de PRIX du PETROLE


GAZ :GAZ : PRODUCTION 2002 PRODUCTION 2002

Russie22%

Indo.3%

USA20%

Arabie2%

R.U.4%

Can.7%

Iran3%

Alg.3%

Reste30%

Norv.3%

Holl.3%


APPROVISIONNEMENT EN GAZ APPROVISIONNEMENT EN GAZ


PETROLE et GAZ :PETROLE et GAZ :

Réserves mondialesRéserves mondiales


PETROLE et GAZ : Réserves mondialesPETROLE et GAZ : Réserves mondiales


CHARBON : PRODUCTION 2002CHARBON : PRODUCTION 2002

Chine39%

Indo3%

USA24%

KZ2%

Inde9%

Australie7%

Russie5%

Ukr1%

Reste7%

Pologne3%


• Réserves importantes et bien Réserves importantes et bien distribuéesdistribuées

• PolluantPolluantgaz carbonique, soufre, cendres

nécessiténécessité- d’augmenter les rendements- de piéger les polluants- de traiter les fumées

CHARBONCHARBON


« La mauvaise performance du charbon en matière d’émission de gaz carbonique

n’incite pas à préconiser le parc de centrales n’incite pas à préconiser le parc de centrales

au charbon en France, sauf en cas d’abandon au charbon en France, sauf en cas d’abandon

du nucléaire.du nucléaire.

Les centrales avec gazéification intégrée et celles à lit fluidisé seront alors candidates »

Mission d’évaluation économique

CHARBONCHARBON


ENERGIES ENERGIES RENOUVELABLESRENOUVELABLES


HYDROÉLECTRICITÉHYDROÉLECTRICITÉ

14% de la production électrique14% de la production électrique

GRANDE HYDROÉLECTRICITÉ

• Barrages et lacs de montagne (Mont Cenis : 600 GWh/an)

• Barrages sur fleuve (Rhin : 700 GWh/ an)

• Usine marémotrice (Rance : 600 GWh/an - Consommation agglomération Rennes)

90 % des sites potentiels équipés

PETITE HYDROÉLECTRICITÉ ( 8 MW)

• 1 500 petites centrales (PCH)

• 7,5 TWh/an soit 6% production nationale

• Potentialité : 5 TWh/ an


Thermique directThermique directActif : Chauffe eau, chauffagePassif : Chauffage

ThermodynamiqueThermodynamiqueÉlectricité, Pompage, Froid

PhotovoltaïquePhotovoltaïqueSites autonomes (petite puissance)Relié au réseau (moyenne et grande puissance)

BiologiqueBiologiqueProduction de biomasseCombustibles solides, liquides, gazeux

SOLAIRESOLAIRE


CENTRALE SOLAIRE (Énergie thermique) - SévilleCENTRALE SOLAIRE (Énergie thermique) - Séville

624 miroirs de 120 m624 miroirs de 120 m2 2 sur 20 hectares. Puissance : 11 MW.sur 20 hectares. Puissance : 11 MW.



AvantagesAvantages :

durable abondant divers propre (sauf à intégrer l’élaboration du Si) sur « gratuit » décentralisé universel

SOLAIRESOLAIRE


SOLAIRESOLAIRE

DésavantagesDésavantages

• FORTE VARIABILITÉ

Heure (passages nuageux)

Journée (cycle diurne)

Semaines, mois (séquences climatiques)

Année (cycle saisons)

•RENDEMENTS DE CAPTAGE LIMITÉS ET FORT VARIABLES (1 000 W/m2)

•APPLICATIONS DOMESTIQUES, PEU COMPATIBLES AVEC APPLICATIONS INDUSTRIELLES


ÉNERGIE EOLIENNEÉNERGIE EOLIENNE


VITESSE DES VENTSVITESSE DES VENTS


• Pas de puissance garantie (systèmes couplés)

• Puissance instantanée fonction de la vitesse du vent [P=f(v3)]

• Grande dilution dans l’espace :

1 TWh/ an : 25 à 65 km2 ( 1% espace réellement occupé)

• Aspect visuel

• Nuisance sonore

EOLIENEOLIEN

Jean-Charles ABBE

• Patrimoine naturel très riche

• Potentiel acceptable :

– sur terre : 70 TWh/ an

– offshore : 230 TWh/ an

(consommations UE, 1900 Twh/an, et France, 400 Twh/ an)

France : EOLE 2005France : EOLE 2005

Démontrer la compétitivité éolien

Offrir à des industriels une vitrine technologique

juillet 96 : 50 MW

mars 98 : 100 MW

2005 : 250 à 500 MW

EOLIENEOLIEN


ENERGIE EOLIENNE FRANCE FIN 2006ENERGIE EOLIENNE FRANCE FIN 2006


PUISSANCE / VITESSE DU VENTPUISSANCE / VITESSE DU VENT

Pays Puissance Installée (MWh)

2001 2002

Production 2002 (TWh)

Équivalent heures pleine puissance(sur 8 760 h/an)

Allemagne 8 750 12 000 19,4 1 870

Espagne 3 337 4 830 7,6 1 875

Danemark 2 417 2 889 5,9 2 230

Italie 697 785 1,5 2 000

R.U 474 552 1,5 2 884

Total EU 17 250 23 059 39,77 1 973

2 000/ 8 760 = 22 % équivalent temps plein

Éolien : puissance installée et production effectiveÉolien : puissance installée et production effective

France (1France (1erer semestre 2006) : 150 parcs, 1050 machines, P semestre 2006) : 150 parcs, 1050 machines, Pinstinst: 1000 : 1000 MWMW


• Energie

2003 : 1 000 MW

2010 : 4 000 MW dont 450 offshore

2030 : 4 000 MW offshore

Échanges prévus avec la Norvège pourvue en installations hydroélectriques

EOLIEN au DANEMARKEOLIEN au DANEMARK


• Problème essentielProblème essentiel pour

- énergie intermittente (éolien, solaire)- aménager les fluctuations production et

demande

• SolutionsSolutions- hydroélectricité- compression de gaz- volants (sustentation magnétique)- hydrogène

STOCKAGE DE L’ENERGIESTOCKAGE DE L’ENERGIE


BIOMASSEBIOMASSE

Transformation en énergie ou en matière énergétique de la biomasse

Bois

Produits de l’agriculture

Déchets urbains


BIOMASSEBIOMASSE

Trois filières

ChimiquesChimiques

Hydrolyse : éthanol

Liquéfaction : carburants

Biologiques : micro-organismesBiologiques : micro-organismes

Production directe méthane, éthanol

Fermentation méthanique (biogaz)

ThermochimiquesThermochimiques

Production de chaleur

Filière Culture Tcarb / Ha

Tep/T % territoire

% terres cultivées

Huile Colza 1.370.87

1 66104

232365

Huile Tournesol 1.060.77

1 86118

300413

Éthanol Betterave 5.780.76

0.69 23120

80420

Éthanol Blé 2.550.04

0.69 522700

1839400

Source : DIDEM/ ADEME En noir : surface brute En rouge : surfaces pondérées (nettes)

Surface à mobiliser pour remplacer le pétrole dans les Surface à mobiliser pour remplacer le pétrole dans les transports (50 Mtep)transports (50 Mtep)

« Les villes dévorent la campagne : l’équivalent d’un département « Les villes dévorent la campagne : l’équivalent d’un département avalé tous les 10 ans ! »avalé tous les 10 ans ! »


BIOGAZBIOGAZ

PROCHE PARENT DU GAZ NATUREL FOSSILEPROCHE PARENT DU GAZ NATUREL FOSSILE

Production

Actuelle : 15 ktep/ an

Potentielle : 3 Mtep/ an

Origines

Stations épurations urbaines

Épurations industries

Déchets

Digesteurs agricoles


Extraction de l’énergie thermique accumulée dans le sous sol

• Haute température (> 150 °C)Haute température (> 150 °C)

• Moyenne température (90/150 °C)Moyenne température (90/150 °C)

(électricité, chauffage collectif)

• Basse température (30/90 °C)Basse température (30/90 °C)

(chauffage collectif)

• Très basse température (<30 °C)Très basse température (<30 °C)

pompe à chaleur : chauffage

GÉOTHERMIEGÉOTHERMIE


« Qu’emploieront les hommes après que le « Qu’emploieront les hommes après que le charbon et les autres combustibles seront charbon et les autres combustibles seront épuisés ? »épuisés ? »

« L’eau ! Oui, mes amis, je crois que l’eau sera un jour employée comme combustible, que l’hydrogène et l’oxygène qui la composent, utilisés ensemble ou séparément, fourniront une source inépuisable de chaleur et de lumière. »

Ile Mystérieuse, Jules Verne, 1870

VISIONNAIRE ?….VISIONNAIRE ?….


• CaractéristiquesCaractéristiques- abondant- énergétique- non polluant• ProductionProduction- dissociation électrolytique, photochimique

de l’eau- cycles oxydoréduction ou thermochimiques• Distribution et stockageDistribution et stockage- hydrogènoduc, réserves souterraines- hydrures métalliques (LaNi5)

HYDROGÈNEHYDROGÈNE


PILE A COMBUSTIBLEPILE A COMBUSTIBLE


Utilisez la nature, cette immense auxiliaire dédaignée. Faites travailler pour vous tous les souffles de vent, toutes les chutes d'eau, tous les effluves magnétiques. Le globe a un réseau veineux souterrain; il y a dans ce réseau une circulation prodigieuse d'eau, d'huile, de feu; piquez la veine du globe, et faites jaillir cette eau pour vos fontaines, cette huile pour vos lampes, ce feu pour vos foyers. Réfléchissez au Réfléchissez au mouvement des mouvement des vaguesvagues, au flux et reflux, au va-et-vient des , au flux et reflux, au va-et-vient des maréesmarées. Qu'est-ce que l'océan? une énorme . Qu'est-ce que l'océan? une énorme force perdue. Comme la terre est bête! ne pas force perdue. Comme la terre est bête! ne pas employer l'océan!employer l'océan!

Victor Hugo

Quatre-vingt-treize, 1874

L’OCÉANL’OCÉAN

ENERGIE DES VAGUESENERGIE DES VAGUES

FranceFrance


MAITRISE DE L’ENERGIEMAITRISE DE L’ENERGIE

SECTEUR TERTIAIRE

- Éclairage, eau sanitaire, chauffage / Éclairage, eau sanitaire, chauffage / climatisationclimatisation

lampes basse consommation, cogénération, chauffe eau solaire, piles à combustibles

- Appareils informatiques et communicationsAppareils informatiques et communications

Composants électroniques, moniteurs, gestion des équipements

SECTEUR INDUSTRIEL

- Amélioration des rendements des moteursAmélioration des rendements des moteurs

- Amélioration des procédés de fabricationAmélioration des procédés de fabrication


MAITRISE DE L’ENERGIEMAITRISE DE L’ENERGIE

SECTEUR TRANSPORTS

- VéhiculesVéhicules

allègement des véhicules, aérodynamismes, moteurs hybrides, piles à combustibles, véhicules électriques

- - Urbanisme et transports en communUrbanisme et transports en commun

- - Ferroutage, voies fluviales et maritimes Ferroutage, voies fluviales et maritimes

(cabotage)(cabotage)

Prospective du CIAT sur les transportsProspective du CIAT sur les transports


Mort aux vaches !

Les bovins sont responsables de 6,5 % des émissions de gaz à effet de serre (3 fois plus que les 14 raffineries de pétrole du pays) !Les rots expédient dans l’atmosphère 26 millions de tonnes de GES et le stockage des déjections avant épandage représente 12 millions de tonnes, essentiellement du méthane et du NO.

Changer la nourriture des bêtes

Récupérer les gaz de fumier dans des silos pour en faire de l’énergie.





• OBJECTIVES

- La demande énergétique ne pourra que croître dans le monde.

- Les enjeux environnementaux sont cruciaux.

- Problème grave et préoccupant

- Paramètres multiples et imbriqués

- Pas de solution miracle

- Décisions politiques majeures indispensables

CONCLUSIONSCONCLUSIONS


DÉVELOPPEMENT DURABLEDÉVELOPPEMENT DURABLE


•SUBJECTIVES

- Les énergies renouvelables doivent être développées maismais elles seront insuffisantes pour satisfaire la demande

-Les économies d’énergie sont à rechercher

maismais leur effet restera limité

-Le « tout » nucléaire a (probablement) vécu maismais son utilisation reste pour une large

part incontournable.

CONCLUSIONSCONCLUSIONS


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J’ai accumulé quantité de matériaux sans qu’en moi J’ai accumulé quantité de matériaux sans qu’en moi

s’esquisse une logique autre que celle de la s’esquisse une logique autre que celle de la

complémentarité des contrairescomplémentarité des contraires

Edgar PISANIEdgar PISANI

« Vive la Révolte ! »« Vive la Révolte ! »

Énergies pour demain Jean-Charles ABBE

60 Milliards Construction 26 milliards 2 Charges combustible 2 Fct 1986/2000 (1 M/an) 14 Démantèlement Post exploitation Retraitement combustible Charges financières 15 milliards COÛT DE CONSTRUCTION : 30 GF La moitié à la charge de la France ; coût entièrement supporté par cinq compagnies privées d'électricité (française, italienne, allemande, belge, hollandaise)

SUPERPHENIX / COÛTSUPERPHENIX / COÛT

Jean-Charles ABBE

De 86 (mise en route) à 1996 :

2 PROBLEMES TECHNI QUES*

ARRET 2 ANSATTENTE AUTORISATION 4,5 ANSFONCTIONNEMENT 4,5 ANS

* DEFAUT SUR PARTIE ANNEXE

(Barillet stockage du combustible usé)

* RENTREE D'AIR DANS SODIUM- 6 mois pour la purification- 4 ans 1/2 pour le redémarrage

SUPERPHENIX : FONCTIONNEMENTSUPERPHENIX : FONCTIONNEMENT

Énergies pour demain

Jean-Charles ABBE

Extrait de presse Ouest France du 8 mars 2004

Énergies pour demain

Les énergies renouvelables à la baisse. Selon Observ’ER, la part d’électricité d’origine renouvelable, de 15,5% l’an dernier, devrait tomber à 15% cette année et reculer à 14,5% l’année prochaine. La production hydroélectrique est menacée par le changement climatique. La loi sur l’eau de 1992 va aussi faire sentir ses effets, notamment l’augmentation du « débit réservé », ie la quantité d’eau ne pouvant être détournée vers un barrage.Eoliennes offshore peu probables en Vendée. Suite à un appel d’offre, deux sites ont été repérés au large des côtes vendéennes : un projet de 17 éoliennes, face à St Jean de Monts et un autre de 42 mâts face à St Gilles. Il est peu probable qu’ils aboutissent : les secteurs envisagés sont très fréquentés par les pêcheurs et les plaisanciers et régulièrement survolés par des appareils militaires à basse altitude.