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samedi 27 mai 2023

Les limites physiques du développement de l’éolien

 Document basé principalement sur des présentations et conférences  de M. Christophe Poinssot, directeur général délégué du BRGM,  un article de Geraldine Woessner.

1) L’éolien et particulièrement l’éolien maritime est particulièrement gourmand en matériaux, surtout en métaux critiques et terres rares.  Ce goulot d’étranglement concerne aussi bien les métaux "historiques" (Cu…) que "nouveaux" (Li, Mn, Co…).

Pour rappel, sur l’acier, les développements programmés de l’éolien off shore impliqueraient, pour de socles en acier, que l’on y consacre une quantité équivalent à celle actuellement consacrée à la production automobile ( OPESCT).

La demande en matériaux et singulièrement en métaux de l’éolien enre de plus en compétition vive avec les demandes de décarbonation de la mobilité ( voiture électriques) et les demandes de la transition numérique.



2) Un défi immense dont il faut prendre conscience 

2a) En qualité : de plus en plus d'éléments chimiques sont concernés par des pénuries possibles voire certaines 


En quantité : le scenario développement durable de l’Agence Internationale de l’Energie implique qu’il faudrait extraire plus de ressources minérales d'ici 2050 que depuis le début de l'humanité. Ceci concerne principalement le lithium, le graphite, le cobalt, le nickel, les métaux rares

Se poseront des conflits d’usages : les métaux ne servent pas que pour l’énergie, la transition numérique aussi sera gourmande en métaux. Il faut prendre en compte le développement d'internet et de ses usages, avec un potentiel de croissance encore important en Afrique. Il a été estimé que les technologies digitales exigeraient 4,5% de l’énergie mondiale et pourrait jusqu'à 21% de la consommation électrique en 2030.

A l’échelon 2030-2035, il va falloir choisir entre le téléphone portable ou l’ordinateur, et l’éolien !

Que ce soit le scénario modéré  (STEPS Stated Policies Scenario, scenario à 3°C) de l’AIE ou le scenario SDS ( Développement durable) plus ambitieux, ça ne passe pas pour le cuivre, le lithium, le cobalt à l’échelle 2030-2035

3) Le cas spécifique du cuivre : 

Le cuivre est indispensable à tous les moyens de la transition climatique   on observere déjà une volatilité important des cours, des tensions grandissantes sur l’approvisionnement. Les réeerves restent importantes mais difficiles à mettre sur le marché : gisements moins concentrés, time-to-market long, tensions sociétales grandissantes sur les conditions d’exploitation ;

Et rappelons que tous les moyens de production électrique ne sont pas équivalent quant au cuivre. Des production peu concentrées comme l’éolien et le soliare exigent bien davantage de réseau, donc de cuivre  que des moyens plus concentrés comme le nucléaire. L’extension du réseau pose aussi en elle-même de vrais problèmes d’acceptation sociale, cf. Energiewende

Il y a de sérieux doutes sur le fait que la demande de  cuivre soit durable au vu de la forte volatilité des prix depuis 2000 et la courbe de production.

4) Le cas spécifique des terres rares

L’éolien off shore nécessite des aimants permanents particulièrement gorrmands en terre rares et métaux critiques. Ce marché des terres rares est très concentré en Chine qui, depuis Deng Xiaoping  en a fait un axe stratégique de son développement (1992 : le Moyen Orient a le pétrole, la Chine a les terres rare).

Le temps est loin où la France avait le quasi monopole du traitement des  terres rares  à La Rochelle dans un  site fondé en 1948 par Rhodia ( Société Française des Terres Rares) !

Les conditions d’exploitations en Chine, autrefois désastreuses ( cf Guillaume Pitron, la guerre des métaux rares) ont considérablement évoluées, avec le fin des exploitations illégales,  une diminution nette de l’impact environnemental, l’amélioration des rendements

Et surtout la Chine a très efficacement remonté la chaine de valeur avec la fabrication des aimants, etc.

De façon générale, la production des métaux et matériaux nécessaires à la transition énergétique est beaucoup plus concentrée que celle des fossiles

Ceux qui ont aimé la dépendance en gaz russe, vont adorer la dépendance chinoise en métaux rares.




5) Eolien et dépendance chinoise

 L’éolien, et surtout l’éolien off shore pose de graves problèmes de dépendance en ce qui concerne les métaux et matériaux critiques, mais aussi l’ensemble de la chaine de valeur aux éléments des éoliennes. Cette dépendance est encore plus forte pour l’éolien off shore, en raison de la nécessité d’aimeats permanents dans les moteurs.

Au niveau mondial, il est prévu une augmentation importante du parc installé (par 8) d’ici 2050 avec une croissance annuelle multipliée par 5, une croissance fortement  tirée par la Chine en termes industriels et de développement.

De fait, en matière d’éolien, et surtout d’éolien off shore, la Chine domine globalement le marché des matières premières comme celui des composants.


6)Pour l’Europe spécifiquement, des goulots d’étranglements critiques

Voir sur ce sujet The State of the European Wind Energy Supply Chain, Rystad Energy report in cooperation with WindEurope,

 Demande européenne d’acier pour l’éolien en mer et production


Demande européenne de terres rares  pour l’éolien en mer et production


Demande européenne de turbines pour l’off shore  et production 

La  capacité de production actuelle d’éoliennes de plus de >12 MW ( typiquement celles pour l’éolien off shore ) en Europe est inférieure à 2 GW, nettement inférieure à la demande en 2026 et 2030 d’environ 12 GW et 29 GW, respectivement. Et la Chine s’impose de plus en plus, tandis que les turbiniers européens, pris dans une course au gigantisme, sont en mauvaise forme économique.



7) Autres problématiques fortes de l’éolien off shore

7a) Une sensibilité forte à l’inflation sur les matières premières

7b) Une production erratique qui constitue une une vraie menace pour la stabilité  des réseaux

Mathieu Hochet, spécialiste « Offshore wind » chez TotalEnergies : « Lorsque les énergies renouvelables, généralement intermittentes, représenteront plus de 50 % du mix électrique, il sera particulièrement délicat de rétablir la tension sur le réseau en cas de black-out »

7c) Des coûts de production élevés (spécialement pour l’éolien en mer)

Et rappelons que pour l’éolien en mer flottant, qui est censé représenter jusqu’à une part importante de l’éolien en mer en France (jusqu’à 50%), la technique n’est pas matpure et les coûts ne sont pas connus 

Grégoire de Saivre, Total Energies : « Estimer les coûts de construction d’une filière qui n’est pas mature sur une période de  8 à dix  ans ; impossible c’est une boule de cristal »

Et ça se voit sur les prix de l’électricité

8) Une équation énergétique douteuse

Et même le bilan énergétique est très très discutable ( même si les EROI sont difficiles à estimer et peuvent évoluer, l’écart d’ordre de grandeur est considérable)


9) La dépendance en matériaux, quelles solutions ? 

Le passage d'une dépendance aux énergies fossiles à une dépendance aux ressources minérales et à de nouvelles dépendances géopolitiques peut être mitigé, pas à l’horizon 2030, mais à l’horizon 2050. On peut aussi espérer que pour la France et pour un nombre important de pays européens en 2050, la relance du nucléaire allègera les risques de cette dépence aux métaux, au moins pour la production d’énergie.

Il faut d’abord que les dirigeants politiques en prennent conscience   L’exécutif français  a ainsi commandité le rapport Varin sur la « sécurisation de l'approvisionnement en matières premières »

Des comités stratégiques de filières (Automobile, Nouveaux systèmes énergétiques, Mines et Métallurgie) ont été créés.  Il y a aussi eu  la constitution, auprès du BRGM et en lien étroit avec le Comité stratégique de la Filière Mines et Métallurgies, d’un observatoire des métaux critiques , rassemblant les moyens correspondants des industriels et des administrations, et réunissant des fonds privés et publics (OFREMI) et la nomination d’un délégué interministériel coordonnant les actions des administrations dans la mise en œuvre des décisions prises, en y associant étroitement les industriels. Egalement en cours, la traduction dans une norme ou un label, certifiable , du concept de « mine responsable », au niveau européen.

L'Europe a de grandes ressources métalliques minières pour les métaux qu'elle n'exploite plus suffisamment, la France étant l'un des plus mauvais élèves tant pour les mines de métaux  ( 0 en exploitation ?) que  pour l'exploration de ses ressources ( limitée à 300 mètre au-dessous du sol.)

La relance d'activité minière en Europe et en France est critique et ne supprimera toute dépendance aux métaux mais l'allégera significativement. Il faut expliquer que la mine du XXIème siècle n'a plus rien à voir avec celle de Zola et qu'il est possible ( et obligatoire) d'ouvrir des exploitations minières respectueuses de l'environnement et  de la santé. En ce qui concerne l'acceptabilité,  M. Poinssot estime qu'en France l'opinion publique peut basculer rapidement et favorablement sur ce sujet, comme elle l'a fait pour le nucléaire. L'exmple de la mine de lithium en projet  à Échassière est encourageant, laccueil du voisinage est plutôt bon. Mais "il ne faut pas se rater" 

 

10) Et déjà une compétition féroce : Eolien en mer :une pénurie de matériaux menace les ambitions françaises, La Tribune, 17 mai 2023 : Le coup de tonnerre de Tennet 


Dans ce contexte, « la stratégie entre gestionnaires de réseaux européen relève plus de la compétition que de la coopération » a confié Regis Boigegrain (RTE). Il ne faut pas être naïfs et il faut en tenir compte dans notre stratégie industrielle ».. Pour l’heure, RTE doit surtout faire face à la stratégie très agressive de Tennet, le gestionnaire du réseau néerlandais et d’une grande partie du réseau allemand qui «  passé une commande absolument gigantesque » accaparant considérablement les capacités de production es fournisseurs. Le 5 mai, le gestionnaire a en effet signé pour 5.5 milliards d’euros de de câbles. Il a également fait l’acquisition d’une station électrique de 20000 tonnes, , un monstre industriel ( peu ou prou le tiers de l’arche de La Défense en volume) que peu navires dans le monde sont en mesure de transporter. « Tennet, ça a été un coup de tonnerre pour l’ensemble des gestionnaires de réseau européens »

https://www.latribune.fr/entreprises-finance/industrie/energie-environnement/eolien-en-mer-une-penurie-de-materiaux-menace-les-ambitions-francaises-

Références :

https://www.brgm.fr/sites/default/files/documents/2022-11/evenement-conference-metaux-strategiques-2022-02-23-pres-c-poinssot.pdf

https://www.college-de-france.fr/fr/agenda/seminaire/la-transition-energetique-aujourd-hui-et-demain/approvisionnement-en-metaux-critiques-le-nouveau-defi-de-la-transition-energetique

https://www.lepoint.fr/dossiers/hors-serie/energie-petrole-nucleaire-renouvelables-geopolitique/batteries-le-clash-des-metaux-rares-27-10-2022-2495471_4637.php#:~:text=Selon%20nos%20%C3%A9valuations%2C%20construites%20%C3%A0,4%20%25%20des%20terres%20rares.%20%C2%BB


vendredi 22 mai 2020

Le nucléaire, quelques chiffres clés



Ou comment avec une simple connaissance des ordres de grandeurs physiques, on peut prendre de bonne décisions (dédié à Elisabeth Borne pour l’ensemble de son action, et particulièrement  son scenario 100% ENR qu’elle a exigé du PDG d’EDF)

Le nucléaire, champion de la décarbonation

En terme de cycle de vie, le Ministère de la Transition Energétique donne les chiffres suivants par kWh: 6g nucléaire, 10g éolien, 32 g solaire, 443g gaz,  778g fuel, 1050g charbon.

Les éoliennes ne sont en aucun cas nettement moins émettrices de gaz à effet de serre que les barrages et les centrales nucléaires le long de leur cycle de vie. La construction d’une éolienne nécessite des travaux de génie civil important ainsi que des quantités de matériaux non-négligeables. Pour les éoliennes les plus modernes, les socles de bêton vont jusqu’à 20 mètres de diamètre et 3 mètre de profondeur et représentent 3 000 tonnes de béton armé

 Idem pour les panneaux solaires, compte-tenu de l’énergie nécessaire à l’extraction et au traitement des minéraux nécessaires. Pour ceux qui en douteraient, voyez le film Planet of humans (Planète des hommes, produit par Michael Moore et Jeff Gibbs) en donne une illustration frappante.  Dans un plan saisissant, le réalisateur montre la quantité de charbon ( ben oui, c’est en Chine que ça se passe) qu’il faut pour fondre la quantité de silice ( ben oui, c’est du beau quartz, pas du sable quelconque, comme le font croire les faussaires du solaires) nécessaire à la fabrication d’un panneau solaire. Et là vous comprenez que c’est pas du tout, du tout écologique !

Et il y a la face cachée, tellement évident, mais non-dite. Compte-tenu de l’intermittence (facteur de charge) de l’éolien, on vous vend quelque chose dont il manque les 3/4 pour que ça marche correctement…Donc de l’éolien, c’est en fait ¼ d’éolien et ¾ de gaz , et là c‘est encore beacoup, beaucoup moins favorable : 6g/kW.h contre 330g/kw.h. Idem, à peu de chose près, pour le solaire

Bon, mais même sans en tenir compte :
Et ceci, qui montre les émissions de CO2 évitées par la politique nucléaire française, par comparaison avec l’Allemagne :



Vous voyez là, dès les années 80 ! Au cours de la période 1970-2013, le nucléaire a permis d'éviter au total plus de 66 Gt d'émissions de CO2..Gigatonnes ! 


De 1977 à aujourd’hui, les centrales nucléaires françaises ont économisé 22 ans de rejets de CO2 d’un pays comme la France d’aujourd’hui ou 9 ans de rejets de CO2 d’un pays comme l’Allemagne !

Tout ce que la France a épargné en pollution et en réchauffement climatique... Prix Nobel Climatique  pour le nucleaire.. civil !

Chaque année, les centrales nucléaires évitent l’émission de 2 GT. de gaz carbonique.
Chaque année, le Photovoltaique plus Eolien  evitent 4,5 Mt CO2eq/an, soit 1% des émissions françaises ! Soit 0.25% de ce qu’évite le nucléaire !
Tout ça pour un engagement de 120 milliards d’euros, soit 10 EPR !!!!

Le nucléaire, champion contre l’artificialisation des sols.

Une des grandes vertus du nucléaire est sa forte densité énergétique : 1 g d'uranium 235 dégage autant d'énergie que 2,4 tonnes de charbon et 1,6 tonnes de pétroles !!!
Vaclav Smil a proposé en 1991, et ensuite dédié un ouvrage entier au sujet, le concept de densité de puissance : la puissance produite (ou consommée) divisée par la surface requise pour l’infrastructure de production (ou consommation). L’estimation de ce paramètre requiert de prendre en compte tous les facteurs associés à l’extraction d’une ressource comme la taille de la mine, des installations sur le site, des accès etc, et n’est donc pas trivial. Si on regarde les densités de puissance pour les méthodes de génération d’électricité on trouve de l’ordre de 200-2000W/m² pour les centrales à gaz ou nucléaires ; de 1 à 10 W/m² pour le PV et autour de 1W/m² pour l’éolien !


Ceci se traduit par la densité d’énergie :


Et donc finalement par l’occupation des sols : c’est l’énergie nucléaire qui laisse de loin, le plus d’espace à la nature. L’énergie nucléaire a la plus faible intensité d’utilisation des terres 30 fois plus faible que l’éolien et 15 fois plus petit que le solaire photovoltaïque.



Et attention : ces chiffres ne prennent pas en compte la nécessité du stockage pour les ENR solaires et éoliens. Ainsi, par exemple la batterie géante en Australie, utile pour sécuriser un secteur très isolé du réseau, occupe un hectare pour 150 Mwh. La consommation moyenne horaire de la France est d’environ 50.000 Mwh soit un hectare pour stocker 0.2 minutes de consommation et 8 min de fonctionnement d’une centrale de 1 000 MW (taille moyenne d’un réacteur nucléaire) !

Ou, autre illustration frappante : Pour remplacer une centrale telle celle de Fessenheim ( deux réacteurs, puissance nominale 1800 MW et coefficient de production de 90%), il faut donc 4000 éoliennes. Pour des éoliennes qui mesurent maintenant près de 180-200mètre en bout de pales, supposons-les espacées de 300mètres, ce qui est un minimum.
Donc, pour remplacer une seule centrale nucléaire, et pas la plus moderne, et pas la plus puissante, avec des éoliennes de 2 MW, il faudra les aligner de Nice à Perpignan (2 x 475 km) sur deux rangées tout le long de la côte méditérannéenne + le tour de Corse (325 km), soit 1350 km, ou encore de Gênes en Italie jusqu'à la pointe sud de l'Espagne…
Bon, à la louche, pour un EPR, ça devrait être à peu près pareil ….





 Ou encore, pour le solaire ! A titre de comparaison, côté consommation, la ville de Paris présente en 2009 une densité de puissance d’environ 45W/m²,  qui correspond à la consommation énergétique divisée par la superficie de la ville. Celle de l’ensemble de la région Ile-de-France est d’environ 1W/m², et pour l’agglomération lyonnaise , on trouve une valeur de 7W/m². Le rapport entre les densités de puissance de consommation et de production donne une idée de la surface nécessaire pour fournir l’énergie requise. En d’autres termes, pour subvenir aux besoins de Paris avec des panneaux solaires, il faut couvrir une surface entre 4,5 et 45 fois plus grande que celle de la ville elle-même ! Pour l’agglomération lyonnaise, une surface 7 fois plus grande que celle de la région doit être recouverte d’éoliennes pour fournir suffisamment d’énergie ! … On s’aperçoit immédiatement du défi de scénarios 100% EnRi : les surfaces occupées par les infrastructures de production peuvent être aussi grandes (voir beaucoup plus !) que les surfaces à alimenter ! »

Le nucléaire, champion de l’économie en combustible…et pourquoi pas renouvelable ?

C’est encore la forte densité énergétique des combustibles nucléaires qui explique cela : 1 g d'uranium 235 dégage autant d'énergie que 2,4 tonnes de charbon et 1,6 tonnes de pétroles !!!

Les réserves mondiales actuelles sont d’environ 100 ans pour les réacteurs nucléaires actuels à neutrons lents (dits aussi thermiques). Ces réserves prouvées sont réparties en Australie (31%) Kazakhstan (12%), Canada (9%), Russie (9%) ; Niger (8%) ;;Afrique du Sud (5%) ; Brésil (5%) ; Namibie (5%)…. Donc une grande diversité stratégique qui permet déjà une certaine autonomie.

Pour comparaison, le Pétrole, c’est environ 53 ans de réserves prouvées, le Gaz : environ 56 ans, le Charbon : environ 109 ans…
Même si l’on doublait le nombre actuel de centrales nucléaires,  l’'uranium pourrait encore suivre par des dépenses d'extraction plus importantes, permettant d'augmenter les ressources exploitables. ( Et j’exclus les quantités énormes d’uranium dissous dans l’eau de mer dont aucune technologie actuellement imaginable ne permettrait l’extraction dans des conditions énergétiquement rentables)

En plus, à côté de l’uranium, il reste le thorium, dont les réserves sont 3 à 4 plus abondantes dans l’écorce terrestre que celles d’uranium et qui peut alimenter des réacteurs nucléaires à neutrons rapides (réacteurs à sels fondus) en développement par plusieurs pays (USA, Inde, Chine)

En plus, il existe des réacteurs à neutrons rapides (RNR)  qui ont la propriété remarquable de transformer facilement l’U238 en plutonium, fabriquant ainsi leur propre combustible. Il n’y a donc plus besoin de rajouter d’U235, ni de plutonium dans ces réacteurs pendant la durée de leur fonctionnement (60 ans au moins). Tous les 5 ans, les produits de fission doivent être retirés pour remettre de l’U238, dont on dispose en grande quantité.

Ainsi, en France, au lieu d’importer 8000 tonnes d’uranium naturel par an (coût 800 millions d’euros), il suffirait de prélever seulement 60 tonnes d’U238 par an dans nos stocks (c’est la masse fissionnée annuellement en France pour produire 75 % de notre électricité).Or, 450 000 tonnes d’U238 issues du traitement de l’uranium naturel seront disponibles sur le sol français en 2040, soit plus de 7000 ans de réserve ! Ces RNR permettraient des milliers d’années de production d’électricité dans le monde uniquement avec les réserves connues d’uranium (et aussi de thorium).

La France a été pionnière en ce domaine avec 3 RNR qui ont fonctionné : Rapsodie (1967-1983), Phénix (1973-2010) et Superphénix (1985-1998). C’était aussi l’objet du programme de réacteur de 4ème génération (Astrid) qui a scandaleusement et stupidement été arrêté… Malheureusement, la France risque de se trouver dépassée dans un domaine où elle a été pionnière, car la recherche sur les ENR reste très active dans de nombreux pays : Usa, Chine, Inde, Japon…. Et pas seulement la recherche : les Russes en ont déjà deux reliés au réseau et en exploitation, à Beloyarsk (BN-600 (1980) et BN-800 (2015), la Chine progresse à grands pas avec son démonstrateur CEFR (2011), l’Inde, puissance nucléaire civile souvent négligée a son FBTR.

Avec ses réacteurs du futur (mais encore faudrait-il investir pour que le futur s’accomplisse), le nucléaire devient une énergie renouvelable !


Le nucléaire, champion de l’économie en matériaux

Une étude du Department of Energy  donne 800 t/TWh de béton et 160 t/TWh d’acier pour le nucléaire, et 8000 t/TWh de béton et 1800 t/TWh d’acier pour l’éolien, soit un facteur 10 pour le béton et 11 pour l’acier, à l’avantage, très marqué, du nucléaire.
Un ordre de grandeur calculé par Tristan Kamin pour l’EPR, centrale nucléaire optimisée du point de vue de la production et de la sécurité donne 8 fois moins de béton et 20 fois moins d’acier pour l’EPR que l’éolien par MW.h généré.

N. B.  Pour les éoliennes de dernière génération, les socles peuvent faire jusqu’à 20 mètres de profondeur et représenter 3 000 tonnes de béton armé. Leur présence est aussi un enjeu environnemental, parce qu’ils  permettent à plusieurs niveaux de la nappe phréatique, normalement séparés, de se mélanger. Et que les agriculteurs qui leur louent leurs terrains ne pourront jamais s’en débarrasser !!!


Le nucléaire, champion de l’Element Limitation Factor et de la durabilité

Bon, ça va un peu avec les deux facteurs précédents, la remarquable économie en combustible du nucléaire, et l’économie en matériaux de constructions, tout en élargissant la problématique.

L’ELF (Element Limitation Factor -limitation des éléments) est un critère de faisabilité /durabilité qui  a été présenté lors de la COP25 (http://gisoc.srweb.biz/gisoc/Docs/PosterCorrected.pdf). Schématiquement, l’idée est assez simple : une technologie ne peut pas être considérée comme capable de satisfaire les besoins si elle nécessite plus que la totalité des ressources mondiales d'un matériau donné.

Les promoteurs et défenseurs de l’éolien et du PV clament sur tous les tons le caractère renouvelable de ces énergies. Ils oublient que celles-ci consomment des quantités astronomiques de matières premières dont les sources peuvent devenir limites (en particulier métaux & terres rares) pour la construction des équipements…

En plus des principaux matériaux de construction (rappelons que le nucléaire utilise 20 fois moins de bêton que l’éolien, et le bêton lui-même, eh bien on commençait à parler de pénurie mondiale de sable – c’est pas n’importe quel sable qui peut servir à faire du bêton, celui du Sahara est inutilisable !),  l’énergie solaire et éolienne repose sur une quantité importante de métaux de terres rares dans la construction de panneaux et de turbines. L’augmentation prévue de la capacité installée de ces technologies pour atteindre les objectifs d’émissions devrait imposer des exigences importantes à l’exploitation de ces métaux. L’argent, l’indium, ainsi que le praseodymium, le dysprosium, le terbium et le néodymium ont été identifiés comme faisant face à des pénuries critiques potentielles à moins que la production mondiale ne puisse augmenter de nombreuses fois par rapport à leurs niveaux actuels. D’ici 2050, le besoin annuel d’indium pour la seule production de panneaux (basé sur les modèles IPCC SR15 de croissance de la capacité solaire photovoltaïque) dépassera la production mondiale annuelle actuelle  de douze fois ! Une telle pression de la demande introduit une incertitude économique à long terme dans l’énergie solaire et éolienne, ce qui pourrait rendre l’investissement non viable – et même une incertitude physique fondamentale !.

Sans compter qu’une telle augmentation des exploitations minière pose de redoutables problèmes d’environnement – l’exploitation minière devient  l’un des principaux moteurs de la déforestation et de la perte de biodiversité, de pollution, de toxicité environnementale et pour les travailleurs.
 « Le monde s’est organisé entre  ceux qui sont sales et ceux qui font semblant d’être propres »….il faut purifier huit tonnes et demie de roche pour produire un kilo de vanadium, seize tonnes pour un kilo de cérium, cinquante tonnes pour un kilo de gallium …«Une mine, c’est un véritable choc visuel, un derrick à côté ce n’est rien. Nous avons pu approcher des mines en Chine et des lacs de rejets d'effluents toxiques d'usines de raffinage en Mongolie. C’est l’enfer de Dante. Tout est pollué là-bas, les sols, les airs, les nappes phréatiques. Les eaux chargées en métaux lourds sont déversées dans des lacs artificiels qui débordent régulièrement et polluent les fleuves, tels que le Fleuve jaune. » (Guillaume Pitron, La guerre des métaux rares) »

Qui sont les véritables écologistes, les pro ou les anti-nucléaires !

Autre exemple de Limitation Factor, qui concerne le stockage, absolument indispensable pour les que les ENR  (pardon, Energies dites renouvelables) soient vraiment utiles. L’Académie des Sciences a publié en 2017 une étude rappelant que pour stocker 2 jours de besoins électriques d’hiver pour la France, il faut 15 millions de tonnes de batteries contenant 300 000 tonnes de lithium soit 7 fois la production mondiale actuelle de lithium.

Et quand au caractère durable de l’éolien : En Californie, ce sont déjà plus de quatorze mille éoliennes rouillées, abandonnées dans des paysages de désolation et d’abandon. Nul ne sait quoi faire des pales, habituellement composées d’un mélange de fibre de verre et de fibre de carbone, liées à l’aide de résine de polyester ;  impossible de séparer et recycler ces matières (qui pourraient s’accumuler au rythme de 16 000 tonnes par année à partir de 2021 en Allemagne), impossible de les brûler, les résidus obstruent les filtres des incinérateurs…


Le nucléaire, champion d’une production électrique pilotable et économique

Au contraire des ENR, fatales et intermittentes, le nucléaire vous donne de l’électricité quand vous en avez besoin, de jour comme de nuit, et pas seulement quand il vente ou fait soleil.  Un trop fort taux d’ENR n’est pas compatible avec la stabilité du réseau électrique.  40% d’éolien, c’est la certitude d’effondrements massifs du réseau, ce qui s’est produit en Australie du Sud qui a dû en catastrophe relancer ses centrales à charbon. Un black out majeur à Londres et dans le Sud-Est de l’Angleterre  s’est aussi produit le 9 août 2019…mais l’Angleterre acompris la leçon et relance le nucléaire. L’éolien allemand menace la stabilité du réseau européen, donc français (https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/01/petits-problemes-avec-leolien-1-leurope.htlm). Non seulement on ne vas pas vers une intégration croissante des réseau européeens, mais vers un fractionnement, les voisins de l’Allemagne devant se protéger des débordements de l’éolien allemand.

La course au gigantisme des éoliennes ne masque pas pour autant les problèmes d’intermittence de l’éolien. Le 14 mars 2019 à 14 heures 30, il a couvert 18 % de la consommation française d’électricité avec 12 323 MW, un record. Mais le 5 décembre à 12 heures, la production n’était que de 691 MW, soit moins de 1 % des besoins, obligeant la France à recourir aux importations.

Et on fait quoi avec ça ?



Et en ce qui concerne une producton économique, ces chiffres

Nucléaire historique :33-40€/MWh
Photovoltaïque : 62-99€/MWh
Eolien : 60-65€/MWh
Eolien marin : 200-220/MWh
EPR:+110€/MWh

Ajoutons les subventions publiques: Eh oui, les producteurs « alternatifs »  les oublient souvent !

Nucléaire : 25€/MWh
Eolien: 476 €/MWh
Photovoltaïque :+500 €/MWh

Et sur le bilan économique d’une transition ENR on pourra aussi utilement regarder l’évolution des prix de l’électricité France Allemagne :






Le nucléaire, champion du Taux de Retour énergétique (Energy Return On Investment ou Energy Return on Energy)


C’est vraiment un paramètre fondamental physique, dont l’importance est assez facile à comprendre.  L’Energy Return On Investment ou plus exactement l’ EROEI (Energy Returned on Energy Invested - TRE : taux de retour énergétique) est le rapport de l’'énergie utilisable acquise à partir d'une source donnée d'énergie, à la quantité d'énergie dépensée pour obtenir cette énergie. Quand l'EROEI d'une ressource est inférieur ou égal à 1, eh ben, il vous faut plus dépenser plus d’énergie pour l’extraire que vous ne pouvez en extraire, donc ça le fait pas du tout..
Je consacrerais un blog plus détaillé à l’EROI, dont la mesure est assez complexe. Il est utilisé depuis très longtemps pour comparer par exemple la productivité de deux gisements de pétrole ou d’un gisement au cours du temps, et là c’est assez simple. Par exemple, l’EROI moyen du pétrole américain est considéré par l’école d’économie de Cleveland comme supérieur à 100 dans les années 40, environ 20 dans les années 70 et environ 8 aujourd’hui, ceci reflétant l’épuisement du pétrole facie à extraire.
Lorsqu’on compare plusieurs sources d’énergie, ç’est toujours une constante fondamentale, mais ça devient plus compliqué car il faut prendre en compte des paramètres analogues mais différents. L’étude que je trouve la plus complète convaincante et honnête a été effectuée par une équipe de physiciens allemands  et un bon résumé publié par Forbes. Pour les ref :

Weißbach D et al., “Energy intensities, EROIs (energy returned on invested), and energy payback times of electricity generating power plants”, Energy, 2013, 52 :210-221

L’étude  prend en compte toute la chaîne comprenant le transport des matériels de construction, les fondations, les liaisons au réseau, l’entretien et la maintenance, la main-d’œuvre et la compensation des variations de production. Si l’énergie est pilotable, pas besoin de stocker, si elle est intermittente il faut prendre en considération l’énergie pour construire les installations de stockage- le graphe final montre le résultat avec et sans stockage. Pour le nucléaire, la durée de vie a été prise à soixante ans, et la technique d’enrichissement de l’uranium considérée est la centrifugation, qui consomme environ vingt fois moins d’énergie que la diffusion gazeuse. Le fait que le nucléaire ait un EROI aussi élevé est dû à la durée de vie des installations, et surtout au fait qu’il s’agit d’une forme d’énergie extrêmement concentrée : pour faire fonctionner une centrale électrique de 1 GW, il faut 27 tonnes d’uranium enrichi par an, alors qu’il faut environ 260 tonnes de charbon à l’heure.

Le résultat est ans appel !!!
NB : pour que nos sociétés puissent continuer à fonctionner, dans cette étude, l’EROI minimal doit être égal à 7 !


NB : une autre mesure de l’EROI peut être calculée ainsi : Pour fabriquer un panneau solaire, il faut du silicium qu’il faut préparer à partir de la silice : extraire de la silice assez pure (du kaolin et pas un sable quelconque !) le chauffer vers 3000 °C en atmosphère réductrice, le purifier par chauffage vers 1500°C. C’est extrêmement couteux en énergie ! Pour que sous forme de panneau soliare, il rembourse l’énergie qu’il a coûté, il faut en France entre 3 et 5 ans d’utilisation ( un peu moins dans des pays très ensoleillés)

Et attention : dans cette étude, Weißbach et al utilisent comme stockage pour les ENR la technologie de stockage hydroélectrique la moins gourmande en énergie, le stockage de l’énergie hydroélectrique pompée. C’est la technologie qui abaisse le moins l’ROI, la technologie la plus favorable pour les ENR ! Les batteries sont environ dix fois plus gourmandes en énergie que le stockage hydroélectrique pompé, de sorte que le stockage de la batterie n’est pas viable du tout pour les applications à très grande échelle !!!!!

Le nucléaire est la plus sûre des énergies- même Tchernobyl compris

 Oui , et pour commencer direct, ceci :




L'expérience acquise depuis plus d'un demi-siècle permet d'évaluer la probabilité d'accident mortel par kWh et de la comparer à celles des autres énergies : même en prenant en compte les évaluations les plus pessimistes sur les morts liées à Tchernobyl et Fukushima ainsi qu'aux mines d'uranium :

La mortalité due à l'électricité nucléaire est de 90 décès par billion (= mille milliards) de kWh
100 000 pour le charbon (toujours par billion de KWH.),
36 000 pour le pétrole,
4.000 pour le gaz naturel,
1 400 pour l'hydroélectricité,
440 décès pour le solaire photovoltaïque
150 décès pour l'éolien

Commentaire : Eh oui, si les déchets nucléaires, on peut les stocker dans des piscines en attendant le recyclage dans Astrid et l’enfouissement géologique profond avec Cigeo, les déchets du charbon, du gaz et du pétrole, ils finissent dans vos poumons…où ils ne font pas de bien, mais alors pas du tout. Quant à l’hydraulique, il a été marqué par des catastrophes majeures ( Morvi ; 15.000 morts ; Banquiao : 170.000 morts ; en France, Malpasset, 423 morts)

Ce chiffrage a fait l’objet d’une discussion et d’une confirmation poussées dans un thread de Kopecz https://twitter.com/Kopecz93/status/1168100595607199744?s=19 .

Les chiffres du charbon, du pétrole, du gaz naturel ne souffrent pas de contestationsPour l’hydraulique, on pourrait choisir ppourquoi pas d’enlever les évènements extrêmes de Banqiao. (Chine 1975...) mais situé autour de 170000. Si on s'intéresse à une gestion plus... sérieuse de l'hydroélectricité, on obtient tout de suite beaucoup moins: 5 morts pour 1000 TWh produits (soit environ 2 ans de consommation électrique française) en ce qui concerne l'hydroélectricité US. Mais, à ce moment là, on pourrait aussi enlever Tchernobyl du nucléaire, et ne s’intéresser qu’ à une gestion…plus sérieuse du nucléaire ; ainsi, pour les USA seuls, donc sans Tchernobyl: 0.1 morts pour 1000 TWh.

On reste largement en dessous de toutes les autres énergies, et cela s‘explique par le dénominateur, la quantité énorme d’énergie générée par le nucléaire. Ainsi, comment le solaire et l'éolien peuvent atteindre plusieurs centaines de morts pour 1000 TWh, soit 2 à 4 fois plus que le nucléaire ( et  plusieurs milliers de fois plus que le nucléaire sans Tchernobyl !) ?

Hé bien c'est très simple: le solaire et éolien tuent très peu aussi... Mais produisent aussi beaucoup, beaucoup moins que le nucléaire ! Prenons le solaire par exemple: 440 morts pour 1000 TWh. On arrive donne donc à 440*0.1 = 44 morts minimum. La production solaire est tellement faible que même 1 seul mort aurait conduit à 10 morts pour 1000 TWh,
Bien entendu on peut faire pareil avec l'éolien. On est autour de 425 TWh au 1er janvier 2012. Soit, à raison de 150 morts/1000TWh, 64 victimes. Un montant qui s'atteint rapidement. Ah oui, car les margoulins de l’éolien maltraitent autant leurs employés que les chiffres…

L'investissement énergétique le plus décarbonnée, le plus écologique du point de vue de l'occupation des soles, de l'utilisation des combustibles et matériaux, le plus efficace, le plus économique , le plus stratégique, le meilleur du point de vue physique  fondamental du taux de retour énergétique ( TRE, EROI, EROEI), c'est le nucléaire !