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Préambule concernant les sujets présentés dans Tribune Libre



Les sujets présentés dans cette rubrique doivent rester dans les domaines du cœur de l’activité du CIL de Costebelle à savoir  la Protection de la nature et de l’environnement ,la Protection de la qualité de vie des habitants.                                                                                                                             
 Dans cette ligne peuvent ètre traités les sujets dépassant le cadre de Costebelle mais liés à l’écologie en général comme le développement Durable ,les sources d’énergies ,le recyclage ….ou les techniques pouvant porter préjudice à la santé des habitants ,les ondes hertziennes par exemple.                 
Chacun peut donner son point de vue en adoptant une démarche basée sur des faits vérifiés et constatés sur des bases scientifiques .Chacun doit garder à l’esprit que les lois de la Physique sont incontournables ,ce qui doit permettre d’éviter bien des polémiques .
 Les réflexions qui en découlent sont libres de s’orienter vers des points de vue différents de la pensée unique ,de conclusions hatives ou d’affirmations péremptoires , largement dispensées par les médias à la solde de puissants lobbies  ou de partis politiques .
Vous n’ètes pas d’accord ? Le droit de réponse est vivement encouragé .  
                                                             Merci de votre compréhension .

CLIMAT, DEVELOPPEMENT DURABLE et PROTECTION de l’ENVIRONNEMENT


Atelier Affaires Internationales de W.Koeffler. Session du 18 mars 2014
 
1.     Le Développement Durable, c’est quoi ?
 
2.     Les changements climatiques au cours des âges :

.les grands mécanismes du climat et le réchauffement constaté depuis un siècle
.L’augmentation des Gaz à effet de serre provoquerait le réchauffement : mythe ou réalité ?
.les erreurs de prévision des modèles informatiques exploitées à des fins politiques et économiques ?
.le réchauffement est il mauvais pour tout le monde ?
 
3 .Préservation de la nature, de la biodiversité et de la santé :

.effet du CO2 (Gaz carbonique) sur les plantes et le milieu marin.
.lutte contre les pollutions chimiques facteurs de la dégradation de la nature
.Le recyclage des déchets et produits industriels
.Lutte contre la déforestation et pour la protection des sols.
.la protection des eaux douces et marines
 
4.     Développement Durable et Population.
 
.Les 3 défis du D.D. : Croissance démographique, Capacités de la planète, Cohésion sociale
 La lutte contre la pauvreté et les maladies mettrait fin à la croissance de la population ?
 .Equilibre prévisible entre consommation des humains et ressources de la planète ?
 
5.     Développement Durable, fin des énergies fossiles et Transition Energétique :

 Énergies renouvelables source de développement économique et d’emploi ;
 les économies d’énergie et l’isolation thermique de l’habitat.
 l’hydrogène pourra t il remplacer le pétrole en 2050 ?
 
6.     Développement durable et évolution du mode de vie
 
 les conditions du développement durable : optimiste ou pessimiste ?

1.Le Développement Durable, définition :
 
« Vise à satisfaire les besoins de développement des générations présentes sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs ».
Condition, satisfaire simultanément trois paramètres : l’Environnement, l’Economie et le Social. Les Anglo-saxons parlent de Développement Soutenable (sustainable)
2.Les cycles des changements climatiques au cours des âges .Explications :
2.1.    La terre est un oasis de l’espace et sans atmosphère elle serait recouverte d’une couche de glace. Certains gaz composant naturellement l’atmosphère retiennent la chaleur fournie par le soleil à la terre, aux océans, aux surfaces émergées .C’est ce qu’on appelle « l’effet de serre ».
Les principaux gaz dit à effet de serre sont la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone, puis à moindre dose du méthane et des oxydes d’azote.
D’autres aident à réfléchir une partie des radiations solaires vers l’espace, c’est « l’effet miroir ».
Parmi eux il y a l’ozone et le chlorofluorocarbone (CFC).
Ces gaz participent à l’équilibre du climat et donnent à la terre sa température favorable à la vie.
 
2.2.    Les variations climatiques à l’échelle d’une année, explications :
L’axe de la terre n’étant pas perpendiculaire au soleil, la rotation de la terre autour du soleil expose les pôles à des variations de refroidissement selon les saisons. Les variations climatiques s’expliquent par le mouvement des Anticyclones Mobiles Polaires, vastes masses d’air glacial générées par les pôles vers l’équateur, soumis aux variations du magnétisme terrestres lui-même provoquées par les « vents » et « taches » solaires. Des confrontations air chaud-air froid créent des périodes intenses et irrégulières de froid, chaud, pluies, sécheresse, imprévisibles.
2.3Cycles des changements climatiques au cours des âges et impact sur l’Histoire de l’humanité :  La terre a connu depuis des millénaires des alternances de périodes de glaciation et de réchauffement qui ont marqué l’Histoire de l’humanité. La chute de l’empire Romain vers 300 après JC coïncide
avec un refroidissement climatique de l’Europe qui a poussé les Romains vers le Sud pour se nourrir. Le réchauffement survenu vers l’an 1000 a permis aux Vikings de devenir puissants et d’envahir la Normandie .A ces longs cycles se superposent aussi des cycles plus courts (60 ans) qui entrainent des variations climatiques moindres. On ne peut pas parler d’évolution de climat global, mais de l’évolution de climats régionaux.
 2.4 Interactions entre le climat et la composition chimique de l’atmosphère terrestre :
Depuis le début des relevés météorologiques vers 1850 la température moyenne a augmenté de 0,5°C sur terre et l’année 2013 a été l’une des plus chaudes .Des régions se réchauffent, d’autres se refroidissent. A ce jour la fonte des calottes glaciaires n’est pas générale et uniforme : importante au contact des courants marins chauds (Gulf Stream), le volume de glace augmente au centre du Groenland par exemple et le gros de la calotte glaciaire de l’antarctique n’a pas fondu depuis 60 millions d’années. Pour certains scientifiques le réchauffement constaté et les pertes de glace actuelles seraient dues à des cycles naturels. D’autres expliquent que la modification de la composition des « gaz à effet de serre » en serait le principal responsable.

Rappelons que l’atmosphère est composé principalement de : Azote=78%, Oxygène=21%, Argon
=0,9% et autres gaz en partie infime dont CO2 ,vapeur d’eau, méthane et polluants divers.  Le dioxyde de carbone CO2 ne représente que 0,038%.
L’étude de l’air contenu dans des échantillons de la calotte glaciaire indique la montée constante de CO2 et autres traces de gaz, depuis plus de 400 000 ans .Depuis 1750 le niveau de CO2 a augmenté de plus de 30 %, l’oxyde d’azote de 30%, l’ozone de 20% et le méthane de 300%.
Pour autant on constate que depuis l’an 2000 le niveau moyen de température tend à se stabiliser alors que les pays émergents comme l’Inde et la Chine brulent des quantités énormes de charbon pour alimenter leurs centrales électriques .L’explication de cette stabilisation viendrait de l’augmentation en parallèle de la concentration des « gaz à effet de miroir » qui tendent à refroidir la terre, en particulier le dioxyde de soufre dégagé par les éruptions volcaniques.
2.4Prévision de l’évolution du climat : Les modèles mathématiques sont ils fiables ?
Les prédictions de réchauffement basées sur des modèles prenant en compte la seule augmentation de l’effet de serre due au CO2 se sont avérées inexactes. En 2012 les climatologues n’avaient pas prévu l’hiver sibérien qui s’est abattu sur l’Amérique du Nord en 2013.Ils ne peuvent pas davantage prévoir si en 2015 l’Europe de l’Ouest ne connaitra pas un hiver glacial comme en 1956.
Dans ces conditions il est difficile d’affirmer aujourd’hui que nous assistons à une période de réchauffement climatique. En 2013 les météorologues peuvent prévoir au mieux le temps à 8 jours. Pour mieux comprendre le mécanisme de la machine atmosphérique, les scientifiques ont mis au point des modèles complexes prenant en compte les interactions entre l’atmosphère, les océans, les terres émergées et la biosphère. Ils disposent de calculateurs puissants permettant de traiter des masses d’informations fournies par les satellites ( Envisat ,2002-2012,ESA) qui analysent la composition de l’atmosphère, la formation des nuages, enregistrent les températures des terres ,des océans ,analysent l’absorption du CO2 par les océans, observent les courants marins ,l’évolution de la végétation , la cartographie et la profondeur des glaces ….
Ces modèles complexes ont permis d’expliquer l’augmentation de 0,5°C constatée depuis 1850. Des calculateurs encore plus puissants permettront de prévoir les changements climatiques futurs.
Par rapport à 2012, les modèles actuels prévoient un réchauffement maximum de 1,5 °C en France en 2050, avec des hivers pluvieux et des pics de chaleur en été jusqu’à 40 °C. Ceci reste à vérifier.
2.5Le réchauffement constaté depuis 20 ans est il mauvais pour tout le monde ?
Le réchauffement a permis aux pays du Nord d’étendre les zones cultivables et d’économiser du combustible fossile pour se chauffer .Les transports maritimes autour du pole Nord sont facilités. Dans certains les pays tropicaux comme la zone subsaharienne, le réchauffement a accru le niveau des nuages et des pluies, le désert verdit et les cultures remontent vers le Nord.
3.Préservation de la nature et de la biodiversité :
 
3.1   Effet de l’augmentation du taux de concentration du dioxyde de carbone :
Le CO2 n’est pas toxique pour l’homme avec un taux de 0,038 %, il le devient à partir de 2%. Sur terre il est en partie absorbé par les plantes et les océans. La part de CO2 atteignant la haute atmosphère a une durée limitée entre 10 et 20 ans selon les experts.

En mer l’augmentation de la concentration en CO2 favorise la photosynthèse marine qui nourrit le récif corallien et les plantes.
3.2   Pollutions chimiques et radioactives, recyclage des déchets :
La plupart des pays développés prennent des mesures pour limiter les risques de pollution atmosphérique et des sols créent par les industries.Ils cherchent à limiter les émissions de particules fines résultant de la combustion des énergies fossiles (gaz-oil) qui sont un risque pour la santé.
Les pays émergents n’ont pas encore cette préoccupation et de graves accidents se produisent comme à Bhopal ( Inde) 1980 ,des milliers de morts dus à l’explosion d’une usine de pesticides.
L’industrie nucléaire mal maitrisée est un risque, (1986 Chernobyl et 2012 Fukushima).Les déchets qui restent radioactifs pendant au moins 1000 ans requièrent un stockage couteux.
Le recyclage des déchets industriels et matériaux constituant la plupart des produits manufacturés (acier, cuivre, alu…) crée de l’emploi industriel et permet d’économiser les ressources minières.
3.3   Déforestation, protection des sols et des espèces, plants transgéniques et biodiversité. L’augmentation de la population humaine , de ses besoins alimentaires et énergétiques provoque des dégâts considérables sur la nature et l’environnement, en particulier dans les pays du tiers monde : déforestation pour cultures vivrières, déforestations pour barrages hydro-électriques ,cultures intensives ,plantations inadaptées (palmiers à huile) provocant l’épuisement des sols ,surpêche entrainant l’épuisement des ressources halieutiques …
La réduction des terres boisées réduit l’absorption du CO2, réduit l’habitat naturel de beaucoup d’espèces animales.Le commerce des objets d’art en ivoire soutenu par la corruption et la contrebande provoque le braconnage des éléphants d’Afrique ,désormais menacés d’extinction . L’utilisation incontrôlée des pesticides contre les parasites représente un danger pour la préservation de la biodiversité, un risque de pollution des sols, un risque pour la santé des paysans qui les  utilisent, un risque pour ceux qui consomment les produits traités.
Les plants transgéniques résistant aux parasites et à la sécheresse présentent des avantages certains. Utilisées massivement pour nourrir le bétail dans beaucoup de pays en 2013, les cultures transgéniques font l’objet de controverses pour la consommation humaine et d’études de risques sur la bio-diversité. Les travaux des scientifiques doivent progresser pour clarifier la situation.
3.4   La protection des sources d’eaux douces et marines : préoccupation principale de l’humanité. L’eau disponible sur terre est recyclée depuis des millions d’années, c’est la ressource indispensable  à la vie des espèces .Nous buvons la même eau que celle du temps des dinosaures et l’augmentation constante de la population humaine rend nécessaire le traitement des eaux recyclées .La construction d’usine de traitement des eaux est devenue une activité industrielle majeure.
La construction d’usines de dessalement d’eau de mer dans les régions désertiques, souvent associées à des centrales de production d’électricité thermiques, consomment beaucoup d’énergie (pétrole ou gaz) et rejettent de grandes quantités de sel en mer, ce qui risque de modifier la biodiversité marine.
4.Croissance Démographique, Capacités de la planète, Cohésion sociale :
ces trois paramètres sont les conditions du maintien d’un Développement durable sur terre.
4.1L’accroissement de 900 millions d’humains en 1800 à 7 milliards en 2013, largement provoqué

par la révolution industrielle, le charbon puis le pétrole comme énergie motrice, et les progrès de la médecine, a considérablement modifié l’environnement naturel et la façon de vivre sur terre.
Mais paradoxalement la population mondiale serait en voie de stabilisation en 2013 du fait de l’amélioration de la santé et le recul de la pauvreté dans les pays émergents. Comment ?
.d’abord accroissement de population par la chute de la mortalité infantile et l’allongement de l’espérance de vie, dues à une meilleure hygiène et l’accès aux soins.
. Meilleure éducation et amélioration des conditions économiques : les femmes ont accès à la contraception et à l’emploi, le taux de fécondité baisse.
.L’accès au confort requiert une activité économique soutenue qui stabilise le taux de fécondité. Malgré l’allongement de la vie ,on constate en 2013 que le seuil de remplacement n’est plus assuré dans plusieurs pays développés et que le taux de fécondité baisse dans la plupart des pays en développement, comme l’Inde . A partir de ce constat, les experts estiment que la population mondiale devrait se stabiliser autour de 9 milliards d’individus vers 2050.
4.2Capacités de la planète : les ressources ne sont pas illimités ni réparties également selon les régions. Les progrès de l’agriculture ont permis d’augmenter les rendements mais la façon de se nourrir va devoir évoluer vers plus de végétaux et moins de protéines d’origine animale et poisson. La surpêche a vidé beaucoup de fonds marins .Elle a conduit à fixer des quotas afin de reconstituer les réserves halieutiques et éviter la disparition d’espèces menacées d’extinction.
4.3Cohésion Sociale : 80 % des ressources de la planète sont consommées par 20% de la population Le défaut de bonne gouvernance et la corruption dans beaucoup de pays sont des sources d’inégalités de développement, de conflits interethniques et de migrations.
Paradoxe de 2013 : beaucoup d’Africains quittent la zone subsaharienne disposant pourtant de ressources agricoles et minérales importantes pour aller chercher du travail en Europe .Dans le même temps des pays manquant de terres arables suffisantes pour nourrir leur population (Emirats, Inde
,Chine…) achètent des terres dans ces pays et exploitent à bon compte leurs richesses minérales et forestières ,sans se soucier de la préservation de l’environnement. Ce commerce non équitable s’apparente à une nouvelle forme de colonisation et est source de conflits futurs.
5.Fin des énergies fossiles et Transition énergétique :
 
1 Energies renouvelables sources de développement économique et d’emploi.
Commencée au 19eme siècle avec le charbon, le développement de la civilisation industrielle s’est accélérée avec la découverte du pétrole .La combustion des énergies fossiles produit des émanations susceptibles de renforcer l’effet de serre .La communauté internationale a décidé d’ utiliser toutes les énergies renouvelables connues et créer de nouvelles filières industrielles pour les exploiter, d’autant que les énergies fossiles vont inévitablement se raréfier .
Les moyens : allouer progressivement les budgets destinés à l’importation du pétrole, gaz ou charbon au développement des énergies renouvelables (E.R).Les ambitions de l’Europe :
.produire 80 % d’électricité et couvrir 50% des besoins énergétiques en 2050 à partir d’E.R.
.créer de nouveaux emplois dans le secteur ER : + 10%/an au-delà des 350 000 déjà créés en 2013.
Limites des ER : championne des E.R l’Allemagne domine le marché des équipements : éoliennes,

panneaux solaires, centrales solaires thermiques, captage géothermiques, méthane de la biomasse. Pourtant en 2013 ,en Allemagne et en Europe en général on constate un net ralentissement du déploiement des éoliennes et fermes solaires .L’Allemagne préfère acheter du Charbon devenu bon marché pour compenser l’arrêt de ses centrales nucléaires .Le pétrole et gaz de schistes disponibles aux USA en sont probablement la cause .Pourtant le gaz de schistes ne comptent que pour très peu dans le PIB des USA et son exploitation sera de courte durée .Les USA continuent d’investir massivement dans le nucléaire et les énergies renouvelables (barrages ,solaire thermique…) .
5.2Economie d’énergie et habitat. En 2013, le but des architectes est de rendre l’habitat moderne auto-suffisant pour assurer ses besoins énergétiques .En Allemagne des immeubles collectifs et de bureaux recouverts de panneaux photovoltaïques et thermiques atteignent cette performance et l’habitat individuel suit .Les performances de l’isolation thermique des immeubles existants se poursuit partout en Europe, encouragé par une politique de subventions publiques.
5.3Economie d’énergie et transports : Les performances des moteurs thermiques des automobiles s’améliorent, mais les voitures électriques vont devenir la règle afin de pouvoir réduire la pollution dans les villes.Vers 2020 les batteries seront probablement complétées par des piles à combustibles alimentées en Hydrogène. Ce gaz abondant sur terre n’existe pas à l’état naturel .Il faut l’extraire de l’eau ou de gaz comme le méthane (CH4) et cela demande de l’énergie électrique .L’hydrogène sera probablement le pétrole de l’automobile de demain produit à l’aide des ER. Mais pour l’instant il n’y a pas d’alternative au moteur thermique alimenté au pétrole pour propulser les bateaux et avions de transport.
6.Développement durable et évolution du mode de vie.
Les prévisions de changements climatiques à venir ne devraient pas bouleverser les conditions de vie sur terre. En 2013, la terre supporte presque 7 milliards d’humains dont 2 milliards sont mal nourris. Les progrès de l’agriculture et de la distribution de l’eau permettront progressivement d’améliorer les conditions de vie et de satisfaire les besoins alimentaires d’une population stabilisée à 9 milliards.
Disposant d’un climat favorable, les pays développés sont parvenus à stabiliser leur population, leurs besoins alimentaires, leurs besoins en énergie ; ils cherchent à préserver leur environnement et leur santé . Ils anticipent la raréfaction des énergies fossiles en consommant moins et en développant les énergies renouvelables et nucléaires .Les échanges économiques équilibrés éloignent les sources de conflits armés et améliorent la cohésion sociale :
Les pays développés sont clairement engagés dans la voie du développement durable.
La situation est fort différente dans les pays émergents (BRIC) et Afrique ou la cohésion sociale est critique, perturbée par la corruption, la mauvaise gouvernance, et des conflits ethniques et religieux. Les besoins en énergie explosent, l’agriculture est en tension, les besoins en eau non satisfaits, la pollution d’origine industrielle n’est pas sous contrôle, la nature, les océans et la biodiversité sont en danger. Les pays émergents ne pourront atteindre un développement durable qu’à condition de régler ces problèmes et d’équilibrer leurs relations commerciales avec les pays développés,
Sources : ESA (European Space Agency), Agriculture et Environnement,Journal de l’environnement

Daniel Soucheleau

SORTIR DE L'ELECTRONUCLÉAIRE ?


1 .Place de l’énergie électronucléaire dans le monde en 2011 :
 
Total production électricité dans le monde en 2010 : 18550 TWh (Téra Watt heure (million de million de Wh). (Méga= 10 puissance 6, Giga 10 p 9, Téra=10 p 12). La consommation d’électricité croit de 5% par en moyenne dans le monde. Les principales sources de production (monde) :
Nucléaire =15%, 380 GWh ,439 réacteurs dans 31 pays, dont 58 en France.
Rendement réacteur =33%, la plus forte densité de puissance en rapport à la surface occupée. Disponibilité d’un réacteur =80% du temps soit 6000h/an .
Réacteur de 1500 MW ,fournit 9 TWh/an ,cout =4 milliards Euros environ. kWh= 0,26 Euros.
 
Fossile   = 66%    , rendement centrale=40%, prix kWh=entre 0,30 et 0,45 Euros.
 
Renouvelable= 19%, dont prix kWh Eolien = 0,30 Euros, Barrage hydraulique=0,12 Euros.
 
NB : France en 2010 : production 550 TWh, dont : nucléaire 74%, Thermique=10%, Renouvelables :Hydraulique (10%)+ Eolien (6%) .
Objectif : atteindre 20% d’énergie renouvelable en 2020.
 
Le % de production électronucléaire est très variable selon les pays.
Après l’accident survenu à FUKUSHIMA en 2011 l’AIE (Agence Internationale de  l'Energie) prévoit une réduction de 15% /an de la part du nucléaire à partir de 2011, qui ne représenterait plus que 7% de la production mondiale d’électricité en 2035.Ce pronostic n’est pas certain.Le besoin mondial croissant va continuer à être satisfait surtout par le recours aux énergies fossiles ,pétrole , charbon et de plus en plus le GAZ .Ce qui met en péril la réduction des émissions de CO2 et le ralentissement du réchauffement climatique de 2 degrés prévu pour 2100.
.le BRIC (Brésil, Russie, Inde, Chine) représentera 90 % de la demande mondiale d’énergie entre 2010 et 2035 et ne prévoit pas de modifier le recours à l’atome, ni de diminuer l’utilisation des énergies fossiles. L’Angleterre a décidé de passer à 70% d’énergie nucléaire. Renouvelables + Nucléaire représenteront 50 % de la production d’électricité en 2035 dans le monde, au lieu de 34 % en 2010.
L’Allemagne a décidé la fermeture de centrales nucléaires, mais elle dispose de charbon et utilise le gaz Russe .Cette décision à un coût mais force l’Allemagne à développer encore davantage le secteur des énergies renouvelables ou sa technologie excelle déjà.
Fortement endettée, sans charbon, sans pétrole sur son sol, la France a décidé de ne pas réduire sa dépendance au nucléaire .Gros débat politique en 2011
.
2. Pourquoi réduire la part de l’électronucléaire ?
 
.Un réacteur nucléaire récent de puissance 1500MW fournit de l’ordre de 9 TWh/an avec une disponibilité de 80% et ne produit pas de CO2 .La ressource en minerai d’uranium est abondante, d’autant que le démantèlement en cours des armes nucléaires rend disponible un
 
stock considérable d’uranium enrichi directement utilisable. Le cout de production est actuellement inférieur à celui des autres moyens de production (sauf hydraulique), la disponibilité est supérieure à 80% du temps .Pourquoi l’abandonner ?
La centrale nucléaire fait peur , même dans les pays possédant de grandes capacités techniques pour la maintenance et le contrôle d’exploitation :
.Danger de radiations ionisantes fatales en cas d’accidents sur le personnel et les populations.
.Problème du stockage des déchets qui restent radioactifs pendant de longue durée (1000 ans),
.Cout du démantèlement difficile à chiffrer. Gel des sites sur de longues périodes.
 
L’électronucléaire s’est développé il y a plus de 60 ans d’abord pour pallier l’insuffisance à terme et le cout des énergies fossiles. En 2011 la fin des énergies fossile est en vue et il faut réduire les émissions de CO2 pour tenter d’enrayer le réchauffement climatique, source de catastrophes prévisibles pour l’humanité .Il n’y a d’autres choix que de développer toutes les sources d’énergie renouvelables .Cependant la plupart de ces sources ont l’inconvénient d’être intermittentes et doivent souvent être associées ou échangées entre les territoires pour s’adapter à la demande d’électricité
.
.3. Les solutions d’énergie renouvelables de forte puissance (1500 MW et plus):
 
.Hydraulique terrien = pratiquement exploité à 100% dans la plupart des pays, économique mais des impacts sur l’écologie et sur la population autour des fleuves et rivières .Avantage de pouvoir stocker l’énergie (remonter l’eau si nécessaire en cas de surproduction).
.Eolien (le vent est d’origine solaire)
Puissance éolienne installée dans le monde en 2009 :126 GW dont en % :
USA= 25, Allemagne=23, Espagne=16, Chine=12, Inde =10, Italie=4, France =6.
 
Chaque éolienne a une puissance de l’ordre de 1,5 MW à 2 MW mais l’énergie fournie dépend du vent. Disponibilité éolien : 17% du temps, soit 1500h/an. En 1 an cette éolienne va produire 2,25 GWh à comparer au 9 TWh/an du réacteur nucléaire.
Cout d’une éolienne installée au sol =1,3 million d’Euros, en mer compter +50%.Cout moyen du kWh=0,30 Euros .Une surface de 1 km2 peut recevoir un champ éolien de puissance 10MW qui produisent 15 GWh/an .Sur cette même surface de un km2 le réacteur de 1500 MW produit 9 TWh/an, de l’ordre de 600 fois plus.
Les éoliennes installées au large des cotes, plus puissantes, bénéficiant d’un vent plus fort et plus régulier permettront d’améliorer la production et le rendement.
Inconvénient : en absence de vent il faut prévoir une source de substitution, en général un générateur thermique, ou bénéficier d’un réseau de distribution interconnectable. Les parcs éoliens créent une pollution visuelle pas toujours acceptée des populations, sauf en mer.
Solution Eolien pour remplacer Thermique fossile +Nucléaire en France :
Il faut donc (9 TWh/2,25 GWh =) 4000 Eoliennes de 1,5 MW pour produire la même énergie qu’un seul réacteur et le cout est de 5,2 Milliards d’Euros (4 milliards pour le réacteur nucléaire).
Pour remplacer les centrales thermiques de France (55 TWh) et les centrales nucléaires (307 TWh) par de l’éolien ,soit une énergie de 362 TWh ,il faudrait installer de l’ordre de 160 000

Eoliennes (362 TWh/2,25 GWh x1=) qui occuperaient une surface au sol d’environ 24 000 km2 (362 TWh/15 GWh x1 km2 =) soit 4% de la superficie de la France ou l’équivalent de 4 département de la superficie du Var (6000 km2) !
Le cout de construction serait de 208 Milliards d’Euros (362 TWh/2,25 GWh x1, 3 M E).
 
.Hydrolien /Marémotrice : des turbines utilisent les courants marins, technologie au point, rentable mais peu de sites exploitables .Disponibilité de l’ordre de 25%.
Exemple : Barrage de la Rance en France (St Malo, 1966) utilise la marée de forte amplitude. Puissance =240 MW ,24 Bulbes de 10 MW, Production de 500 GWh/an, 0,12 Euros /kWh.
.Géothermie et Biomasse : utilisés surtout pour le chauffage .La géothermie exige de gros investissements mais a l’avantage de produire de l’énergie « in situ «,
. Photovoltaïque : Puissance mondiale installée en 2006=6700MW dont Japon = 1750 MW, Allemagne =3000 MW, USA =600 MW. Ces pays ont beaucoup investit dans ce domaine et sont devenus les principaux fournisseurs exportateurs d’équipement.
Rendement du panneau de 18 % au maximum en 2011 (environ 100 W au m2 max) réservé aux régions ensoleillées et sites désertiques.
Disponibilité d’une ferme photovoltaïque inférieure à 12%, directement lié à l’ensoleillement. Technologie chère, cout du kWh = jusqu’à 0,60 Euros selon ensoleillement. Pas de stockage sauf par batteries.
Les incitations fiscales ont beaucoup joué dans le développement du photovoltaïque, elles tendent à se réduire du fait du coût des panneaux solaires (en 2012) et du cout du kWh.
Exemple d’une ferme Photovoltaïque dans les Landes (France) :
Puissance installée=67 MWc, Production espérée =84 GWh/an, surface occupée= 3 km2 (300 Ha), cout installation =250 Millions Euros.
Estimation cout kWh pour une durée de 40 ans=0,74 Euro ;
 
Solution Photovoltaïque pour remplacer Nucléaire+Thermique fossile de la France : Les centrales Thermiques et nucléaires en France fournissent 362 TWh/an. Sur la base de la centrale Photovoltaïque des Landes, il faudrait 4500 fermes (362 TWh / 84 GWh x 1=) photovoltaïques identiques pour fournir cette énergie .Ce qui représente une surface au sol de 13500 km2 (soit la superficie du Var et des Landes) et un cout de 1125 milliards d’Euros, très largement supérieur au cout de l’éolien.
.Thermodynamique solaire : technique expérimentée depuis de nombreuses années, il apparait que le procédé à concentration est le plus économique et le plus rentable pour pouvoir produire des puissances équivalentes à celle du réacteur nucléaire. Le procédé offre une possibilité de stockage .Nous allons examiner plus en détail cette filière nouvelle.

4.Les centrales solaires thermodynamiques à concentration (Concentrating Solar Power Plant, CSPP) :

NB : 1 % de la surface du Sahara reçoit suffisamment d’énergie solaire pour alimenter le monde entier en électricité (1 m2 reçoit 1 kW de chaleur en plein ensoleillement).

Nous retenons la filière Cylindro-parabolique qui présente actuellement la solution technique de captage de cette énergie procurant le meilleur rapport production kWh/cout.
4.1.       Le seuil d’ensoleillement conditionne les possibilités d’implantation :
.faisabilité .Il faut recevoir 2200 kWh/m2/an pour que l’opération soit rentable, limite inférieure =1700 kWh/m2/an, comme en Corse, mais cout du kWh produit est excessif.
4.2.    le principe de la filière et possibilités de stockage :
.un miroir cylindro-parabolique de surface 50 à 100 m2 réfléchit les rayons solaires et les concentre sur un tube rempli de fluide caloporteur à base de sel fondu .La chaleur résultante produit de la vapeur d’eau à 600 degrés environ .La mise en série des circuit de vapeur de chaque miroir permet de produire suffisamment d’énergie pour actionner une turbine couplée à un alternateur.
Un 2 eme circuit de chauffage du miroir alimente une réserve de vapeur séparée pour la période sans soleil. La position de chaque miroir orienté Est-Ouest est asservie à la direction du soleil afin d’optimiser le captage des rayons solaires. Refroidissement à eau.
Avantages : possibilité de cultures sous héliostat (diminuer l’intensité du soleil). Inconvénient : pollution visuelle, besoin d’eau,
4.3   Applications en 2008 : Puissance installée = 420 MW, projetée en 2020 =150 GW. Des exemples qui fonctionnent :
Centrale ANDASOL 1 (Espagne) :
Puissance =50 MW, production de 180 GWh/an, soit disponibilité de 30% soit 3600 h de fonctionnement/an. Rendement =40% .Insolation=2200 kWh/m2/an (250W m2).
.Surface des miroirs (capteurs) = 510 000 m2 occupant une superficie au sol de 195 Hectares soit 1,95 km2.
.Unité de stockage pour le fonctionnement de nuit : 1010 MWh, contenant 28500 Tonnes de sel fondu.
.Refroidissement par 870 000 m3 d’eau soit 5 litres d’eau par kWh produit, soit 2 fois la consommation d’eau d’une centrale thermique.
Cout de la centrale = 260 millions d’Euros, Estimation du cout du kWh sur une période de 40 ans= 0,36 Euro.
.Un réacteur nucléaire de 1500MW produit 50 fois plus d’électricité que la centrale Andasol en 1 an (9 TWh/180 GWh). Une centrale solaire produisant la même quantité d’énergie par an qu’un réacteur nucléaire couterait en 2011 la somme de 13 milliards d’Euros (50 x 260 ME), soit 3 fois celui d’un réacteur.
4.4      Solution Thermodynamique solaire pour remplacer les centrales thermiques fossiles et Nucléaires en France (362 TWh/an) sur la base Andasol
Andasol produit 180 GWh/an, il faudrait installer 2000 centrales solaires équivalentes (362 TWh GWh/180 GWh x1 =) .Le cout de réalisation serait de l’ordre de 520 milliards d’Euros (2000x 260 M Euros=) et la surface au sol occupée serait de l’ordre de (1,95 km2x2000 =) 3900 km2, soit l’équivalent du département Gard.                                                                                                                                           NB : Des centrales solaires de plus grosse puissance sont en construction (Siemens), avec gain de

productivité espérée comme Sanlucar le major (Séville) :302 MW.
.La société Allemande Désertec a des projets en préparation au Maroc, à Abu Dhabi, cofinancés par les Emirats Arabes qui sont intéressés pour la période après pétrole.
4.5      Application à la Production d’Hydrogène, filière Hydrosol :
 
Une version proche de la centrale solaire Andasol 1 produit de l’Hydrogène par hydrolyse (eau) avec un rendement de 50 %. La production d’hydrogène est un moyen de stocker de l’énergie en optimisant la production des centrales à énergies renouvelables (périodes de faible consommation).
Utilisé par la pile à combustible qui fournit du courant électrique, l’Hydrogène liquide sera le carburant dé-carboné du futur pour alimenter les moteurs électriques des véhicules terrestres. La pile à combustible est l’inverse d’hydrolyse ; elle fournit un courant électrique en présence d’hydrogène et d’oxygène, et rejette de l’eau. L’Hydrogène est abondant dans beaucoup de substances terrestres (eau, méthane..).Il deviendra utilisable à grande échelle et bon marché comme carburant si l’on possède une énergie électrique également abondante et bon marché pour l’extraire des substances .
Il est probable que les premiers véhicules électriques utilisant l’hydrogène liquide comme combustible apparaitront en Allemagne à partir de 2015.

5.Le transport de l’énergie électrique sur de grandes distances :
 
Les zones les plus ensoleillées sont situées vers les tropiques et souvent en régions désertiques alors que les principaux pays consommateurs sont aujourd’hui au Nord .Le problème est de pouvoir transporter cette énergie sur des milliers de km avec des pertes minimum.
Le principe du transport par une ligne à deux conducteurs en courant continu de haute tension (HVDC : High Voltage Direct Current) est une solution économique qui complète le transport par les lignes triphasée classiques, Pertes inf. à 10 %.
Utilisation de l’électronique de puissance pour réaliser des redresseurs et onduleurs très haute tension, limite 500kV, 3000MW. Câble de diamètre 7 cm ,10kG au mètre.
Application : Traversée sous-marine ou zone sensible, ensuite couplage aux lignes haute tension aériennes classiques en courant alternatif.
Constructeurs : Siemens, BBC (Suisse), General Electric (US), Mitsubishi (Japon).               .
 
Risques géopolitiques du transport d’électricité : réels en cas de rivalités ou conflits entre les pays, comme ceux liés au passage des pipelines de gaz ou pétrole .Ce risque peut  constituer un frein au développement de la filière Thermodynamique solaire et Photovoltaïque
6.Perspectives de sortie du nucléaire (fission) :
 
Quel constat en fin 2011 ?
 
.La consommation mondiale d’électricité croit de 5 % l’an du fait des pays émergents.
 
.La filière thermique fossile produit encore 66 % de l’électricité mondiale en 2010.Les sources fossiles sont encore abondantes (gaz surtout) mais leur prix de revient augmente en fonction de la raréfaction, du cout des recherches et de l’extraction.

.L’exploitation de l’électronucléaire produit une densité de puissance au km2 incomparable par rapport aux autres sources d’énergie (rapport allant jusqu’à 1000). Elle ne dégage pas de CO2 et reste très économique
.L’énergie résultant de la fusion nucléaire (ITER) ne sera pas disponible avant au moins 50 ans si tout va bien .Cette énergie ne produira pas de déchets radioactifs.
.Les filières renouvelables (Eolien, Photovoltaïque et Thermodynamique à concentration) nécessitent de grandes superficies au sol, surtout l’éolien .Elles génèrent une pollution visuelle souvent mal acceptée par les populations .Elles nécessitent une répartition géographique importante sur le territoire et une interconnexion complexe des réseaux afin de pallier les effets de l’intermittence.
.A la fin 2011, la plupart des pays qui n’ont pas de pétrole ou de charbon en abondance comme la Chine, USA, Angleterre, France …..  Maintiennent leur programme d’installation nucléaire (centrales EPR) malgré les effets désastreux des catastrophes de Tchernobyl (1982) et Fukushima (2011).
Compte tenu de ce constat et des réalités économiques de 2011, il est probable que l’énergie électronucléaire (fission) va continuer d’assurer une large part de la production d’électricité pendant au moins les 50 prochaines années. Cependant elle sera réservée principalement aux pays techniquement développés compte tenu des exigences de la maintenance et de l’exploitation.
Dans le même temps il est évident que les énergies renouvelables, toutes sources confondues, vont continuer à se développer afin de remplacer progressivement d’abord les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz) et ensuite seulement l’énergie nucléaire.
Sources : EDF, Wikipédia, Désertec
 
NB : Cout de revient global du MWh en Euros(€) estimé en 2011 (enquête l’Express)
 
.Nucléaire 2011  :            de 22 à 50 E/MWH
 
.Hydroélectricité :           de 30 à 40 E/MWh
 
.Centrale Charbon :de 50 à 60 E/MWh + 1 tonne CO2 à 50 E, total 110 E/MWh
 
.Centrale Gaz /pétrole:    70 E/MWh + 1 tonne CO2 à 50 E , total 120 E/MWh
 
.Eolien terrestre :               80 E/MWh
 
.Eolien Off Shore :            de 150 à 200 E/MWh
 
.Autres énergies marines :de 150 à 200 E/MWh
 
.Biomasse :
de 100 à 150 E/MWh
.Solaire :de 240 à 400 E/MWh