Energie Nucléaire : toutes vos questions !

[bernardd]

Quelle est selon toi la part d'électricité qui sert au chauffage et à l'eau chaude ? Ce chiffre doit bien exister quelquepart, n'est ce pas ?

J'ai pas trouvé mieux que ça
http://www.statistiques.equipement.gouv.fr/IMG/pdf/20_ans_de_chauffage_dans_les_residences_principales_en_France_de_1982_a_2002_cle1c42ed.pdf
Déjà ca donne une idée même si le document date de 2002.
Après petit calcul : 4Mtep*11 600 000=46.4 TWh

Cela me parait totalement sous-évalué, car il ne s'agit que des résidences principales : il manque tout le non résidentiel !

Mais déjà ce serait équivalent aux exportations.

Tentons une autre approche : RTE publie de très belles courbes et un document de méthodologie sur les prévisions.

On peut voir les éléments suivants page 1 et 2 :

- le cycle annuel montré est cohérent avec une consommation intérieure (NB différente de la consommation finale) annuelle de 494TWh, qui représente une moyenne de 9500GWh/semaine.

A l'oeil, le minimum est à 6500 en aout, et le maximum à 11500GWh.

On voit un plateau entre les semaines 19 et 40 (mai à septembre), qui à mon avis correspond aux consommations en l'absence de chauffage, qui sont alors à 7500GWh/semaine. En partant sur cette constatation, la consommation intérieure sans chauffage serait de 7,5x52=390TWh, ce qui ramènerait à une consommation finale de 347TWh, en gardant la part de consommation finale par rapport à la consommation intérieure (89%).

Cela correspondrait à une consommation finale de chauffage électrique de 93TWh (=440-347), correspondant à une production nucléaire de 111,6TWh (=93x1,2).

Cette estimation est plutôt sous-estimée, car il faudrait retirer de la valeur d'été la consommation des climatisations et la consommation de l'eau chaude sanitaire électrique.

Selon cette estimation, le chauffage électrique représente 21% de la consommation électrique finale actuelle. Mais il représente une augmentation de 26% par rapport à la consommation finale "noble".

En utilisant du solaire thermique direct (capteurs thermiques) et indirect (biomasse) pour le chauffage, on pourrait supprimer 10 centrales nucléaires de 1450MW.

Dans le même temps, le besoin de production de 347kWh d'électricité pour un usage "noble" serait largement diminué et plus accessible aux énergies renouvelables.

Au passage, on voit que les cycles quotidiens de consommation électrique vont de 35GW à 53GW en été, et de 67GW à 87GW en hiver.

L'énergie moyenne par semaine de 9500GWh/semaine correspond à une puissance moyenne de 56GW.

L'énergie par semaine d'été de 7500GWh correspond à une puissance moyenne en été de 44,6GW.

L'énergie par semaine d'hiver de 10500GWh correspond à une puissance moyenne de 62,5GW, soit un supplément d'énergie par semaine de 3000GWh, correspondant à un supplément de 17,8GW de puissance moyenne en hiver.

C'est cohérent pour l'été, mais la courbe de jour d'hiver doit être pour une semaine froide.

[bernardd]

Autrement dit, si l'on imagine que chacun des 30 millions de logements dispose d'un générateur électrique identique, qu'elle devrait être sa puissance moyenne ? Et ensuite sa puissance minimale et sa puissance maximale ?

Si je reprend l'idée de ton calcul, (enfin je crois). On supprime le chaufage électrique et les exportations, il reste 475TWh à produire.
Il y a environ 25 milions de foyers d'après l'INSEE (dison 26.5 si leur projections sont justes)

http://www.insee.fr/fr/themes/document. ... =0&id=1941

"Au 1er juillet 2007, le parc s’élève à 32,5 millions de logements en France métropolitaine et dans les DOM."

Je partais sur 30 millions pour simplifier les calculs.

Selon le post précédent, une consommation finale de 347TWh hors chauffage électrique et exportation correspond à une production annuelle par ménage de 11MWh, ce qui correspond à une production hebdomadaire de 211kWh, une production quotidienne de 30kWh, et une puissance moyenne de 1,25kW.

Avec une puissance quotidienne variant de 35GW à 53GW, cela correspond à une puissance de production par logement variant entre 1kW et 2kW, ce qui est cohérent avec une moyenne de 1,25kW.

Pour avoir une référence facile à saisir, la production annuelle de 11TWh correspondant à une centrale nucléaire de 1450MW correspond à une puissance de 42W dans 30 millions de logements.

Avoir une génération électrique d'une puissance variant entre 1 et 2kW dans chaque logement, c'est possible ?

[bernardd]

Ca va, tout le monde suit ?

Vous pensez que l'on est arrivé au bout des économies sur "l'électricité idiote" ?

On a estimé l'importance du chauffage électrique idiot en faisant la différence entre la consommation d'été et d'hiver, mais quid de la consommation électrique idiote pour chauffer de l'eau ?

Combien faut-il d'énergie pour chauffer de l'eau ? C'est une question éminemment historique, parce qu'elle correspond à la prise de conscience du concept physique d'énergie, avec la définition de la calorie.

On trouve ici :

La calorie est une unité d’énergie. Elle a été définie par le chimiste et physicien Nicolas Clément en 1824. Le terme apparaît dans les dictionnaires français à partir de 1841 et dans les dictionnaires anglais à partir de 1867. Elle a été proposée et utilisée bien avant que Joule établisse l’équivalence chaleur-travail (1843). ....
Sa définition historique indique seulement que la calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1° "centigrade" la température de 1 kilogramme d'eau. La définition de la calorie est donc fondée sur la capacité calorifique de l'eau.

Aujourd'hui, on écrit que chauffer 1kg d'eau de 1°C demande 4186J d'énergie, qui se traduit aussi en 1,163Wh.

Pour 1kg d'eau chaude sanitaire à 60°C obtenue à partir d'eau froide à 10°C, soit une différence de 50°, on utilise donc 58Wh=209kj d'énergie, soit encore 58kWh pour 1m3 chauffé de 10°C à 60°C.

Or il semble qu'"Une personne consomme annuellement 55 m³ dont 18 m³ d’eau chaude sanitaire".

Et sans compter l'eau chaude industrielle.

Ceci correspond à une consommation annuelle de 1044kWh, ou 62,64TWh de consommation finale pour 60 millions d'habitants, et en ajoutant les pertes de 20%, 75TWh à économiser sur la consommation intérieure : encore 6,75 centrales nucléaires de 1450MW de moins.

On était resté à une consommation finale de 347TWh hors chauffage électrique et exportation, on arrive maintenant à 285TWh de consommation finale, hors chauffage, eau chaude et exportations.

Chauffage (93TWh) et eau chaude (63TWh) représentent ensemble 156TWh d'électricité idiote, soit 35% de la consommation finale actuelle : j'étais largement en dessous du compte en prenant 25% !

Ajout : Comme me l'a fait remarqué Addrelyn (1 point !) parti dans mon élan, j'ai oublié d'enlever la quote part de l'eau chaude sanitaire non électrique, que je ne connais de toute façon pas. On se rapprocherai alors des 25% de mon intuition :-? Tant pis, cela comptera pour les usages idiots que l'on n'a pas encore identifié ! /Ajout

Mais cela représente une augmentation de 54% par rapport à ce que la consommation finale devrait être sans l'électricité idiote !

On se ramène ainsi à une production annuelle par logement de 9,5MWh, soit une puissance moyenne de 1,08kW de production par logement.


En arrêtant de consommer idiot, on pourrait arrêter :
- 5 centrales pour l'exportation,
- 10 centrales pour le chauffage,
- 6,75 centrales pour l'eau chaude,
soit 21,75 centrales de 1450MW ! ou 25,3GWc de puissance crête nucléaire.

Mais il n'y a que 4 centrales à 1450MW, mais 34 centrales à 900MW : on peut en supprimer 28, conservant seulement 6 centrales 900MWc, 20 centrales 1300MWc et 4 centrales 1450MWc.

[Christophe]

Vous pensez que l'on est arrivé au bout des économies sur "l'électricité idiote" ?

Va dire cela à l'ADEME qui prone le chauffage géothermique...

[bernardd]

On sait maintenant que hors électricité idiote (chauffage et eau chaude électrique), la consommation finale est de 285TWh.

En gardant une production centralisée, il faut ajouter 7% de pertes et ajustements, arrivant à 305TWh. Avec une production plus répartie, on peut aussi diminuer ces pertes : partons sur 300TWh, c'est plus simple :-)

La production d'électricité à partir d'énergies renouvelables est de 75TWh actuellement (statistiques_France_2009no_liaison_cle5b24c7-Complété.xls), soit 25% de la consommation intérieure cible : reste à produire 225TWh.

Je privilégie pour le moment 2 processus :
- photovoltaique ;
- cogénération à partir de combustion de biomasse.

Page 2 de ce document EDF, on peut aujourd'hui avoir 140Wc/m2, avec une durée équivalente à 100% variant de 2h/j ou 730h/an chez les chtis, à 4h/j ou 1460h/an dans le sud.

En partant sur 1000h/an en moyenne, 1m2 soit 140Wc va produire 140kWh/an en moyenne, allant de 102kWh/an à 204kWh selon la latitude.

Mais cette production locale n'entraine aucune perte, alors qu'une centrale nucléaire crée 20% de pertes au moins. Par contre, une centrale nucléaire produit plus longtemps :

Au passage, on peut noter page 24 que 59 unités nucléaires représentent 63,2GWc, soit 1,07GWc/unité, pour produire 439TWh, soit 6946Wh/Wc et 7,44TWh par unité.

En résumé, pour produire 102/140/204kWh correspondant à 1m2 de solaire, une centrale nucléaire doit produire pour tenir compte de ses pertes : 122/168/244kWh et utiliser pour cela une capacité de 17/24/35 Wc.

Ajout :

J'avais mis initialement :
Une centrale nucléaire de 1300MW, c'est 0,037142km2 ou 3,7ha dans le Sud, 0,76470km2 ou 7,6ha dans le Nord, et 0,054166km2 ou 5,4ha en moyenne.

Mais comme Addrelyn me l'a fait remarqué (+1 point :-) ) c'est faux.

Ce serait plutôt :

Une centrale nucléaire de 1300MW, c'est une surface de panneaux photovoltaiques de 37km2 dans le Sud, 76km2 dans le Nord, et 54km2 en moyenne.

Par logement, cela représente 1,3/1,8/2,6m2 de panneaux photovoltaiques, ou bien 0,3/0,5/0,6m2 de panneaux thermiques.

/Ajout

C'est combien la surface d'une centrale ? Et les surfaces des mines d'uranium et des usines de concentration de l'uranium, et de retraitement et de stockage des déchets nucléaires ?

En se basant sur la consommation finale annuelle par logement, estimée à 9,5MWh, il faut alors 93/67/46m2 de photovoltaique par logement pour produire toute l'électricité nécessaire en France : plutôt raisonnable !

En l'absence de soleil, il faut mettre au point une production par cogénération à base de biomasse : en partant sur une machine de cogénération produisant 1kW à partir de 10kW de production thermique par combustion de biomasse (soit 2kg de granulés bois par exemple), soit un rendement électrique de 10% assez facile à obtenir, il faudrait bruler 95000kWh pour obtenir 9500kWh d'électricité et 66500kWh de chaleur (avec 20% de pertes thermiques de combustion), ce qui correspond à 19t de biomasse par logement pour produire toute la consommation finale électrique de France.

La cible sera évidemment un mix entre photovoltaique, cogénération de biomasse et éolien : il faudrait commencer par analyser les mesures de RTE pour mettre en rapport les productions horaires avec l'ensoleillement.

J'ai le sentiment que le photovoltaique peut représenter 50% de la consommation finale électrique, éolien et cogénération biomasse se partageant chacun un quart :
- 46/34/23m2 de photovoltaique par logement pour produire 50% de l'électricité nécessaire en France ;
- 5t de biomasse par logement pour produire 25% de l'électricité en France et une grande part de la chaleur ;
- et le reste en éolien, pour lequel je ne connais pas les statistiques de production par puissance crête installée.

Sans oublier du solaire thermique pour compléter la cogénération de biomasse pour le chauffage et l'eau chaude.

NB : il y a obligatoirement des erreurs dans tous ces calculs, à vous de les trouver :-)

[sen-no-sen]

Très intéressant calculs bernardd,chapeau!

Après il faut voire si cela et applicable dans les grandes villes, car le solaire ou la biomasse aurait du mal à s'y implanter,mais pour de la maison individuelle ça colle.

[bernardd]

Très intéressant calculs bernardd,chapeau!

Après il faut voire si cela et applicable dans les grandes villes, car le solaire ou la biomasse aurait du mal à s'y implanter,mais pour de la maison individuelle ça colle.

Merci :-) Il s'agit d'ordres de grandeur. Mais les villes ont beaucoup de toits plats, je ne pense pas qu'il y ait de problème, à part peut-être la pollution de l'air qui intercepte du rayonnement solaire ?

Sinon les villes ont moins de biomasse naturelle, mais elles ont plus de déchets :-)

[sen-no-sen]

On est quelques peu Hors Sujet...

En ville,ou en zone périurbaine, l'idéal serait de faire du biogaz avec les résidus biologiques humains (...les excréments), technique qui se développe beaucoup en Chine.
Bruler nos déchets..à conditions qu'il soit à base de matériaux biodégradable (les industriels on du boulot).

[bernardd]

On est quelques peu Hors Sujet...

Alors dernier post :-) mais il s'agit tout de même de remplacer le nucléaire

En ville,ou en zone périurbaine, l'idéal serait de faire du biogaz avec les résidus biologiques humains (...les excréments), technique qui se développe beaucoup en Chine.

Pour arriver à 5t de biomasse par logement, c'est un impératif, sans compter le gain sur l'eau.

Mais je pense que la transformation en granulés stockables, après séchage, est beaucoup plus efficace que la fermentation.

Bruler nos déchets..à conditions qu'il soit à base de matériaux biodégradable (les industriels on du boulot).

De toute façon, ils sont brulés aujourd'hui : pour le faire à petite échelle, il faut éliminer l'azote en concentrant l'oxygène du comburant :
- On évite toute la pollution des NOx,
- on augmente la température de flamme ce qui brule tout plus efficacement, sans imbrulés dangereux,
- on récupère du CO2 pur que l'on peut réutiliser,
- et la plus haute température améliore le rendement électrique de la cogénération.

[Remundo]

On n'est pas si HS que ça...

Quelles alternatives au tout nucléaire (ou même au tout pétrole) ? On se rend compte que c'est parfaitement jouable avec les technologies modernes, comme le PV, les éoliennnes, les onduleurs...

Et des produits "du passé" et paradoxalement à venir car délaissés car le marché a été cassé par le pétrole et le nucléaire.

Comme des Stirling cogénération au bois.

Dans les années 30, les Stirling étaient plus développés que maintenant ! Ils servaient à alimenter les radios notamment, partout où l'électricité et la chaleur étaient utiles, des microstirling étaient utilisables... Puis les piles électrochimiques, les grands réseaux électriques au charbon les ont supplanté

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