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28 janvier 2015 3 28 /01 /janvier /2015 10:18

28 Janvier 2015

Ce titre en forme de provocation veut attirer l’attention sur l’étrangeté de notre politique énergétique, dont le moins que l’on puisse dire est qu’à ce jour elle demeure absconse.

La communication du Gouvernement sur la soi-disant transition énergétique est un vaudeville qui se joue dans la meilleure tradition à quatre personnages:

Le Gouvernement d’une part, qui se veut maître du jeu mais doit composer avec les exigences des trois autres:

La cohorte des écologistes, dont le soutien électoral conditionnel impose des limites à l’ambition décisionnelle du chef de l’Etat.

Les grands groupes industriels de l’énergie, constitués en état dans l’Etat et arguant de leur expertise pour tenter d’imposer leur propre stratégie.

Les instances internationales, constituées en garants de la défense de l’environnement et de la biodiversité, et auxquelles le Gouvernement doit allégeance, au moins au plan moral.

D’un côté les grands principes écologiques exigeant la mort du Nucléaire et l’abandon du pétrole, du gaz naturel et du Charbon, et prônant la sobriété ; de l’autre les grands principes de réalité, ne pas casser ce qui marche, faire confiance à la Science, protéger les emplois, ne pas ruiner le pays ni les actionnaires; au milieu le Gouvernement et les grands principes démocratiques, ne pas mettre la France en panne d’énergie, réduire la dépendance énergétique, ne pas accroître la dette, et préparer les prochaines élections, ce dernier point n’étant pas le moins important…

Difficile au milieu du brouhaha de cet affrontement de deviner ce qu’il pourrait advenir de notre politique énergétique dans les dix ou vingt prochaines années. Quant à l’horizon 2050 il demeure du domaine de madame Irma, ou des prévisionnistes, ce qui revient à peu près au même.

D’après les dernières rumeurs, qui rapportent les dires de la Ministre de l’Energie et de l’Ecologie réunies ( curieux rapprochement ) en confidence à une gazette, la France conserverait sa politique électronucléaire sans changement significatif hormis l’annonce d’un plafonnement de la puissance des chaudières à sa valeur actuelle de 63 GW.

Sous les réserves habituelles, en particulier de l’approbation du Président on peut donc, sans grand risque de se tromper, prévoir la situation à l’horizon 2025/2030, du moins pour l’énergie électrique:

La production électronucléaire restera à son niveau actuel de 440 TWh, ce qui correspond à un parc plafonné à 63 GW avec un taux de disponibilité de 80%. Pour compenser la mise en route de l’EPR de Flamanville, deux ou trois vieilles chaudières seront arrêtées, les autres étant plus ou moins rafistolées en conformité avec les nouvelles règles de « sécurité » post Fukushima. A part deux ou trois, sacrifiées sur l’autel de l’écologie, la plupart feront encore une dizaine d’années.

La Ministre n’a pas exclu la possibilité d’en construire d’autres. Un second EPR sera éventuellement mis en chantier, et les études sur la génération IV seront poursuivies.

( En fait il n’y a rien de changé).

La production hydraulique ne subira pas de grands changements, il n’est pas prévu de nouveaux barrages importants, on peut l’estimer stable à 50 TWh ( corrigés des variations saisonnières).

Le maintien d’une production thermique est indispensable pour d’une part comme aujourd’hui, fournir les pointes de consommation que le nucléaire ne peut pas assurer au-delà de 50 GW ( 63 GW installés et 80% de disponibilité), et d’autre part compenser l’intermittence des énergies renouvelables alors connectées au réseau, et prendre la relève de l’hydraulique en cas de nécessité météorologique.

L’accent sera mis sur les centrales à gaz à cycles combinés et la production thermique sera de l’ordre de 70 TWh contre 50 TWh aujourd’hui.

Les études sur le stockage de masse de l’électricité en relèvement des énergies intermittentes progressent mais leur mise en œuvre sur une grande échelle n’est pas prévue avant 2020. Par ailleurs leur fonction sera d’assurer une relève de courte durée pour le lissage de la production, et non pas de soutenir le réseau dans la durée, ce que seules sont capables de faire les centrales thermiques.

Donc, à l’horizon 2025/2030, la capacité de production électrique sera de l’ordre de 560 TWh avec les seules énergies Nucléaire, Hydraulique, et Thermique. On arrive à 580 TWh en ajoutant la production actuelle d’énergie renouvelable électrique raccordée au réseau. (Les énergies Eolienne et Photovoltaïque ont fourni en 2014 respectivement 15 TWh et 6 TWh raccordés au réseau).

Or la consommation électrique intérieure en France est stable à 480 TWh/an depuis 2008 (corrigée des variations saisonnières). La production actuelle correspondante est d’environ 550 TWh, la différence étant constituée des consommations internes des installations de production, des pertes en lignes, et des exportations pour l’excédent.

La consommation en 2030 a peu de chance d’être supérieure à 500 TWh, compte tenu du programme important d’économies d’énergie soutenu par le Gouvernement et relativement bien engagé: Eradication progressive du chauffage électrique, promotion du chauffe-eau solaire, éclairage basse consommation, augmentation de l’efficacité énergétique des appareils domestiques, de bureautique, Informatique, multimédia et communications, développement du concept d’autosuffisance électrique à l’échelle de l’habitat collectif et/ou individuel, meilleure gestion du réseau grâce à la mise en œuvre du concept « smart grid » (compteur intelligent), et incitations à l’épargne énergétique par la tarification progressive.

Une part de plus en plus significative de la consommation électrique des secteurs Habitat/Tertiaire proviendra d’une production locale non réinjectée dans le réseau ( autoconsommation), ou réinjectée seulement partiellement. L’autosuffisance sera rendue possible grâce à la généralisation des systèmes de stockage d’énergie électrique pour compenser l’intermittence du solaire et de l’éolien, et des chaudières à micro-cogénération.

Une légère augmentation des besoins (environ 30 TWh/an) est prévisible en fonction de certains besoins nouveaux:

- La voiture électrique et/ou hybride: Base 10 millions de véhicules électrifiés en 2025 (Hypothèse haute). Moyenne 12 000 km/an, dont 6 000 km en mode électrique (50%). Consommation en mode électrique: 20 KWh/100 km. Consommation annuelle: 12 TWh/an pour 10 millions de véhicules.

- Les Pompes à chaleur: Hypothèse: 10 millions de logements équipés, consommation moyenne de 2 MWh/an , soit 20 TWh/an total.

Compte tenu de cette évolution probable du marché, les besoins en électricité de réseau n’augmenteront donc pas significativement d’ici 2030. C’est du moins notre hypothèse.

On peut donc se demander si, dans ces conditions, il est bien nécessaire de pousser de façon urgente le développement de l’éolien et du photovoltaïque raccordés au réseau au-delà de l’acquisition de compétences puisque, au moins pour la prochaine décennie, nous avons déjà à peu près toute l’électricité qu’il nous faut.

Si cette conjoncture se maintient, et en particulier si la production électronucléaire perdure, on peut raisonnablement repenser le rôle des énergies renouvelables dans ce contexte. Qu’il s’agisse d’éolien, de photovoltaïque, de solaire à concentration, d’exploitation de la biomasse, de petite hydraulique, ou de géothermie, leur caractéristique commune est leur parfaite adaptation à une utilisation locale à petite et moyenne échelle.

Le concept actuel repose sur un petit nombre d’installations de très fortes puissances distribuant l’énergie grâce à un réseau au maillage complexe connectant chaque utilisateur jusque dans la plus lointaine campagne. Ce système, complexe et non dénué d’inconvénients comme les pertes en lignes et la complexité d’une gestion à l’échelon national, a cependant donné les preuves de son efficacité. La centralisation de la gestion et le maillage du réseau permet de garantir la continuité et la qualité du service. Tout le monde parle le même langage technique et utilise les mêmes procédures. Il se prête également aux échanges internationaux d’énergie grâce à des passerelles d’interconnexion avec les pays riverains.

Il n’y a donc pas lieu de le remettre en question.

Les énergies nouvelles, bien adaptées aux petites et moyennes installations, sont l’occasion d’introduire une part d’autonomie (autoconsommation) et de décentralisation dans la production énergétique. Bien sûr l’écueil principal est le risque réel d’introduire le désordre dans un système dont le bon fonctionnement exige une gestion rigoureuse. Répartir les responsabilités c’est aussi multiplier les sources de disfonctionnements et in fine de perturbations du réseau.

Un tel concept de décentralisation de la production ne peut être efficace que s’il fait partie d’une stratégie Nationale définissant des objectifs et des règles communes permettant une interconnexion non discordante avec le réseau existant.

En particulier on sait que les énergies renouvelables ne seront efficaces que s’il existe une possibilité de stocker des quantités importantes d’électricité pour compenser l’intermittence de la production. Il existe diverses technologies de stockage, déjà disponibles pour des capacités compatibles avec les besoins locaux ( Gravitaires, thermiques, électrochimiques, mécaniques, etc…). Ces installations doivent être interconnectables par l’intermédiaire du réseau afin de réaliser un stockage partagé. Tout ceci ne peut pas être réalisé dans le désordre et au gré de la fantaisie de responsables locaux. Ce pourrait être un projet de transition pour les vingt prochaines années.

On s’apercevrait alors que les besoins de la production centralisée du réseau seraient non plus de 500 TWh, mais peut-être de la moitié, voire encore moins, ce qui permettrait d’envisager sereinement le retrait du nucléaire.

Les énergies nouvelles sont peut-être l’occasion donnée aux citoyens de reprendre leur part de responsabilité énergétique et de cesser de tout attendre de EDF. Et de démontrer que l’on peut assurer ses besoins énergétiques sans émettre de CO2 et sans faire appel au nucléaire…

Pour ce qui concerne les initiatives citoyennes on pourra en trouver sur les sites suivants:

http://chantier-parc-eolien-citoyen-beganne.blogspot.fr/

http://www.eolien-citoyen.fr/accueil-isac-watts.html

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23 janvier 2015 5 23 /01 /janvier /2015 10:29

23 Janvier 2015

Depuis 107 ans ( au sens propre) la voiture électrique souffre du handicap de la batterie dont la capacité ne lui permet pas de parcourir les grands espaces comme le permet un simple petit réservoir en tôle rempli d’essence ou de gasoil.

Ces dernières années on a pu croire que ce handicap allait être levé grâce à la mise au point des batteries au Lithium. Hélas il a fallu déchanter. La capacité énergétique spécifique des ces nouvelles batteries est seulement trois fois meilleure que celle de l’ancêtre au Plomb. Il faut alors embarquer un surpoids de 300 kg pour obtenir une autonomie de 150 km sur une voiture moyenne, à condition de limiter les performances sous peine de s’arrêter aux fraises avant la distance promise par le catalogue.

Et pourtant, dans la théorie, le Lithium laisse espérer des performances dix fois supérieures. La différence tient en un mot: Industrialisation.

Pour transformer une expérience de laboratoire en application pratique de terrain il faut parcourir un chemin de croix semé d’obstacles qui, tous, imposent des compromis se traduisant par des réductions des performances obtenues en labo. En l’occurrence il s’agit de respecter le cahier des charges automobile, l’un des plus sévères en ce qui concerne la fiabilité, la robustesse, la gamme de température, la sécurité des personnes, la durée de vie, tout en respectant des limites de coût de production, de poids, et des conditions de fonctionnement ne nécessitant ni personnel spécialisé ni maintenance fréquente.

Certes on peut attendre dans un futur à moyen terme des améliorations de la batterie au Lithium, dont la capacité énergétique spécifique sera augmentée. Mais le système souffrira toujours d’un inconvénient majeur: les deux fonctions Puissance et Energie sont confondues dans un même organe, ce qui interdit les combinaisons nécessaires selon les utilisations.

Dans une voiture à moteur thermique l’organe de puissance est le moteur, et la réserve d’énergie est dans un réservoir séparé. On peut alors choisir l’un et l’autre en fonction des besoins: la puissance du moteur est choisie en fonction de la gamme ( Citadine, familiale, sportive,…) et le réservoir de carburant est choisi indépendamment du moteur.

Pour augmenter l’autonomie d’une voiture électrique il faut augmenter la capacité de la batterie, dont le poids et le coût deviennent vite prohibitifs. Pour faire la même opération sur une voiture thermique il suffit d’augmenter la taille du réservoir en tôle, dont le coût est dérisoire.

Cet inconvénient n’a évidemment pas échappé aux ingénieurs, qui travaillent depuis plusieurs décennies à l’étude de systèmes électriques dans lesquels la puissance et la réserve d’énergie seraient séparées. Le premier système connu est la Pile à combustible. En tant que « phénomène de laboratoire » son principe a été découvert en 1 839 par William Grove. Utilisée sous le nom de « Grove cell » par la compagnie « American Telegraph » jusqu’en 1860, elle a donné les preuves de son utilité. La NASA l’a ensuite utilisée pour son programme spatial habité.

Son usage dans l’Automobile n’était pas envisagé compte tenu de l’abondance du pétrole et de la méconnaissance des problèmes de réchauffement climatique, le CO2 n’était pas encore l’ennemi.

La pile à Hydrogène est l’exemple le plus basique de pile à combustible. Elle réalise l’opération inverse de l’électrolyse de l’eau. De l’Hydrogène est fourni à la pile. Par un procédé électrochimique , sur lequel nous ne nous étendrons pas pour éviter de dire n’importe quoi, la liaison entre l’électron et le proton de l’atome H est dissociée; les électrons partent à l’extérieur et constituent le courant électrique, les protons traversent la pile à travers une membrane complaisante et tout ce beau monde se reconstitue de l’autre coté et donne de l’eau par réaction avec l’Oxygène de l’air, tout ceci étant horriblement schématisé. Nous l’avons déjà évoquée dans un article du 5 Avril 2014 à propos de la bicyclette électrique. Le procédé est industrialisé dans des stations fixes et sur certains véhicules de transport en commun, le problème étant le réseau de distribution de l’Hydrogène sous pression.

Certains modèles de voitures particulières sont déjà proposés en version pile à combustible: TOYOTA Mirai, autonomie de 500 km.

HONDA FCX

Etc…. Industrialisables dès 2015/2016.

La technologie est au point, reste le problème du réseau de distribution d’Hydrogène ( qui n’est pas le moindre…).

Le problème d’autonomie est alors résolu puisque le réservoir séparé permet, avec la même pile, de moduler la réserve d’énergie.

Parallèlement au développement de la pile à combustible, d’autres travaux ont conduit à la mise au point d’une autre type de générateur électrochimique: Les batteries redox à circulation ( Redox flow cell).

Ces travaux sont menés dans le cadre de la recherche de procédés de stockage de l’électricité en grands volumes, indispensables à la gestion des énergies solaires.

On sait ( On devrait savoir) que les énergies Eolienne, Solaire thermique et photovoltaïque ne sont utilisables à grande échelle qu’à la condition de disposer de systèmes de stockage de masse de l’électricité pour compenser l’intermittence des dites énergies. Faute d’un tel système le réseau ne pourrait pas supporter un taux d’énergies renouvelables supérieur à 20% environ.

( Ce « petit » contretemps est très rarement évoqué par les média volontiers laudateurs du tout renouvelable, c’est pourquoi il est bon de le rappeler).

Les seules installations de stockage de masse disponibles aujourd’hui sont les STEP ( Station de Transfert d’Energie par Pompage). Elles sont utilisées pour l’équilibrage du réseau et le soutien des demandes de pointe. En construire de nouvelles nécessite de disposer d’emplacements disponibles; la France possède 435 barrages, la plupart des sites favorables sont déjà occupés. C’est pourquoi la recherche de dispositifs de stockage de masse d’électricité est un souci majeur pour les pays qui ne disposent pas de l’espace nécessaire à l’implantation de STEP.

La batterie Redox à circulation rappelle la disposition des piles à combustible; deux compartiments séparés par une membrane sont reliés à deux électrodes. Chaque compartiment contient une solution liquide de composés constituant deux couples Redox différents. Les deux couples redox mis en jeu doivent avoir des potentiels standards suffisamment éloignés pour créer une différence de potentiel intéressante ( 1 à 2 Volt). Les électrons passent à l’extérieur par les électrodes et les charges positives passent par la membrane pour assurer l’électro neutralité. Les solutions liquides sont injectées dans leurs compartiments respectifs à l’aide de pompes. La capacité énergétique de l’ensemble ne dépend que de la taille des réservoirs qui contiennent les solutions.

Le fonctionnement est réversible et peut donc assurer la fonction de stockage-restitution.

De nombreux couples Redox ont été essayés et les solutions à base de Vanadium se sont révélées parmi les plus intéressantes. Le Vanadium présente une structure électronique qui lui confère des valences multiples: +2 , +3 , +4, +5 , et donc des états d’oxydation très variés. Il est possible d’avoir d’un coté le couple Redox V2+/V3+ et de l’autre le couple V5+/V4+, donc d’utiliser le même produit des deux cotés, ce qui présente des avantages considérables.

Les nombreux avantages de ce dispositif n’ont pas manqué d’intéresser l’automobile, par sa simplicité de mise en œuvre, le stockage du «carburant» à faible pression, la possibilité d’obtenir une grande autonomie. Bien sûr il faudra surmonter les problèmes d’industrialisation mais des démonstrateurs existent déjà.

Le prototype de véhicule présenté par NanoFlowCell AG au dernier salon de Genève est équipé d’une cellule de 600V /50 A, soit 30 KW alimentée par un réservoir de 2x200L pour une consommation annoncée de 20 KWh/100km. L’autonomie est comprise entre 400 et 600 km selon le mode de conduite.

L’institut Fraunhofer a récemment présenté un prototype de 25 KW pour un encombrement de 50x50 cm, un rendement de 80% annoncé, et un courant max de 500 Ampères, avec électrolyte au Vanadium, qui conviendrait très bien pour un prototype de véhicule.

De même que pour le Lithium il se posera le problème des ressources disponibles en Vanadium. Les principaux producteurs sont la Chine (48%), l’Afrique du Sud (21%), la Russie ( 11%), puis les USA.

Sans être le sauveur de l’automobile électrique, car il reste encore de nombreux obstacles à lever, le Vanadium peut se révéler un challenger à la hauteur du problème.

Le prochain évènement: « European Advanced & Stationnary Battery conference » 26-29 Janvier 2015, Mainz, Germany. Apportera beaucoup d’éclaircissements.

Affaire à suivre…

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18 janvier 2015 7 18 /01 /janvier /2015 11:42

18 Janvier 2015

La politique électronucléaire de la France, initiée après la seconde guerre mondiale et mise en œuvre tout au long de la seconde moitié du siècle, a placé le pays dans une situation de dépendance vis-à-vis de cette technologie dont dépend 75% de notre électricité.

De cet état de fait il découle qu’aucune stratégie de transition énergétique ne peut être esquissée sans avoir préalablement défini la future politique Electronucléaire: la poursuite, le retrait, ou tout autre situation intermédiaire. Cette politique n’étant toujours pas précisée, il n’y a donc pas de stratégie de transition énergétique en France, malgré une communication ambitieuse qui voudrait nous faire croire le contraire.

Ce constat, que d’aucuns peuvent trouver désastreux voire irresponsable, entraîne une incertitude totale concernant la politique d’investissements dans le secteur énergétique en France. Les grands acteurs de l’énergie développent leur propre stratégie, souvent tournée vers l’export par des implantations hors frontières, mais ne peuvent s’appuyer sur un marché intérieur qui manque de dynamisme. Les PME/PMI, dont les capacités hors frontières sont réduites, n’ont aucune visibilité sur le développement possible du marché intérieur.

Faute d’éléments permettant de construire un terrain stratégique solide permettant d’amorcer la transition en France, le Gouvernement en a été réduit à promouvoir une seule grande idée, celle des économies d’énergie. Ce n’est pas un stratégie, tout au plus une manœuvre d’évitement.

La politique électronucléaire, clé de toute transition, demeure l’objet de querelles de partis, quand ce n’est pas de chantages électoraux de la part des groupes de pression de divers bords. En 2012, le renouvèlement de l’équipe gouvernementale, dont la composition a du être négociée en partie sur des engagements de transition écologique et de retrait du nucléaire, s’est accompagné d’une déclaration valant engagement entre autres sur cette politique électronucléaire:

« La part de la production électronucléaire dans le mix électrique sera réduite de 75% à 50% à l’horizon 2025, et la puissance du parc nucléaire sera plafonnée à 63,2 GW ».

Engagement renouvelé en 2014 et censé contenir l’essentiel de la stratégie. On a vu ( Voir notre article du 4 Octobre 2014 « La transition électrique, le grand bluff ») que cette déclaration ne peut en aucun cas représenter une stratégie énergétique à long terme: Dans le domaine de l’énergie, l’horizon 2025 c’est demain matin. Tout est déjà joué aujourd’hui pour une échéance aussi rapprochée.

Une telle déclaration, à caractère cosmétique, ne pouvait que cacher la vraie stratégie dont l’exposé prématuré au grand jour aurait contrevenu à la ligne politique officielle soutenant le Gouvernement du moment.

Dans notre article d’Octobre nous évoquions la politique industrielle la plus probable d’ici 2025 car la plus conforme au principe de réalité. Depuis, il semble qu’un vent de « réal politique » a soufflé sur le Gouvernement, emportant vieilles querelles et idéaux poussiéreux, et remplaçant l’immobilisme serein où la Communication tenait lieu d’action, par une agitation encore brouillonne mais pleine de promesses.

Allons-nous enfin connaître les « vraies » intentions du Gouvernement en matière d’énergie ? Il semble que oui si l’on en croit les dernières déclarations de la Ministre de l’Energie Ségolène Royal. On ne sera pas surpris de constater que ces déclarations sont dans la ligne de ce que nous annoncions en Octobre, elles sont simplement conforme au principe de réalité:

La filière nucléaire est confirmée dans ses objectifs, la génération EPR est également confirmée, les arrêts de tranches seront en rapport avec les décisions de l’autorité de sureté nucléaire, ce qui est la règle. La puissance max de 63 GW reste à l’ordre du jour pour 2025, sans préjuger de la suite.

Voilà qui est clair, du moins au niveau de la Ministre. Reste à vérifier que cette annonce reflète bien la pensée du Président, qui ne manquerait pas de réagir promptement si tel n’était pas le cas.

On aimerait quand même que ce vaudeville prenne fin, car le pays a urgemment besoin d’une ligne directrice ferme sous peine de voir les forces vives gagnées par le découragement et tentées l’aller exercer leurs talents ailleurs… -

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16 janvier 2015 5 16 /01 /janvier /2015 18:57

16 Janvier 2015

Les usagers du Gaz Naturel, du moins les plus curieux qui tentent de comprendre leurs factures, éprouve autant de perplexité qu’à la lecture d’une feuille de paye.

C’est que dorénavant l’amoncellement des taxes et contributions fait qu’on ne sait plus très bien si l’on achète du gaz, si l’on subventionne les œuvres sociales de l’Etat, si l’on participe au financement des parcs éoliens, si l’on contribue au rachat du gaz de méthanisation de l’usine d’à côté, ou si l’on s’acquitte d’une pénalité pour cause d’émission abusive de CO2.

Le fournisseur de Gaz est devenu un collecteur d’impôts, pardon, de taxes et contributions. La petite dernière est la taxe Carbone ( TICGN ). Rassurez-vous elle ne sera pas la dernière, d’autres viendront lors de la mise en œuvre de la tarification progressive, ce qui ne saurait tarder ( mon petit doigt me dit qu’en 2017...).

La taxe carbone a été inventée pour inciter, voire contraindre, les émetteurs de GES ( Gaz à Effet de Serre) à faire de réels efforts pour réduire leurs émissions, soit en améliorant l’efficacité énergétique de leurs processus, soit en remplaçant leurs sources d’énergie par des sources décarbonées ou à carbone recyclable, soit les deux. Et bien entendu à réduire également s’il y a lieu leurs émissions d’autres GES, comme le Méthane, les Nox et le protoxyde d’Azote.

Le CO2 n’est hélas pas le seul coupable.

Un système de quotas d’émissions a ainsi été mis en place dans les pays ayant adhéré aux accords internationaux sur la réduction des GES, d’abord sur les entreprises industrielles les plus polluantes. En Europe 11 000 installations industrielles sont concernées en 2014.

Chaque entreprise concernée se voit attribuer un quota d’émission en rapport avec son activité actuelle et ses projets d’amélioration d’efficacité énergétique. Si le quota n’est pas atteint ( entreprise vertueuse) les droits peuvent être revendus. Si le quota est dépassé, l’entreprise doit si c’est possible racheter des droits revendus par des entreprises vertueuses, ou sinon payer une amende. Il s’établit ainsi un marché d’échange des droits d’émission ( Certains disent droits à polluer).

En Europe c’est le SCEQE ( Système Communautaire d’Echanges de Quotas d’Emission), entré dans sa phase III. Ce système n’est plus représentatif des besoins réels qui ont évolué, une réforme est en cours. L’autre moyen ( supposé) de freiner les émissions de Carbone est la taxation.

Dans le cadre de la CCE ( Contribution Climat Energie), le Gouvernement français a décidé d’appliquer la taxe Carbone aux consommateurs domestiques de Gaz ( Cette taxe existait déjà mais les consommateurs domestiques en étaient exemptés). La TICGN est censée donner un signal fort aux consommateurs pour les inciter d’une part à optimiser leur consommation énergétique, et d’autre part à investir dans les énergies nouvelles.

Cet objectif ne peut être atteint que si son montant est suffisamment dissuasif. La pilule sera donc nécessairement dure à avaler. ( C’est çà ou la tarification progressive).

Les montants annoncés pour le court terme pour la tonne de CO2 émise sont les suivants:

7 euros en 2014

14,5 euros en 2015

22 euros en 2016

Pour la suite rien n’est encore annoncé mais on peut se référer aux chiffres qui circulent dans les couloirs:

100 euros en 2030

150 à 300 euros en 2050 ( Dans la mesure où il resterait encore du gaz naturel à cette époque…). Pour l’efficacité de la mesure il est indispensable, pour le consommateur, d’avoir une visibilité à long terme afin d’établir une stratégie d’adaptation: travaux d’isolation thermique, changement d’énergie, déménagement, changement de logement, basculement sur les énergies vertes, etc…

La mesure des émissions de CO2 n’est pas chose aisée, il n’existe pas encore de compteur de CO2 au sortir des cheminées ! Cette lacune n’ayant pas échappé au législateur, et pour des raisons d’homogénéité de la facture, la taxe sera rapportée au KWh consommé.

Mais, contrairement à l’électricité, le compteur à Gaz domestique mesure des mètres cubes, et non des KWh. Il faut donc savoir à combien de KWh correspond le nombre de m3 achetés ( Index du compteur ).

C’est là que les choses se compliquent un peu.

Le paragraphe suivant entre crochets peut être sauté sauf pour les petits curieux:

[Le nombre de KWh que peut fournir la combustion de 1 m3 de gaz s’appelle le PCS/Nm3 ( Pouvoir Calorifique Supérieur par Normo mètre cube).

Le Normo m3 est un mètre cube dans les conditions « normales » de température et de pression: +15°C et 1013 Hecto Pascal ( norme ISO) Il existe une norme DIN légèrement différente. Il existe aussi un Pouvoir calorifique Inférieur ( PCI) qui diffère du précédent par la quantité de chaleur latente contenue dans la vapeur d’eau de combustion.

Le PCS du Gaz Naturel est supérieur d’environ 10% à son PCI .

Le PCS « standard » du Gaz reçu à un moment donné dépend de plusieurs facteurs:

- Sa composition.

Le Gaz naturel est un mélange de divers gaz: Méthane, Ethane, Propane, Butane, Azote, Dioxyde de carbone,…) Le Méthane représente environ 90% du contenu. Les proportions des divers gaz peuvent varier légèrement selon la provenance ( Algérie, Pays bas, Norvège, Russie) .

- Sa pression.

Le PCS dépend directement du nombre de molécules contenues dans 1m3, lui-même dépendant de la pression et/ou de la température. La capacité énergétique du Gaz reçu chez l’usager va donc dépendre de sa provenance, de la pression et de la température. Or la pression dépend de l’altitude. Le fournisseur de gaz, dans un souci de rigueur ( et aussi parce que c’est la LOI) doit donc tenir compte de ces subtilités pour calculer au plus juste le nombre de KWh contenus dans le mètre cube de gaz fourni au client. C’est pourquoi il tient compte, entre autres, de l’altitude du lieu.]

Sur la facture apparaît un « Coefficient de conversion » qui transforme les mètres cubes en KWh. Ce coefficient varie d’une région à l’autre, d’une période à l’autre pour un même lieu, de la température, l’altitude et la composition du gaz étant les principaux paramètres d’ajustement. Les valeurs peuvent aller de 9 à 12,4 KWh/m3 et ne sont donc pas constantes ( Ce coefficient est indiqué sur la facture) .

Pour les factures correspondant à une consommation estimée, pour lesquelles le coefficient de conversion est à priori inconnu, le fournisseur applique le dernier coefficient connu et la rectification est faite s’il y a lieu sur le relevé suivant.

Le calcul des coefficients de conversion est supervisé par la CRE (Commission de Régulation de l’Energie).

Connaissant les KWh correspondant à la consommation de m3, Il reste maintenant à savoir quelle quantité de CO2 est émise par la quantité de Gaz permettant de dégager une énergie de 1 KWh. Encore un paragraphe facultatif:

[L’équation de combustion du Méthane est:

CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O

Une molécule CH4 donne une molécule de CO2.

Dans 1 Nm3 de Méthane il y a 44,64 mol de CH4. La combustion de ce m3 donne donc également 44,64 mol de CO2.

Une mole de CO2 pèse 44g , il y aura donc 1,964 kg de CO2 après combustion du m3 de gaz.

Le contenu énergétique de 1 Nm3 de Méthane pur étant de 9,9 KWh PCI , nous avons 1,964 kg de CO2 pour 9,9 KWh PCI d’énergie gaz consommée, soit 198 g de CO2 pour 1 KWh PCI.

En pratique le gaz distribué contient 90% de Méthane et 10% d’autres gaz qui augmentent légèrement le PCI. ]

La valeur retenue, préconisée par l’ADEME, est de 206 g CO2/KWh PCI.

Les valeurs indiquées précédemment pour la taxe carbone à la tonne de CO2 se traduisent donc sur la facture par une taxe au KWh:

0,127 centimes/KWh PCS en 2014

0,264 ----------------------- en 2015

0,401 ----------------------- en 2016 ---------------------------------

1,8 centimes/KWh PCS en 2030 selon certaines prévisions.

En 2016, et pour une consommation annuelle de 500 TWh la taxe rapportera 2 Milliards d’euros. En 2030, et dans l’hypothèse d’une taxe de 100 euro/tonne CO2, le rapport annuel serait de 9 Milliards.

Ces montants significatifs doivent être mis en rapport avec les investissements nécessaires pour améliorer l’efficacité énergétique des logements:

20 millions de logements sont concernés: Isolation de la toiture, isolation des murs, remplacement des fenêtres et des portes, ventilation double flux, remplacement de chaudière, installation d’un chauffe-eau solaire, ces travaux représentent une moyenne de 40 000 euros par logement ( entre 20 000 et 60 000).

Soit un investissement de 800 Milliards sur 20 ans ( 1 million de logements rénovés par an).

40 Milliards par an, c’est exactement l’argent dépensé dans l’achat des voitures particulières ( 2 millions de voitures neuves par an @ 20 000 euros en moyenne).

Le rapprochement est intéressant, sauf que les usagers dont les revenus ne leurs permettent pas d’investir dans la rénovation thermique n’achètent pas de voitures neuves et se contentent d’une vieille guimbarde.

Il n’est pas certain que le fait de ponctionner les petits revenus incitera ces usagers déjà vulnérables financièrement à investir dans quoi que ce soit.

Difficile de demander toujours aux mêmes d’investir sur la rénovation thermique, d’acheter des voitures électriques, de financer le développement des énergies nouvelles, le démantèlement des centrales nucléaires, la construction des centrales nouvelles, le trou de la sécu, et en plus de payer une taxe Carbone !

On ne sortira pas de la nécessité d’instaurer un système de prêts remboursables sur les économies d’énergie réalisées.

Réaliser une transition énergétique depuis une énergie que nous n’avons pas vers une énergie que nous devrons fabriquer de toutes pièces, tout en renonçant à notre seule source nationale qui est le nucléaire, et en s’interdisant d’en exploiter une autre, les gaz de schiste, est un challenge extrêmement ambitieux qui dépasse peut-être les moyens d’un pays en situation économique de détresse.

Peut-être est-il temps de revoir nos objectifs et d’accepter quelques compromis, il n’y a aucun déshonneur à tenir compte du principe de réalité.

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13 janvier 2015 2 13 /01 /janvier /2015 18:59

13 Janvier 2015

Le réchauffement climatique annoncé est officiellement considéré comme LA principale menace mondiale contre notre civilisation. La lutte contre cette calamité fédère la quasi-totalité des Etats, du moins dans les grand- messes internationales consacrées à la chose.

Le coupable désigné à l’unanimité est le dioxyde de Carbone rejeté par la combustion des énergies fossiles. La solution évidente, qui consiste à renoncer à utiliser ces combustibles, ne peut être appliquée que s’il existe une solution de remplacement propre et renouvelable disponible à un coût gérable.

Une possible solution de remplacement a été identifiée, basée sur l’exploitation de l’énergie solaire (au sens large). Des procédés ont été mis au point, certains d’entre eux déjà opérationnels ( Eoliennes, panneaux solaires, Biogaz, Biocarburants, turbines hydrauliques, pompes à chaleur). Sans oublier la possibilité d’exploiter les sources possibles d’Hydrogène naturel s’il y a lieu.

Mais la mise en œuvre de ces moyens de remplacement nouveaux nécessite d’énormes investissements e,t en phase de courbe d’apprentissage, l’énergie produite coûte notablement plus cher que les énergies fossiles .

Notre société industrielle étant fondée sur un modèle économique de retour sur investissements et de rentabilité financière, la croissance des énergies nouvelles se heurte à la concurrence des énergies fossiles toujours disponibles, en quantités non limitées ( et même excédentaires actuellement pour le pétrole), et dont l’extinction naturelle est sans cesse repoussée aux calendes grecques. Et ce n’est pas la chute récente du prix du baril qui apportera un démenti, pas plus que les projets d’exploitation des réserves de Clathrates des fonds marins.

Un espoir a pu naître lorsque le prix du baril a dépassé les cent dollars. Mais la découverte des gaz de schiste et le ralentissement de la demande ont ramené le prix du baril à un niveau de braderie faisant craindre le pire pour les investissements dans les énergies nouvelles.

Leur promotion ne peut plus se satisfaire de belles paroles enrobées de morale écologique, il faut désormais des mesures contraignantes pour faire pencher la balance en faveur des nouvelles sources.

L’objectif de ces mesures est d’une part de réduire la consommation d’énergies fossiles afin de bloquer le gradient d’augmentation du taux de CO2 atmosphérique, et d’autre part d’inciter les usagers à basculer sur les nouvelles énergies. ( Certes, les énergies fossiles seront probablement utilisées jusqu’au fond des réserves, mais essayons au moins d’étaler dans le temps les émissions de CO2 pour tenter d’en réduire les effets).

Les mesures techniques sont par exemple les réglementations thermiques du Bâtiment et les réglementations sur les émissions des moteurs.

Les mesures économiques concernent la fiscalité, les prêts à taux zéro, les tarifs réglementés de l’énergie, les réductions d’impôts.

A ces mesures réglementaires et fiscales il faut bien sûr ajouter les aides financières accordées aux producteurs d’énergies propres ( crédits d’impôts, tarif de rachat préférentiel, financement d’études, etc…).

Pour trouver l’argent nécessaire à ces largesses l’Etat n’a que deux possibilités: l’emprunt, ou l’impôt.

(Certains Etats disposent d’une cagnotte qui les autorise à financer des grands travaux sans avoir à plonger la main dans la poche des citoyens; La France n’est malheureusement pas dans cette situation, c’est plutôt l’inverse comme chacun sait).

Un emprunt doit être remboursé, c’est du moins l’usage, alors qu’un impôt est acquis définitivement, c’est une sorte de dont gracieux consenti par le contribuable, sous une amicale contrainte cela va sans dire.

Avant de lancer un emprunt d’Etat, le Gouvernement s’efforce donc de trouver des sous en créant un nouvel impôt ou en augmentant ceux qui existent déjà. Voilà toujours de l’argent qu’il ne faudra pas rembourser.

La transition énergétique va nous coûter des sommes indécentes. On parle de plusieurs centaines de Milliards, certains prédisent même plusieurs milliers de Milliards d’ici 2050 à l’échelle de l’Europe.

On compte beaucoup sur l’investissement privé, mais dès qu’on leur parle d’énergies renouvelables la plupart des investisseurs détournent le regard et changent de conversation. La lutte contre le réchauffement climatique n’est pas encore cotée en bourse, les énergies fossiles se portent très bien, et même le Nucléaire redresse la tête.

C’est donc aux Etats de prendre en main la promotion des énergies nouvelles et de mettre en place des stratégies de développement industriel et d’incitations financières, et des réglementations pénalisant les énergies fossiles.

L’industriel devra donc lâcher la « main invisible du marché » chère à Adam Smith, pour prendre celle de l’Etat qui ne refusera pas de procéder à quelques manœuvres keynésiennes ( Ce cher vieux John doit se tordre de rire…)

Tout cela va coûter très cher. Dans un premier temps le Gouvernement français va recourir à l’impôt, mais devra probablement recourir à l’emprunt en phase de croissance. Le mot « impôt » étant tabou, on parlera bien sûr plutôt de taxes et de contributions.

S’agissant de l’énergie il aurait été plus simple et surtout plus logique d’augmenter les tarifs d’icelle. Mais le consommateur français est violemment allergique à toute augmentation de tarif, pour des raisons historico-syndicalistes sur lesquelles il n’y a pas lieu de s’étendre. Par contre les « contributions » sont plus facilement acceptées ( les tournures de l’esprit gaulois sont insondables). C’est donc sur les taxes et contributions diverses que sera prélevé l’argent du financement de la transition énergétique, du moins au début.

Comme toute ponction d’argent est électoralement contre productive, il est bon d’enrober la pilule d’un emballage écologique. On parlera donc soit de Taxe Carbone, soit de Contribution Climat Energie (CCE), soit de Contribution de Solidarité, toutes appellations de nature à emporter l’adhésion du contribuable promu au rang de membre bienfaiteur de la Planète.

Le consommateur est déjà familier de la TIPP, nouvellement rebaptisée TICPE et autrefois appliquée seulement aux carburants, non pas pour des raisons climatiques, mais simplement pour remplir les caisses de Bercy.

Le changement s’appellation de PP vers PE signe la volonté de l’appliquer à tout les autres Produits Energétiques, au moins ceux distribués en réseaux.

Elle a ainsi été élargie à l’électricité sous le sobriquet de TCFE ( Taxe sur la Consommation Finale d’Electricité), d’un montant max de 0,95 centime par KWh pour 2015, mais qui ne demande qu’à grandir. Elle remplace la CSPE ( Contribution au Service Public de l’Electricité).

Le suivant sur la liste a été le Gaz Naturel, qui se voit équipé depuis Avril 2014 de la TICGN ( Taxe Intérieure sur la Consommation du Gaz Naturel) pour un montant de 0,127 centime par KWh PCS, une misère. Il est vrai que le GN est réputé le moins polluant des fossiles, il eut été malséant de le taxer aussi lourdement que les autres. Mais attention, en 2015 la TICGN passera à 0,264 centime par KWh, et à 0,401 centime en 2016.

De plus, deux nouvelles taxes apparaissent pour le Gaz:

La CTSSG ( Contribution au Tarif Spécial de Solidarité Gaz)

La CSPG ( Contribution au Service Public du Gaz), encore appelée Contribution Biométhane qui, comme son nom l’indique, sert à payer les achats de Biométhane au tarif d’encouragement.

Voici donc le Gaz équipé pour la transition énergétique.

Les carburants liquides, qui jouissent déjà d’une confortable TICPE, ne seront pas oubliés par la taxe carbone.

L’Etat à fixé le prix auquel nous devrons payer nos émissions de CO2:

7 euro/tonne en 2014

14,5 euro/tonne en 2015

22 euro/tonne en 2016

Pour après il faudra attendre les élections…

En 2015/2016 il en coûtera donc 2 centimes/L de plus pour l’essence et 2,38 centimes/L de plus pour le Gazole. Les montants affichés actuellement ne sont évidement que des hors d’œuvres, la montée en puissance viendra plus tard.

Cette pluie de taxes et contributions sur les consommations permettra de générer des revenus confortables eu égard aux 29 Milliards de litres de carburants consommés chaque année par nos voitures, aux 35 Millions d’abonnés à l’électricité, et aux 12 Millions d’abonnés au Gaz.

De plus, ce choix permet de minimiser les augmentations de tarif pour l’électricité et le Gaz, lesquels tarifs peuvent ainsi satisfaire les consommateurs, du moins ceux qui ne regardent jamais le bas de leur facture. Pour une installation électrique domestique de base ( Sans chauffage électrique ni ECS ) l’abonnement, les contributions et taxes représentent déjà plus de 40% de la facture hors TVA. Et ce n’est qu’un début.

Voilà une transition énergétique qui risque de nous laisser tout transis…

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7 janvier 2015 3 07 /01 /janvier /2015 19:32

7 Janvier 2015

La France consomme chaque année, bon an mal an, 50 Millions de mètres cubes de carburants pétroliers pour les transports. ( Dont 29 Millions de m3 pour les seuls véhicules particuliers).

Faute de ressources locales ces produits sont importés en totalité.

La conquête de notre indépendance vis-à-vis du pétrole passe donc par la recherche de substituts si possible équivalents énergétiquement et disponibles sur le territoire national, ou susceptibles d’y être synthétisés.

Il s’agit en l’occurrence des biocarburants liquides.

Une première génération est déjà disponible et utilisée à différents dosages en mélange avec les carburants pétroliers. Cette première génération est issue de la transformation de produits végétaux à vocation alimentaire ( Betterave, maïs, colza, canne à sucre, huile de palme,…), et donc porteuse de conflits potentiels dans l’avenir quand il s’agira de nourrir dix milliards d’humains et de remplir les réservoirs de 1500 Millions de voitures à l’horizon 2050 ( Car telles sont les prévisions).

L’ONU a donc mis un frein à l’enthousiasme des producteurs de carburants G1 en posant des limites à la croissance de leur part dans la consommation de carburants. Nous sommes incités à attendre les générations suivantes plus écologiques.

La génération G2 transforme la partie non comestible des végétaux, donc plus acceptable écologiquement quoique non dénuée d’inconvénients notamment le prix ( les procédés sont plus complexes).

Des espèces très rentables ont été sélectionnées pour leur production à l’hectare, leur vivacité et leur sobriété en eau ( Miscanthus, Jatropha par exemple). Les procédés ont été validés dans des petites unités de production et l’industrie est prête à passer au stade de la production de volume, à condition que soient clairement définies les réglementations, les normes de qualification et la politique tarifaire et fiscale, mais si l’effondrement du prix du baril de pétrole se maintient beaucoup de projets seront abandonnés faute de rentabilité.

Les meilleurs rendements à l’hectare sont de 4 à 5000 Litres. ( Ref: « Eau et Biocarburants à l’horizon 2030 », in « les cahiers du CLIP » No19-2009).

Pour remplacer les 50 Millions de litres de carburants pétroliers par des biocarburants G2, la France devrait donc y consacrer 100 000 km2.

Le pays étant à vocation historiquement agricole, et son industrie agro-alimentaire étant encore un des fleurons de notre activité, on se doute que les surfaces disponibles propres à une activité agricole et/ou à la pratique de l’élevage sont déjà utilisées.

Ces surfaces sont répertoriées dans la SAU (Surface Agricole Utile), qui comprend les terres arables ( Grande culture, cultures maraîchères, cultures de fourrage, prairies artificielles), les prairies permanentes et les alpages, les vignes, les vergers, les jardins familiaux et les jachères). En clair tout ce qui permet de faire pousser quelques chose d’utile à l’agroalimentaire et à l’élevage, Hors bois et forêts.

Le tout atteint 284 000 km2, soit environ 52% de la surface totale de la Métropole.

Les bois et forêts couvrent 163 000 km2, et 50 000 autres km2 sont occupés par les agglomérations au sens large, les terrains bâtis, les emprises des voies de communications, les infrastructures portuaires aériennes et maritimes, les voies d’eau, etc… Le reste est constitué des réserves foncières, des zones impropres à la culture, des zones inexploitables à cause de l’altitude, de la pente des terrains, de la nature du sol, etc…

On ne voit donc pas très bien où l’on pourrait trouver les 100 000 km2 supplémentaires nécessaires à la production des biocarburants de haut rendement sur le territoire métropolitain, sauf à les prendre sur les activités agricoles et d’élevage actuelles, ce que personne n’a encore osé proposer….

Cette étrange lacune ne semble pas gêner les prévisionnistes de la transition énergétique.

Il faudra donc se « contenter » d’exploiter la partie lignocellulosique des productions alimentaires locales, à condition de ne pas porter préjudice aux autres usages de cette partie des plantes, notamment les usages agricoles et la production de Biogaz. Quand au bois de nos forêts il est déjà retenu également pour d’autres usages comme le biogaz, la chaleur, et les applications traditionnelles.

Ces conflits d’usage limiteront la part des biocarburants « français » de seconde génération dans le remplacement des produits pétroliers dans les transports. Pour le reste il faudra donc se résoudre à importer ce précieux biocarburant que d’autres pays lointains auront la possibilité de « cultiver », parfois sans trop de scrupules quant au respect de l’environnement et notamment de la forêt.

L’indépendance énergétique attendra encore un peu, nous avons l’habitude…

Par bonheur une troisième génération de biocarburants, G3, est en développement. Elle transforme la biomasse produite par les microalgues. Elle possède potentiellement beaucoup d’avantages: Les rendements à l’hectare sont au moins dix fois plus élevés qu’avec des végétaux terrestres, l’emprise au sol sera donc réduite d’autant, et les installations pourront être marines. L’utilisation d’eau de mer supprimera le conflit d’usage de l’eau douce.

Les procédés de production sont en cours d’étude, les experts estiment que l’industrialisation pourra débuter avant 2020.

D’ici là il faudra faire avec les générations G1 et éventuellement G2 si les émirs consentent à œuvrer pour ramener le prix du baril d’huile sainte au-dessus de 100 Dollar.

Une raison supplémentaire de développer la voiture électrique dont la version hybride permettra une réduction considérable des besoins en carburants liquides.

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5 janvier 2015 1 05 /01 /janvier /2015 18:36

5 Janvier 2015

Le remplacement futur des énergies fossiles par des énergies renouvelables semble aller de soi tant est grande la confiance que nous plaçons dans la technologie, laquelle est tant décriée par ailleurs, et souvent par les mêmes!

Mais il n’est peut-être pas inutile de se demander d’où peut venir cette énergie dite renouvelable et qui semble sortir du chapeau d’un magicien à point nommé pour nous tirer d’embarras. De quelles quantités pourrons-nous disposer, et d’où proviendra-t-elle ?

Il existe bien sous nos pieds et dans les océans une réserve d’énergie absolument considérable, si énorme qu’à l’échelle humaine elle peut être considérée comme inépuisable, il s’agit de l’énergie nucléaire que l’Homme a d’ailleurs entrepris d’exploiter mais qui n’est plus en odeur de sainteté. ( Sauf dans une de ses manifestations naturelles comme la Géothermie profonde).

Il nous faut donc chercher ailleurs des sources d’énergie à la fois propres, renouvelables, accessibles, et neutres par rapport à l’environnement et à la biodiversité.

Heureusement nous vivons à l’intérieur d’un système thermodynamique ouvert, qui peut échanger de l’énergie avec l’espace qui l’entoure. Et dans cet espace il y a notamment le Soleil, qui nous envoie en permanence un flux considérable d’énergie qu’il ne tient qu’à nous d’exploiter intelligemment.

(N’oublions cependant pas notre amie la Lune, qui contribue au phénomène des marées dont l’énergie peut être en partie exploitée; nous y reviendrons).

Le Soleil rayonne un flux constant d’énergie dont la valeur à la distance du Globe terrestre (150 millions de kilomètres) est de 1 367 Watt par mètre carré, que l’on nomme « Constante solaire » car ses variations dans le temps sont minimes. La planète Terre intercepte une partie de ce flux à proportion de sa section qui est celle d’un disque de 6 370 km de rayon. La puissance radiante interceptée est ainsi de 173 000 Milliards de Kilowatts. (Ce qui ne fait jamais que 340 W/m2 en moyenne).

Environ 30% de ce flux est réfléchi par les nuages, l’Atmosphère et la Terre, et se perd dans l’espace. L’autre partie (# 70%) est absorbée par l’Atmosphère, la Terre, les Océans (# 20% par l’Atmosphère et #50% par le Sol et les Océans).

L’énergie solaire ainsi captée chaque année par l’Atmosphère, la Terre et les Océans est égale au produit de la puissance du rayonnement par le temps ( 8 760 heures),

soit 1,515 Milliards de Milliards de kWh. Ou encore : 130 millions de Mtep.

A titre de comparaison l’énergie fossile primaire consommée annuellement dans le monde entier atteint 11 000 Mtep, soit 12 000 fois moins que l’énergie reçue du Soleil dans le même temps.

Il suffirait donc de « détourner » environ 1/10 000 è de l’énergie solaire reçue pour remplacer l’énergie des sources fossiles.

A première vue l’affaire semble donc raisonnablement possible et nous pouvons dormir tranquilles.

A première vue seulement car, avant de pouvoir disposer de cette énergie, il faut pouvoir la capter, la transformer pour la rendre utilisable par notre technologie, la transporter car les besoins ne sont pas nécessairement proches des lieux de captage, et la stocker pour en différer l’usage. Le prélèvement des diverses formes d’énergie « éligibles » nécessite des installations spéciales qui ne peuvent être mises en œuvre n’importe où, et leur rendement est souvent assez faible. La zone exploitable de la troposphère se réduit à une mince couche de quelques centaines de mètres d’épaisseur, constituée de la couche basse de l’Atmosphère, des couches superficielles des océans, et du sous-sol. Par ailleurs la multiplication des installations se traduira par une emprise sur l’environnement (Terrestre, maritime, ou aérien) source de conflit avec les autres activités humaines telles que l’agriculture, la pêche, les transports maritimes et aériens, les loisirs, le tourisme. Sans parler des conflits d’intérêts.

Les micro-conflits actuels au sujet de l’implantation de quelques dizaines d’éoliennes offshore n’est qu’un pâle exemple de ce qui nous attend demain quand il s’agira d’en implanter plusieurs dizaines de milliers…

Prélever la dix-millième partie du flot d’énergie solaire reçue risque donc de s’avérer une entreprise très ardue. Certains n’hésitent pas à la considérer comme impossible, et prônent le développement de la production nucléaire en soutien des énergies nouvelles.

Sans aller jusque là, il ne faut pas sous estimer l’ampleur et les difficultés de la tâche qui nous attend au cours de ce siècle et même après. Sachant qu’il nous faudra gratter dans tous les coins pour débusquer cette énergie gratuite, il faut nous attendre à devoir multiplier les procédés et les installations.

Le rayonnement solaire a pour résultat d’augmenter l’énergie interne du système thermodynamique constitué par l’Atmosphère, la surface du Globe et les Océans. Ce surcroît d’énergie interne se manifeste de différentes façons:

- Par un accroissement de l’énergie cinétique microscopique, qui n’est pas autre chose que la température ( Chaleur sensible), et qui concerne l’Atmosphère, le sol et les océans, dont la température s’élève de 33 °C.

- Par l’énergie cinétique macroscopique, constituée par les déplacements de masses d’air (Vents, ouragans, tornades), et les déplacements d’eau (cours d’eau, courants marins ).

- Par l’énergie gravitationnelle ( mouvements verticaux des masses d’air, des masses d’eau océaniques, énergie thermo haline, énergie des glaciers).

- Par l’énergie thermodynamique ( Chaleur latente, évaporation, condensation).

- Par l’énergie chimique qui concerne en particulier les processus de la vie. ( La vie peut être perçue entre autres comme un procédé de stockage de l’énergie solaire).

C’est donc dans ces différents domaines que l’Homme peut tenter de « détourner » à son profit un peu d’énergie pour ses besoins.

Ce qu’il a fait depuis la nuit des temps, un peu comme Monsieur Jourdain faisait de la prose sans le savoir: Soit directement pour se chauffer au Soleil, ou indirectement en puisant dans le stock de la biomasse ( Bois de feu, bois de construction) et en utilisant le vent pour propulser ses embarcations, puis ses moulins également actionnés par les courants des rivières ou des marées. Récemment il a découvert en creusant le sol un stock d’énergie solaire constitué il y a des millions d’années et disponible aujourd’hui sous forme de Charbon, de pétrole et de Gaz. On sait que l’utilisation inconsidérée de ce stock crée des nuisances insupportables, à l’origine de la décision de mettre en œuvre d’autres sources énergétiques avant la survenue d’une catastrophe climatique.

Il s’agit de revenir aux bonnes vieilles méthodes du passé, mais avec les améliorations permises par la Science et le progrès technique. Divers procédés ont été mis au point, d’autres sont à l’étude, et on sait maintenant recueillir une partie de l’apport solaire d’énergie interne au système thermodynamique Atmosphère-Terre-Océans:

- Le rayonnement solaire direct est mis à profit pour obtenir de la chaleur à basse température ( Chauffe-eau solaire) ou à haute température (Centrales solaires thermodynamiques).

- Pour puiser dans la réserve d’énergie cinétique microscopique on sait mettre en œuvre des pompes à chaleur capables d’extraire le précieux fluide de l’air, de l’eau des rivières, des réservoirs souterrains géologiques, de la Mer, et même du Sol qui est en lui-même un système de stockage de l’énergie solaire.

- Le prélèvement indirect est effectué grâce aux panneaux photovoltaïques déjà largement répandus.

- Pour récupérer de l’énergie cinétique macroscopique, on exploite déjà la force des vents ( Eoliennes), la force des courants des cours d’eau, des marées, et on étudie la possibilité d’exploiter les courants marins.

- La composante d’énergie gravitationnelle résultant du rayonnement solaire est exploitée dans les centrales hydroélectriques de hautes et basses chutes, les centrales au fil de l’eau, les centrales aérothermiques.

- L’exploitation de la composante d’énergie chimique concerne la fonction Chlorophyllienne (Biomasse), déjà mise à profit par l’Homme des cavernes ( Bois de feu) et fortement modernisée aujourd’hui grâce aux procédés de transformation et de synthèse de combustibles liquides et gazeux. Les biocarburants de première génération sont déjà répandus, ceux de deuxième génération sont proches de l’industrialisation (2017), et ceux de troisième générations sont à l’étude (Algocarburants).

L’Homme dispose donc d’ores et déjà d’une large panoplie de moyens technologiques lui permettant de détourner une part suffisante d’énergie solaire pour ses besoins sans affecter le bilan radiatif du Globe.

Mais les gisements accessibles ne représentent qu’une très faible partie de l’apport solaire. Par exemple la formidable énergie des courants marins tels que le Gulf Stream, partie du circuit thermo halin entretenu par l’énergie solaire, ne pourra pas être exploitée avec les moyens identifiables aujourd’hui. Pas plus que celle des courants aériens de haute altitude comme le Jet Stream, ou les courants aériens de surface comme les Alizés. Non plus que le gradient de température entre les eaux profondes et les eaux de surface des océans, dont l’exploitation ne pourra être que ponctuelle et très localisée. L’énergie de la houle, tant convoitée, restera longtemps inaccessible à une grande échelle. Etc…

Par ailleurs, si l’on tient compte d’une part de l’accroissement prévisible de la demande énergétique ( Sauf à maintenir les trois quarts de l’humanité dans l’état de précarité énergétique), et d’autre part du rendement global des installations, ce n’est pas le dix millièmes de l’énergie solaire qu’il faudra prélever, mais plutôt le millième, voire même quelques centièmes.

Ce qui, compte tenu des restrictions d’accès citées plus haut, donne une image inquiétante de l’avenir radieux des énergies renouvelables.

Donc oui les énergies renouvelables sont disponibles en quantités importantes, et oui nous avons déjà les technologies nécessaires pour les exploiter, mais il existe un gros point d’interrogation concernant l’importance du gisement disponible avec les moyens d’exploitation dont nous disposons aujourd’hui.

Ces considérations renforcent l’urgence de la mise en œuvre de la première phase de la transition énergétique. Cette première phase permettra de valider les technologies, d’identifier les problèmes de terrain, de trouver le ou les bons modèles économiques, d’amorcer les changements nécessités par le nouveau modèle énergétique, et d’avoir une meilleure évaluation du flot d’énergie récupérable.

Or cette première phase piétine, malgré les nombreuses initiatives prises ici et là, qui ont surtout pour résultat de révéler le manque de cohérence, l’absence de concertation, voire les conflits d’intérêts, le principal étant généré par la bonne santé insolente du secteur les énergies fossiles qui continuent de fournir 80% des besoins au mépris des menaces de catastrophe climatique, dont le moins que l’on puisse dire est qu’elles n’empêchent aucun décideur de dormir.

Sur le terrain les difficultés ne manquent pas. Le problème surgit à l’occasion d’un télescopage entre d’une part l’urgence annoncée de la menace climatique qui exige des actions correctrices quasi immédiates, et d’autre part l’impossibilité de mettre en place à l’échelon mondial ces actions dans les délais souhaités en raison de l’importance des bouleversements géopolitiques et socio-économiques nécessaires.

L’erreur serait de croire qu’un tel bouleversement peut s’accomplir en quelques décennies, alors qu’un siècle ou deux seront probablement nécessaires à ce qui devra être un changement de paradigme.

Une politique de transition énergétique peut certes se décider à l’échelon national, voire régional, mais pour qu’elle soit efficace à l’échelle de la Planète elle doit recueillir l’adhésion effective de tout les pays, ce qui n’a jamais encore été accompli dans l’Histoire de l’Humanité sur quelque sujet que ce soit.

Faute d’un tel consensus ce sont les marchés qui se chargeront du problème énergétique. Et l’ont sait l’importance qu’ils accordent aux considérations écologiques.

Le combat contre le réchauffement climatique intéressera Wall-Street le jour où il permettra de dégager de confortables plus-values. Il semble que cela ne soit pas encore le cas aujourd’hui…

Le pétrole, le Gaz naturel, le Charbon et le Nucléaire se portent bien, merci. Beaucoup de pays producteurs d’énergies fossiles doivent leur stabilité économique et leur position stratégique à ces précieuses denrées. Peu d’entre eux sont prêts à abandonner leur rente énergétique pour un nouveau modèle économique dont l’efficacité n’est pas assurée.

Quant à imaginer une gouvernance mondiale capable de fixer un cap et de faire respecter des mesures contraignantes, il n’y faut même pas rêver.

Faute de pourvoir gérer le Monde à notre guise, faisons déjà en sorte de gérer notre propre boutique Européenne. Développons les outils de la transition énergétique, inventons le modèle économique qui va avec, prenons des positions sur les futurs marchés, découvrons les problèmes de cohabitation avec les énergies fossiles encore présentes pour longtemps, apprenons à vivre avec ces énergies nouvelles merveilleuses mais aussi capricieuses et souvent évanescentes.

Ne croyons pas au père Noël, les marchés ne feront pas de cadeaux, l’écologie ne nous dispensera pas du souci de rentabilité.

Quelle que soit la suite de l’histoire, il est un socle commun qui sera la base de toute stratégie future, c’est la mobilisation pour les économies d’énergie. Cette croisade mobilise chacun d’entre nous; elle concerne les logements, les transports, toutes les applications énergétiques, l’aménagement du territoire, l’organisation du travail, les communications, les loisirs. C’est l’affaire de plusieurs générations, et vouloir accélérer le mouvement ne ferait que créer une confusion contre productive.

Quelques éoliennes ici, quelques panneaux solaires là, quelques ampoules basse consommation, un peloton de voitures électriques, ne suffiront pas à faire une révolution énergétique. Il faudra beaucoup plus que cela, une redistribution des cartes, une autre façon d’occuper le territoire, d’autres modes de communication entre les peuples, des modes de vie repensés. Mais aussi une formidable opportunité de redéfinir une société planétaire bâtie sur un objectif commun plutôt que sur des affrontements stériles.

Ca vaut le coup d’essayer.

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19 décembre 2014 5 19 /12 /décembre /2014 10:48

19 Décembre 2014

L’effervescence autour de la voiture électrique s’est répercutée au sein des bureaux d’études des constructeurs de moteurs thermiques.

L’enthousiasme des débuts a pu faire croire un moment que la traction électrique allait remiser le moteur thermique dans le placard aux antiquités.

Hélas il a bien fallu prendre acte de l’incapacité des batteries à stocker une quantité d’énergie suffisante pour assurer un service au moins équivalent à celui des carburants pétroliers. Pire encore, il est vite apparu que l’augmentation éventuelle future de la capacité énergétique spécifique de ces batteries ne résoudrait pas le problème puisque celui-ci serait transposé au niveau des infrastructures de rechargement rapide bien incapables de fournir les puissances colossales nécessaires à la recharge simultanée de millions de véhicules.

EDF s’en est inquiétée et a posé une alarme visant à tempérer la fougue des bureaux d’études pas toujours soucieux d’une approche holistique des problèmes.

C’est pourquoi les études récentes sont actuellement orientées vers la conception de véhicules hybrides, associant moteur électrique et moteur thermique, l’un apportant sa réputation de propreté irréprochable idéale pour la ville, l’autre assurant les longs parcours d’une ville à l’autre moyennant une certaine tolérance quant aux émissions de gaz douteux et de nanoparticules.

La combinaison des deux technologies est encore un peu brouillonne, il s’agit d’une phase exploratoire.

La percée de cette nouvelle technologie se heurte à deux difficultés, classiques en l’occurrence:

D’une part, mettre dans une voiture deux moteurs au lieu d’un et une batterie High-tech très onéreuse, se traduit par un coût nécessairement plus élevé par rapport à la version classique à un seul moteur, une petite batterie au plomb à moins de cent euros et un petit réservoir en tôle. C’est l’évidence même.

D’autre part, le coût de fabrication d’un produit quel qu’il soit est toujours très élevé en début de « courbe d’apprentissage ». Si l’application visée par ce produit est déjà occupée par un autre produit dont les coûts sont quasi marginaux et le service rendu équivalent, le nouveau produit n’a aucune chance de rencontrer un succès commercial.

Pour s’imposer, le nouveau produit doit apporter un avantage décisif. ( Ceci n’est que le résumé de la première leçon d’un cours élémentaire de marketing)

Or, l’application automobile visée est précisément déjà satisfaite par une surabondance de modèles de toutes tailles, de toutes couleurs, et d’une gamme de prix variée à l’infini.

Le nouveau produit, voiture hybride, est non seulement plus cher, mais de performances inférieures.

Il est donc condamné d’avance, sauf si la nature ou l’environnement de l’application sont modifiés par des circonstances extérieures, en faveur du nouveau produit.

Ces circonstances extérieures sont en l’occurrence, vous l’avez deviné, soit la disparition des produits pétroliers, soit une réglementation pénalisant lourdement l’utilisation des carburants fossiles en agglomération, et ailleurs si possible.

La disparition des produits pétroliers n’est pas pour demain matin, plus on creuse et plus on en trouve. On a même trouvé des cousins pour élargir la famille: les hydrocarbures de roche mère et les Clathrates, susceptibles de repousser la pénurie à une échéance proche de la saint glin-glin. ( Sans parler du pétrole abiotique, qui n’est pour le moment qu’un mythe).

Quant à une éventuelle réglementation, on peut penser à diverses dispositions:

Soit l’interdiction de tel ou tel type de carburant, comme l’usage de l’Amiante fut interdit en son temps, pour des raisons de santé publique.

Soit la fixation de limites de taux d’émissions polluantes si basses que les moteurs thermiques seraient automatiquement éliminés.

Soit l’application d’une taxe carbone dissuasive.

Soit plus simplement une augmentation considérable de la TICPE.

On sait qu’aucune de ces « solutions » n’a été mise en œuvre jusqu’à présent. On a pu tout au plus constater certaines velléités de la part de l’autorité compétente, sous la forme d’une timide initiative en vue d’une harmonisation de la TICPE sur l’essence et le gazole. Avec les difficultés que l’on sait eu égard aux réticences des «intéressés».

Pour le reste il s’agit surtout de menaces verbales, comme l’interdiction du diesel à Paris d’ici 2020. Menaces qui, comme en leur temps les ZAPA, ne font plus peur à personne.

Les fameuses « circonstances extérieures » susceptibles de faire basculer le marché sur le véhicule électrique ou hybride ne sont donc pas encore survenues.

Pour éviter un flop complet de ce nouveau marché l’Etat a donc du recourir à des mesures incitatives telles que primes à l’achat et bonus, mesures évidemment provisoires qui ne sauraient constituer un modèle économique durable.

Le manque d’enthousiasme des clients pour le Lithium tient à différentes causes dont l’une est souvent sous-estimée: c’est l’annonce de l’industrialisation prochaine de la production des biocarburants de seconde génération.

Techniquement ces carburants prendront la place des produits pétroliers moyennant quelques modifications mineures des moteurs existants. Certains véhicules sont déjà conçus pour utiliser divers types de produits ( Flexfuel).

Le client est en droit de se demander s’il est bien utile de se lancer aujourd’hui dans l’électrique ou l’hybride si demain il pourra rouler au biodiesel ou au bioéthanol, qui sont des sources renouvelables à Carbone recyclable, faut-il le rappeler.

Mais encore faudra-t-il que ces biocarburants soient autorisés en ville.

En effet, si ces nouveaux carburants émettent un CO2 à Carbone recyclable, ils n’en émettent pas moins des Oxydes d’Azote Nox, de l’Oxyde de carbone CO, et des micro et nanoparticules, parfois même davantage que les carburants pétroliers.

Le silence assourdissant des pouvoirs publics concernant la politique de l’énergie maintient sur ce sujet une opacité peu propice à une prise de décision à la fois des clients et des industriels éventuellement intéressés par la production de biocarburants.

En attendant que la situation s’éclaircisse, les constructeurs rivalisent d’imagination pour être présents malgré tout ( Article N° 2 de la leçon de marketing: occuper le terrain) et proposent des modèles hybrides allant du micro hybride qui n’est en fait qu’une récupération d’énergie de freinage et de décélération, jusqu’au modèle bi-moteur pouvant être couplées pour plus de puissance.

C’est ainsi que l’on trouve sur le marché certains objets improbables cherchant à « singer » les bolides des catalogues capables de performances délirantes. Mais dans l’ensemble la voiture hybride se veut l’expression d’une nouvelle conception du « vivre l’automobile » en accord avec les dogmes de la transition énergétique: conduite apaisée et responsable, économies d’énergie, sobriété à tous les étages, et surtout le moins de pollution possible.

Les charrues des peuples premiers accouplaient fréquemment un âne et un chameau. De même, le moteur électrique et son homologue thermique sont appelés à tirer la même charrette pour aider l’Humanité à franchir le cap douloureux de la mort du pétrole ( Mort annoncée prématurément semble-t-il ).

Dans le rôle du chameau nous avons le moteur électrique: excellent rendement énergétique, absence de pollution et d’émissions de CO2, silence de fonctionnement, fort couple. En guise de bosse il possède une batterie qui hélas n’a pas la capacité de celle de l’animal mais fera l’affaire faute de mieux.

Dans le rôle de l’âne nous avons le moteur thermique qui a fait ses preuves depuis un siècle, qui convient très bien à nos voitures actuelles malgré ses défauts: rendement minable (15 % en moyenne), fortes émissions de CO2, de polluants variés, de particules fines et de nanoparticules. Il faut ajouter un fonctionnement très bruyant, une plage de régime réduite exigeant une boîte de vitesses à multiples rapports, et un embrayage pour servir de convertisseur de couple.

Cet étrange accouplement est conjugué sur des variations infinies. Deux grandes tendances se dégagent tout de même de ce désordre apparent:

D’une part une architecture dans laquelle le moteur thermique n’est utilisé que pour recharger la batterie. Il est alors qualifié de « prolongateur d’autonomie » , sa puissance est modeste, et on lui demande d’être discret.

D’autre part une architecture où le moteur thermique peut non seulement recharger la batterie, mais également propulser le véhicule lorsque la batterie est vide. Il joue alors le rôle d’un moteur thermique ordinaire dans une voiture classique. C’est évidemment une structure plus complexe, donc beaucoup plus chère.

La première solution, plus simple donc moins coûteuse, focalise l’attention sur le prolongateur d’autonomie.

Il y a deux sortes de prolongateurs d’autonomie:

- Une version de puissance réduite ( 10 à 20 kW) dont le rôle sera seulement de recharger la batterie en un temps acceptable ( par exemple 30 minutes pour une batterie de 6 kWh) et/ou de permettre de poursuivre le voyage à vitesse réduite, par exemple 90 km/h, la batterie servant alors de tampon.

- Une version plus ambitieuse de puissance comparable à celle du moteur électrique principal ( 50 à 60 kW), et pouvant assurer directement par couplage mécanique la relève de la batterie afin de continuer le voyage sans restriction de vitesse.

Tout ceci relève du bricolage en attendant de voir plus clair sur la future politique des carburants, pour laquelle il devient urgent d’établir un cadre au moins européen à l’intérieur duquel les industriels pourront investir sur des produits assurés d’un minimum de pérennité.

Ce qui n’est pas le cas aujourd’hui.

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14 décembre 2014 7 14 /12 /décembre /2014 17:39

14 Décembre 2014

Les carburants décarbonés ou à Carbone recyclable susceptibles de remplacer les hydrocarbures fossiles dans l’automobile (et ailleurs), identifiés et expérimentés aujourd’hui, sont soit des gaz (Biogaz ou Hydrogène issu de l’électrolyse de l’électricité verte), soit des liquides (Biocarburants de deuxième et troisième génération), soit directement de l’électricité verte.

Le bois, et plus généralement la masse végétale, est plutôt utilisé soit directement en production de chaleur, soit en tant que biomasse pour produire du biogaz et des biocarburants.

S’il fut, à une triste époque, utilisé pour la propulsion des voitures et des camions dans les fameux gazogènes, il n’est plus aujourd’hui à l’ordre du jour tout au moins sous cette forme ( quoique…).

Pourtant ce matériau constitue un réservoir d’énergie non négligeable dans le cadre d’une utilisation comme carburant automobile. Une petite comparaison n’est pas inutile:

L’électricité est plébiscitée comme carburant propre, à condition qu’elle soit produite par des procédés eux même propres (Hydraulique, Eolien, Solaire). Pour l’utiliser dans un véhicule il faut soit la stocker dans une batterie, soit la fabriquer sur place à l’aide d’une pile à Hydrogène. Ce dernier procédé étant encore balbutiant, nous nous en tiendrons à la batterie.

Quelle quantité d’énergie peut-on emporter dans une batterie ?

La Renault ZOE embarque une batterie de 22 kWh dont le poids total est affiché à 290 kg en comptant les cellules, le bac contenant, l’électronique de contrôle, les câbles et les supports de l’ensemble, soit une capacité énergétique spécifique de 0,076 kWh/kg.

La Chevrolet Volt déclare 170 kg pour une batterie de 16 kWh, soit une capacité énergétique spécifique de 0,094 kWh/kg.

Pour la Blue Car de Bolloré les chiffres sont 300 kg pour 30 kWh, soit une capacité de 0,1 kWh/kg.

Nous retiendrons la valeur de 0,1 kWh/kg pour cette technologie Lithium-ion dans sa version actuellement industrialisée pour l’automobile.

( Des valeurs supérieures sont obtenues en laboratoire, mais en dehors des conditions sévères de l’automobile).

En face de cette technologie de pointe, le bois énergie sous sa forme de granulés offre une capacité spécifique énergétique de 5 kWh/kg.

(C’est le PCI classique du bois sec).

A poids égal le bois offre donc une capacité énergétique spécifique 50 fois supérieure à celle d’une batterie au Lithium !

(Vous avez bien lu cinquante fois).

Question prix, la comparaison est toujours en faveur du bois:

Le prix minimum du kWh électrique est celui qui est prélevé sur le réseau domestique au tarif réglementé 2014 de 17 centimes d’euro environ en incluant l’abonnement, les taxes et contributions diverses et la TVA.

Le bois en granulés est vendu en 2014 environ 365 euros TTC la tonne, soit 7,3 centimes le kWh en comptant 5 kWh/kg.

Comment ne pas être impressionné par une telle performance pour un matériau si bon marché et disponible en abondance sur notre sol (La forêt française couvre 30% du territoire).

C’est la seule énergie renouvelable, à Carbone recyclable, disponible aujourd’hui et à un coût aussi bas et pour une capacité énergétique spécifique aussi élevée. A titre de comparaison les biocarburants de seconde et troisième génération, qui ont potentiellement une capacité énergétique spécifique certes deux fois plus élevée, coûteront par contre beaucoup plus cher. Et c’est facile à comprendre, la matière de départ est à peu près la même que pour le bois granulés mais les procédés de transformation sont beaucoup plus complexes et onéreux dans le cas des biocarburants liquides, et l’énergie grise est plus importante.

Si la voiture citadine peut être exclusivement électrique, le véhicule tous usages et particulièrement routier devra comporter une double motorisation: Electrique pour les zones urbaines, et thermique en dehors.

Le schéma qui semble se dégager se compose d’un groupe de propulsion électrique alimenté par une batterie de poids « raisonnable », et d’un moteur thermique chargé de prendre le relais sur route et autoroute. Ce moteur thermique pourra bien sûr recharger la batterie grâce à une génératrice, et/ou assurer lui-même la propulsion du véhicule en dehors des agglomérations. Sur les modèles de haut de gamme on pourra même coupler les deux moteurs pour obtenir plus de puissance pendant un bref instant.

Ce moteur thermique est évidemment censé utiliser un carburant décarboné ou à Carbone recyclable ( On ne voit pas bien l’intérêt de ce nouveau concept si c’est pour continuer à brûler du pétrole !).

Et c’est ici que le bois peut intervenir, en concurrence avec les biocarburants beaucoup plus chers.

Le bois doit être utilisé dans un moteur thermique à combustion externe, par exemple un moteur Stirling. Dans une fonction de prolongateur d’autonomie ce genre de moteur offre un rendement intéressant, d’au moins 35%.

Certes, la mise en œuvre dans une voiture d’un moteur Stirling alimenté aux granulés de bois n’est pas une affaire simple, mais le bénéfice énergétique potentiel mérite que l’on prenne la chose au sérieux.

On peut citer une réalisation de la société suédoise PRECER, qui propose un véhicule léger à deux portes Hachback (550 kg) équipé d’un moteur électrique de traction de 15 kW alimenté par une batterie de 10 ou 22 kWh rechargée par un générateur actionné par un moteur Stirling fonctionnant avec du bois en granulés. La consommation revendiquée est de 3,4 Kg pour 100 km.

Tout ceci reste évidemment à valider sur le terrain, mais d’autres sources d’information viennent confirmer cette tendance, qui pourrait apparaître chez les grands constructeurs.

Les solutions actuellement proposées se basent sur un moteur thermique « classique » pour recharger la batterie. Ces moteurs ne sont pas conçus pour cette fonction, ils sont faits pour supporter des grandes variations de régime et de charge, conditions qui conduisent à une efficacité énergétique jamais optimale. De plus ils sont bruyants et coûteux à produire.

Un prolongateur d’autonomie est appelé à fonctionner à régime stable et sur une charge bien définie. Son rendement peut donc être optimisé pour ce type de fonctionnement. De plus on lui demande de se faire oublier et, d’être en particulier silencieux.

Le moteur Stirling peut être couplé à un alternateur linéaire. Il ne comporte alors aucune pièce bruyante, pas d’explosions, pas de système de distribution, pas de vilebrequin, pas de compresseur.

Ce type de moteur n’est pas sorti d’un chapeau, il est déjà utilisé dans diverses applications:

- Générateur électrique dans les chaudières de micro cogénération.

- Idem dans des centrales solaires à concentration où des rendements supérieurs à 40% sont obtenus.

- Propulsion de sous-marins non nucléaires, à cause de son silence de fonctionnement.

- Production d’électricité par récupération de la chaleur perdue dans les conduits de cheminées.

- Etc…

Son association à un combustible comme le bois en granulés est une opportunité à ne pas négliger compte tenu du très faible coût de cette énergie par rapport aux autres énergies renouvelables.

Une affaire dont nous aurons à reparler…

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10 décembre 2014 3 10 /12 /décembre /2014 18:19

10 Décembre 2014

Madame le Maire de Paris a donc décidé de lancer une campagne d’assainissent de l’air de la capitale visant à l’éradication des véhicules à moteur diesel d’ici 2020.

Voici donc la polémique relancée, il fallait bien distraire l’attention des parisiens de certains autres sujets épineux, notamment le logement social. Après l’échec des ZAPA , ce nouveau prurit anti diesel a un relent de menace fantôme, une sorte de ressac de la tempête déclenchée par le réchauffement climatique qui vient mourir en querelle autour des nanoparticules.

La pollution engendrée par la combustion des hydrocarbures ( et pas seulement du diesel) est bien connue depuis les débuts de l’utilisation de la sainte huile dans nos moteurs. La croissance du parc automobile a eu comme conséquence inévitable l’accroissement de cette pollution.

On ne brûle pas impunément chaque année vingt-neuf Milliards de litres de carburant sans subir quelques retombées fâcheuses.

Mais notre société trop gâtée veut à la fois le beurre et l’argent du beurre. Rouler en voiture sans limite, mais ne pas en subir les conséquences. Cela s’appelle précisément l’inconséquence.

Soyons honnêtes, contre cette marée montante de la pollution engendrée par nous-mêmes, des actions furent entreprises au long des décennies.

Une première croisade fut menée avec comme objectif de combattre les effets les plus directement sensibles, à savoir les odeurs et les fumées. Ce qui fut fait avec un certain résultat. Les anciens se souviennent que dans les années soixante-dix, la traversée de Paris à pied était quasiment interdite aux personnes fragiles des bronches. Aujourd’hui on peut y respirer, même si on ne sait pas très bien ce que l’on respire.

Et puis les agences de santé ont tiré le signal d’alarme; la clarté de l’air et l’absence relative d’odeur d’essence cachaient d’autres polluants certes invisibles, mais ô combien plus pernicieux. Leur liste nécessiterait plusieurs pages et tous ne sont pas mesurables facilement. Il fut alors décidé, et dans un cadre européen voire mondial, de s’attaquer à quelques-uns de ces polluants, les plus faciles à mesurer en fait. On désigna les ennemis:

- Le Plomb, qui fut (tardivement hélas) banni de l’essence.

- L’amiante, dont les effets connus depuis plusieurs décennies ne furent eux-aussi pris en compte que tardivement. L’automobile était concernée par les plaquettes de freins et les garnitures d’embrayages.

Ces deux poisons, présents dans bien d’autres domaines, sont responsables de plusieurs dizaines de milliers de morts, et leurs effets se font toujours sentir. ( Jusque dans les plombs de chasse, qui ne tuaient pas que des perdrix)

Ces deux outsiders sont accompagnés d’une foule d’autres composants dont les effets à long terme sur la santé publique sont maintenant bien connus.

- Oxydes d’Azote ( NOx)

- Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques ( HAP)

- Composés Organiques Volatils ( COV)

- Dioxyde de Soufre ( SO2)

- Monoxyde de Carbone ( CO)

- Métaux lourds.

Dont les composants élémentaires sont légion.

Ces poisons sont tous nocifs à des niveaux différents, et sont à l’origine de graves problèmes de santé publique. Certains d’entre eux sont cancérigènes. Les autres nous tuent plus lentement, mais sont tout aussi nocifs, parlez-en aux victimes de BPCO et d’Asthme.

Les produits nocifs rejetés par les voitures se présentent sous des formes diverses, depuis l’état gazeux jusqu’à l’état de particules visibles ou non, selon leur taille.

Pour en éliminer une partie il fut décidé deux types d’actions:

D’une part agir sur la conception et le management des moteurs pour réduire à la source les taux d’émissions indésirables.

D’autre part équiper les véhicules de filtres pour « assainir » quelque peu les gaz d’échappement.

Les pots catalytiques ou les FAP ( Filtre A Particules) équipent maintenant tous les véhicules, sauf les plus anciens ( En France l’âge moyen des voitures est de 8,5 ans et le nombre de voitures âgées de plus de 15 ans est encore très important).

Hélas, malgré toutes ces précautions et ces réels efforts, les scientifiques nous expliquèrent que dans les grandes lignes on avait tout faux parce que les particules les plus nocives sont les plus petites et que rien ni personne ne pourra jamais les arrêter.

Ce sont les fameuses nanoparticules. Leurs dimensions sont de l’ordre de celles des molécules, elles s’insinuent partout, particulièrement dans les voies respiratoires où elles peuvent s’installer dans les alvéoles pulmonaires et franchir la fine barrière qui sépare l’atmosphère de l’intérieur de l’organisme.

Tous les polluants émis par nos moteurs se trouve partiellement à l’état de nanoparticules. Or les Filtres à particules ne les arrêtent pas, pas plus que les pots catalytiques évidemment. De par leur conception les filtres doivent laisser passer les gaz d’échappement; les trous de filtrage doivent être suffisamment petits pour arrêter les particules, mais suffisamment gros pour laisser passer les gaz et éviter un encrassement trop rapide. De plus, les particules arrêtées par les FAP des diesels s’y accumulent et doivent bien être évacuées sous peine de boucher l’évacuation des gaz et provoquer une casse moteur; ceci est obtenu en brûlant la couche de suie et en évacuant les résidus dehors. C’est la « régénération », qui transforme les grosses particules en petites, sans en changer vraiment la nocivité.

L’état de la technologie d’aujourd’hui ne permet pas de faire mieux.

De récentes analyses montrent que les nouveaux moteurs à essence à injection directe émettent autant de nanoparticules que les moteurs diesel, sinon plus. ( Tests menés par TÜV Nord sur trois modèles de voiture moyennes Ford, Hyundai et Renault). [http://www.transportenvironment.org/sites/te/files/publications/GDI%20Briefing_final_T%26E.pdf]

La norme Euro 6b est entrée en vigueur en Septembre 2014 pour la réception des nouveaux modèles. Elle fixe une limite aux émissions de particules :

6 000 Milliards de particules par km pour les voitures équipées de moteurs à essence à injection directe.

6 00 Milliards /km pour les diesel.

Assez curieusement les moteurs à essence sont autorisés à émettre davantage de particules que les diesel !!! Cette tolérance cessera paraît-il en 2017, les essence ne devront pas polluer plus de les diesel (!).

Ce qui prouve s’il en était besoin qu’il y a un vrai problème sur les nouveaux moteurs à essence à injection directe.

On notera la quantité extravagante de particules que nos moteurs sont désormais autorisés à émettre dans la nature. On parle de centaines de milliards par km pour une seule voiture ! Et ceci en sortie des filtres censés les arrêter !

Tout ceci ressemble fort à une mascarade.

La sevérisation des normes successives permet certes de réduire la pollution automobile, mais ne permettra jamais de la supprimer pour les moteurs utilisant des hydrocarbures, fossiles ou renouvelables.

Les biocarburants sont des hydrocarbures et à ce titre seront également sources d’émissions de polluants.

La seule façon de supprimer les émissions polluantes d’une voiture en circulation est d’adopter une motorisation exempte par nature de rejets polluants. Aujourd’hui on pense d’emblée à la motorisation électrique, qui ne rejette rien.

Les moteurs électriques peuvent être alimentés par de l’électricité stockée dans une batterie, ou fabriquée « in situ » par une pile à combustible. Il faut alors s’assurer que la production de cette électricité n’est pas elle-même à l’origine d’une pollution au cours de la fabrication, de l’utilisation des batteries, des piles à combustibles, des éoliennes, des panneaux photovoltaïques, et de leur recyclage .

L’électricité n’est pas le seul recours. L’Hydrogène constitue un carburant dont la combustion ne s’accompagne d’aucun rejet polluant, tout au moins en théorie. Ce gaz doit être produit par une méthode elle-même non polluante; on pense à l’électrolyse de l’eau par de l’électricité verte.

On peut craindre que, tant que des hydrocarbures, fossiles ou non, seront utilisés dans nos moteurs, la pollution aux nanoparticules restera inévitable qu’il s’agisse de supercarburant, de gazole, de bioéthanol ou de biodiesel.

En attendant la ou les solutions qui permettront de rouler électrique en permanence, la voiture hybride représente une solution « acceptable » au moins pour réduire la pollution en centre ville:

Rouler propre en ville et polluer à la campagne, ce n’est certes pas glorieux, mais la vie est faite de compromis et celui-ci en vaut bien un autre, au moins pour un temps.

Les usagers qui roulent au Diesel ont fait ce choix par économie, pour réduire leur budget carburant d’une part, et en espérant revendre leur véhicule plus cher en occasion au bout de quelques années. Leur interdire l’accès des centres villes équivaut à annuler la valeur marchande de leur voiture tout en leur imposant l’achat d’un véhicule neuf qui, logiquement, devrait être un véhicule électrique ou hybride. En effet il serait absurde de mettre à la casse une voiture diesel récente au motif qu’elle émet des nanoparticules, pour la remplacer par une autre à essence qui en émettra tout autant !

Il serait plus intelligent de s’occuper de la façon dont les tests de pollution sont mesurés pour l’homologation des véhicules neufs, et d’interdire aux constructeurs d’optimiser leurs réglages pour obtenir les meilleurs résultats aux tests, sachant que ces tests ne représentent en aucun cas les conditions réelles d’utilisation.

Il nous reste à espérer que la raison triomphera et que la mesure « anti-diesel » se transformera en un vrai programme de réduction de la pollution automobile en général, grâce à la mise en œuvre de mesures de bon sens:

- Elimination des véhicules « poubelles » à travers le contrôle technique et les contrôles volants ( Car il y en a, et pas seulement des diesels).

- Soutien à la mise en œuvre des nouvelles normes d’homologation des véhicules.

- Sévérisation des procédures de préparation des véhicules pour les tests d’homologation.

- Incitations à l’achat de véhicules électriques et/ou hybrides: Prime à l’achat, aides à l’installation de bornes de rechargement, prime à la casse.

- Mise en place de mesures en faveur des véhicules électriques et hybrides en mode électrique contrôlable: Stationnement gratuit y compris en parkings, places de stationnement réservées, multiplication des postes de rechargement, gratuité de l’électricité de recharge, zones de restriction de circulation réservées aux véhicules électriques, etc…

- Incitations à la pratique du covoiturage .

- Développement des transports collectifs « propres ».

- Politique d’incitation à l’électrification des véhicules utilitaires et de livraisons en zone urbaine.

Bien sûr il est plus facile de faire appel au hussard de service pour prendre des décisions à l’emporte-pièce quitte à les annuler huit jours plus tard comme pour les feux de cheminées, et bien d’autres.

Les problèmes difficiles ne peuvent se régler que par la réflexion et la concertation, en écartant les conflits d’intérêts, les postures idéologiques, les groupes d’influence, les effets d’annonces, et en acceptant de mécontenter une minorité lorsque l’intérêt général l’exige. Mais ne rêvons pas, tout cela n’est que l’image en négatif de la vie politique…

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