J. Ongena, D. Van Eester et F. Durodié LPP ERM/KMS Mai 1999
Consommation d'énergie Différentes méthodes sont à notre disposition pour "produire" de l'énergie et ainsi satisfaire aux besoins en énergie sans cesse croissants de notre société. Strictement parlant, l'énergie n'est pas vraiment "produite", mais plutôt transformée d'une forme d'énergie en une autre. Ainsi, l'énergie mécanique du vent, par exemple, est transformée en énergie électrique via des éoliennes. La production d'énergie est basée sur l'exploitation des trois grands réservoirs d'énergie disponibles, à savoir: - l'énergie provenant du soleil (qui peut être captée soit directement, soit par l'intermédiaire du vent, des rivières, ou encore en stipulant que ce réservoir a été créé dans un passé lointain par la photosynthèse - des combustibles fossiles); - l'énergie du système terre-lune (marées et énergie géothermique); - l'énergie des noyaux atomiques (fusion de noyaux d'atomes légers ou fission de noyaux d'atomes lourds). Dans une discussion relative à la consommation de l'énergie, il est utile de faire la distinction entre, d'une part, l'énergie primaire disponible au début du processus de transformation de l'énergie, et, d'autre part, l'énergie effectivement utilisable par l'utilisateur. Ces deux grandeurs diffèrent l'une de l'autre car la transformation d'une forme d'énergie en une autre est inévitablement accompagnée de pertes. Dans le cas spécifique de la génération d'électricité, seulement du tiers à la moitié de l'énergie primaire est effectivement transformée en énergie disponible sur le réseau électrique. Remarquons également que l'énergie primaire n'est pas exclusivement utilisée à des fins de production d'électricité: ainsi, dans notre pays, cette destination ne représente qu'un tiers de l'énergie primaire consommée, la part restante étant utilisée dans le secteur des transports, pour le chauffage, dans l'industrie, etc.
Consommation moyenne d énergie primaire par personne Le tableau ci-dessous donne une idée des besoins annuels en énergie. La première colonne reprend le pays, la deuxième le nombre d'habitants et la troisième l'utilisation moyenne d'énergie primaire par habitant en 1996. Il faut remarquer que la consommation d'énergie dépend étroitement du niveau de vie du pays: - dans un pays relativement pauvre, comme la Chine, un habitant moyen consomme beaucoup moins d'énergie que dans un pays au niveau de vie plus élevé, comme la Belgique; - dans des pays qui couvrent de manière autonome leurs besoins énergétiques (le Canada par exemple), les prix de l'énergie sont plus bas, et en moyenne plus d'énergie est consommée. Pays Population Consommation/habitant 1 [10 6 habitants] [kw] Canada Norvège USA Belgique Royaume-Uni Japon France Chine Inde 29.96 4.38 265.28 10.16 58.78 125.76 58.37 1232.08 939.42 13.61 13.28 11.76 8.26 5.71 5.68 5.65 1.00 0.41 Monde 5787.04 2.17 1 L'unité d'énergie adoptée par les compagnies d'électricité est le kilowattheure (kwh). Une consommation annuelle de 1 kwh = 3.6 10 6 J correspond à une puissance moyenne d'environ 0.11 W. Le tableau donne la consommation d'énergie primaire par habitant en kw. En 1996, la consommation mondiale d'énergie (primaire) avoisinait 3.96 10 20 J, tandis que celle d électricité était de 4.34 10 19 J. A l échelle mondiale, environ 1/9 de l énergie primaire produite est donc disponible sous forme d électricité. Dans le cas spécifique de la Belgique, ce chiffre se situe aux alentours de 1/10. En effet, il ressort du tableau ci-dessus que l utilisation d énergie primaire en 1996 était de 7.35 10 11 kwh en Belgique; d autre part, Electrabel et la SPE mentionnent une production totale d'électricité en 1996 de 7.24 10 10 kwh (dont à peu près 60% dans les centrales nucléaires, 38% par combustion de combustibles fossiles, le solde provenant des énergies renouvelables), ce qui correspond à une consommation moyenne d électricité par habitant de 0.812 kw.
Proportions des différentes méthodes de production de l énergie dans le monde Méthode/matière première Puissance [TW] Part relative (%) Pétrole Charbon Gaz naturel Hydroélectrique Nucléaire Géothermique/solaire/éolienne 4.60 3.12 3.02 0.88 0.81 0.11 36.6 24.9 24.1 7.0 6.5 0.9 Le tableau ci-dessus donne la production mondiale d énergie primaire pour l année 1996. Il n est pas tenu compte de la combustion directe de la biomasse, parce que la quantité de bois qui est utilisée dans le monde (principalement dans les pays en voie de développement) pour le chauffage ou l usage ménager peut difficilement être estimée. La part d énergie produite de cette façon avoisinerait les 12%. L importance des économies d énergie La nature impose des limites à l efficacité avec laquelle l énergie peut être convertie d une forme à une autre. Tant du côté du producteur que du consommateur, des pertes sont liées au processus de transformation de l énergie. En 1995, l énergie primaire totale libérée par l'ensemble des réacteurs dans le monde se montait à 24.59 10 18 J, alors que l énergie fournie sous forme d électricité par ces mêmes réacteurs était de 7.92 10 18 J. Le rendement de cette forme de production d énergie est donc, à l échelle mondiale, d environ 33%. Ce chiffre se situe autour de 10% pour les cellules photovoltaïques, de 90% dans un foyer de combustion, et de 98% dans un générateur d électricité (dynamo). Lors du transport entre le producteur et l utilisateur, de l énergie est à nouveau perdue: les pertes liées au transport et à la distribution de l électricité en Belgique s élevaient en 1997 à environ 5%. De nouvelles pertes surviennent quand l énergie est reconvertie par l utilisateur en lumière, chaleur, mouvement, etc. Ainsi, par exemple, 93% de l énergie est transformée en énergie cinétique dans un moteur électrique tandis que seulement 3% de l'énergie est transformée en lumière dans une lampe à incandescence, le solde de l énergie étant libérée sous forme de chaleur. Dans une voiture, la plus grande partie de l énergie est également perdue sous forme de chaleur. Considérons par exemple une voiture individuelle roulant sur une route plate à 95 km/h. Pour une consommation de combustible de 8l/100km, sa puissance chimique est de 71 kw. De cette puissance, 80% sont perdus sous la forme d énergie thermique dans le moteur, et seulement une petite partie est utilisée pour les phares, le ventilateur, etc. De la puissance restante, 25% sont perdus thermiquement dans la transmission. Finalement, seuls 9 kw sont effectivement utilisés pour propulser le véhicule: 4.6 kw pour vaincre la résistance de l air, et 4.4 kw pour propulser les roues. L efficacité maximale d un processus de conversion d énergie peut, jusqu à un certain point, être augmentée. Néanmoins, les améliorations technologiques réduisant les pertes nécessitent des recherches, et donc coûtent de l argent. De tels investissements ne sont souvent considérés comme utiles qu à partir du moment où ils sont économiquement attrayants (par ex. par raréfaction des matières premières).
Le graphique ci-dessous donne la part relative des différentes méthodes de production d énergie ainsi que l énergie primaire effectivement utilisée (en 10 18 J), pour les USA en 1979. Quantité de combustible nécessaire au fonctionnement d'une centrale de 1GW el : Charbon Pétrole Fission Fusion 2.7 10 9 kg 2.5 10 9 kg 2.8 10 4 kg 10 2 kg D et 1.5 10 2 kg T Puissances typiques de quelques appareils: Appareil Ampoule Spot Installation musicale Lustre (5 lampes) Fer à repasser Bouilloire Appareil de chauffage Cuisinière Voiture Puissance [kw] 0.06 0.1 0.2 0.3 1.0 1.5 1.5 4.0 80.0
Le problème énergétique Approvisionnement en combustible Actuellement, dans notre approvisionnement en énergie, les carburants fossiles se taillent la part du lion. Cependant, les réserves de ces carburants ne sont pas inépuisables. Le tableau cidessous nous donne les quantités de carburant prouvées et exploitables dont nous disposions en 1998 ainsi que la durée durant laquelle ces quantités peuvent subvenir à nos besoins énergétiques au taux de consommation de 1996. D'un autre côté, nous pouvons aussi affirmer que nous trouverons dans le futur d'autres réserves exploitables et que par conséquent, les chiffres de notre tableau sont un peu pessimistes. Effectivement, mais cela ne fait que retarder l'échéance et il est inévitable que dans le futur, à un certain moment, il y aura insuffisamment de combustible pour subvenir à tous nos besoins énergétiques. Matière première Réserve [10 21 J] Durée de vie [années] Pétrole Gaz Charbon 7.34 5.46 24.10 50 63 220
L'effet de serre La quantité limitée de carburant encore en réserve et qui pourrait fournir à notre société l'énergie indispensable, pose elle-même déjà un problème. En effet, longtemps avant que ces réserves ne soient épuisées, le rejet de gaz à effet de serre lors de la combustion de ces carburants fossiles peut mener à un réchauffement global de la planète. La combustion de carburants fossiles libère en effet de grandes quantités de CO 2 dans l'atmosphère. La nature empêche en grande partie ce gaz de s'échapper directement dans l' atmosphère: une partie non-négligeable est absorbée par les océans, une autre est utilisée par les plantes qui, par le biais de la photosynthèse, le transforment en amidon et en oxygène, matières utiles pour elles comme pour nous. Les immenses régions boisées telles que les forêts tropicales le long de l'amazone sont de ce fait appelées les "poumons" de la terre. Bien que l'homme n'ajoute qu'une petite quantité de CO 2 à l' atmosphère, celle-ci perturbe le fragile équilibre naturel et a pour conséquence une augmentation de la concentration moyenne de CO 2. Des études ont montré qu'il existait une corrélation entre la concentration de CO 2 dans l'atmosphère et la température: une augmentation de la concentration de CO 2 a pour conséquence un réchauffement global de la terre et de l'atmosphère. Une conséquence observable de ce phénomène est la fonte des calottes polaires (pensons au détachement de masses de glace au pole sud en 1998) et des icebergs. La violence actuelle du phénomène cyclique El Niño serait due, selon certains, au réchauffement de l'atmosphère. Des chercheurs et des hommes politiques de la planète entière sont d'accord pour affirmer qu'on ne peut plus laisser la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère croître de façon sauvage. Afin d'atteindre cet objectif, il convient soit de développer des méthodes permettant de maîtrise les rejets de gaz à effet de serre, soit de freiner, voire d'arrêter, la combustion de carburants fossiles (et donc produire notre énergie d'une façon différente). Evolution de la concentration de CO 2 atmosphérique.
Distribution géographique de l'émission de CO 2 suite à la combustion de carburants fossiles [1996]: Pays Quantité [10 9 T] % USA Russie Europe de l'ouest Chine Europe de l'est Japon Inde Canada Autres 5.38 2.25 3.56 2.95 0.76 1.07 0.85 0.52 4.82 25 10 16 13 3 5 4 2 22 Total 22.16 100 Emissions de CO 2 [10 9 T] pour différents combustibles [1996]: Gaz naturel 4.43 Carburants liquides à base de pétrole brut 9.12 Charbon 8.61 Total 22.16 La production d'électricité à partir de sources d'énergie renouvelables paraît à première vue entièrement respectueuse de l'environnement. Mis à part l'impact sur le paysage, il n'y a pas ou peu de pollution directe et les combustibles sont épargnés. Cependant, la prise en compte de l'impact sur l'environnement sur toute la durée de vie de ces installations (phase de construction comprise), amène à nuancer cette image. Le tableau ci-dessous donne la quantité de CO 2 libérée durant les phases de construction et de production pour différentes méthodes de production d'énergie. Le chiffre pour l'énergie éolienne est calculé sur base d'une vitesse moyenne de vent à la côte et le chiffre pour l'énergie solaire est basé sur les chiffres de 1996: Emissions de CO 2 [g/kwh] Phase de construction: Phase de production: Charbon Gaz Nucléaire Vent (côte) 2 2 2 30 900 390 0 0 Soleil (1996) 200 0
Méthodes de production d'énergie L'énergie peut être produite au départ de trois sources: le soleil, le système terre-lune et les noyaux atomiques. L'exploitation de la première fait appel non seulement aux techniques "classiques" de production d'énergie solaire (électricité créée à partir de cellules photovoltaïques ou chaleur provenant de panneaux solaires), mais également à tous les systèmes qui fonctionnent indirectement sur base d'énergie d'origine solaire (énergie éolienne, énergie hydraulique, biomasse, carburants fossiles). L'exploitation de la deuxième fait appel aux techniques qui utilisent l'énergie des marées et la chaleur de la terre. L'exploitation de la dernière enfin, fait appel aux techniques nucléaires: fission nucléaire et fusion nucléaire. L'énergie solaire Le rayonnement solaire dans le monde. Les lignes qui séparent deux zones de teintes différentes sont des lignes où l'énergie reçue du soleil est constante. En partant des zones claires et en allant vers les zones plus sombres, elles correspondent environ à des valeurs de 3, 4, 5, 6, 7 et 8 10 9 J/m 2 /an (10 9 J/m 2 /an = 32 W/m 2 ).
Bilan de l'énergie reçue du soleil:
Production d électricité par cellules photovoltaïques: Rendement spectral (maximal) η s : 45% Rendement de collection (maximal) η c : 75% Rendement global (maximal) η s η c : 34% Rendement pratique actuel: ±10% Rendement futur: 20%? Exemple pratique: superficie nécessaire pour l alimentation de la Belgique en électricité au moyen de cellules photovoltaïques L insolation d une surface horizontale, c.-à-d. la puissance rayonnée par le soleil et reçue par cette surface, est en moyenne (sur une année) de 110 W/m 2. Elle tombe à 20 W/m 2 en décembre et est de l ordre de 200 W/m 2 en été. Environ 60% de cette puissance provient du rayonnement diffus tandis que les 40% restants proviennent du rayonnement direct. Compte tenu d un rendement de conversion photovoltaïque de 10%, 11 de ces 110 W/m 2 peuvent effectivement être convertis en électricité. Sachant que la consommation d énergie moyenne est de 812 W/habitant en Belgique, il s ensuit qu il faudrait recouvrir une superficie de 74 m 2 de cellules photovoltaïques pour répondre aux besoins en énergie d un Belge. Pour répondre aux besoins de l ensemble de la population, il conviendrait donc d en recouvrir une superficie de 740 km 2 (27 km x 27 km). Ce calcul suppose les panneaux placés horizontalement. En été et par temps clair, le soleil étant au zénith et le collecteur placé perpendiculairement aux rayons du soleil, le pic de puissance atteint est beaucoup plus important: 1000 W/m 2. Afin de profiter au maximum de l insolation, les panneaux sont placés en oblique et orientés vers le sud. De la figure ci-dessous on tire qu une inclinaison de 60 o des panneaux (courbe 3) garantit une bonne insolation en hiver sans trop la pénaliser en été. Etant donné que la position du soleil dans le ciel varie continuellement et afin d éviter que les panneaux ne se trouvent dans l ombre l un de l autre le matin ou le soir, il faut prévoir, pour capter la même quantité d énergie dans une ferme solaire avec des panneaux en oblique, des étendues beaucoup plus vastes (typiquement d un facteur 3-4).
Laboratory for Plasma Physics Placer les panneaux horizontalement (courbe 1) permet de recevoir la lumière solaire du lever au coucher du soleil, mais réduit considérablement l insolation en hiver (c.-à-d. quand la demande en énergie est la plus forte). Le fait de placer les panneaux en oblique et orientés vers le sud permet de remédier partiellement à ce problème, mais cause la perte d une partie de l ensoleillement. Les courbes 2 et 3 donnent les résultats pour des inclinaisons de respectivement 30o et 60o. La courbe 4 montre ce qui serait capté par des panneaux placés verticalement. Discussion relative aux coûts de stockage Les cellules solaires produisent le maximum de puissance lorsqu'on en a le moins besoin: en été, lorsque les besoins en chauffage sont nuls. Compte tenu de la situation actuelle de la technologie, l énergie solaire coûte environ 10 BEF/kWh dans les régions ensoleillées. Dans les autres régions, l énergie doit être stockée. Cela en fait rapidement monter le prix: en Belgique, le coût estimé atteint alors 40 à 50 BEF/kWh. [A titre de comparaison et tenant compte d un tarif nuit et jour, le prix de l électricité était en 1998, pour le particulier, de 5 BEF/kWh]. Une partie appréciable des coûts de stockage provient du fait que l énergie doit être convertie en une autre forme (voir la discussion au sujet de la relative inefficacité de la conversion d énergie). Cette conversion nécessite de plus un investissement supplémentaire en matériel et en espace. Ferme solaire
Energie hydraulique Puissance produite: P = Q g h [W] Q : débit [kg/s] g : constante gravitationnelle (9.81 m/s 2 ) h : chute [m] Barrage Le débit total de toutes les rivières au monde est de 8 10 5 m 3 /s et la chute moyenne de 880 m. La puissance maximale disponible par énergie hydraulique est donc de 5 TW. Le taux d exploitation actuel en est de 6%. La Belgique dispose de 16 centrales hydroélectriques pour une puissance développée (maximale) de 86.7 MW et de deux centrales de pompage qui peuvent fournir durant une période d environ 6 heures une puissance de 1164 MW. En 1997, les centrales hydrauliques ont fourni une puissance de 2.83 10 5 MWh (ce qui correspond à une puissance moyenne sur base annuelle de 32.3 MW) et les centrales de pompage une puissance de 9.24 10 5 MWh (ce qui correspond à une puissance moyenne sur base annuelle de 105.5 MW) Aperçu de l énergie hydroélectrique produite en 1996 Pays Energie [TWh] Puissance moyenne [GW] Part [%] Canada USA Brésil Chine Norvège Japon Inde France Suède Italie Belgique 349.2 348.3 263.1 181.3 102.6 79.0 72.0 62.1 50.7 41.4 0.2 39.9 39.8 30.1 20.7 11.7 9.0 8.2 7.1 5.8 4.7 0.023 13.8 13.8 10.4 7.2 4.1 3.1 2.8 2.4 2.0 1.6 8 10-3 Monde 2530.2 288.84 100
Energie éolienne Puissance produite: P = 1 2 η ρ A v in 3 η : rendement ρ : densité de l air ( 1.2 kg/m 3 ) A : surface couverte par les pales du rotor (m 2 ) v in : vitesse du vent avant l éolienne (m/s) v out : vitesse du vent après l éolienne (m/s) Le rendement théorique sans pertes est de [b/2 (2-b) 2 ] avec v out = v in (1-b). Ce facteur est maximal pour b = 1/3. Le rendement optimal correspondant est de 60%. Dans la pratique, des pertes apparaissent parce que le vent ne tombe pas à deux tiers de sa vitesse après l éolienne et à cause des frottements. Ceci tenu en compte, le rendement effectif est d environ 36%. Exemple pratique: L installation d un parc à éoliennes n a de sens qu à un endroit où la puissance du vent est suffisante: la puissance disponible est en effet 8 fois plus grande (plus faible) si le vent souffle deux fois plus fort (faiblement). Les endroits dégagés (à la côte ou dans les grands espaces) sont les endroits où les vitesses de vent mesurées sont les plus importantes. En Belgique, la vitesse du vent à la côte est de 6 m/s en moyenne; elle tombe à 70% de cette valeur 60 km à l intérieur des terres. Pour produire une puissance de 1 kw à la côte, les éoliennes doivent donc avoir des pales de 2.6 m de longueur. Les éoliennes sont conçues pour fournir de l énergie jusqu à une vitesse maximale du vent, vitesse au-delà de laquelle elles ne sont plus utilisées afin d' éviter les dégâts structurels par torsion des pales et de l axe. Au plus grande est la vitesse de vent maximale acceptée, au plus robuste et donc au plus chère doit être la machine. Etant donné que le vent ne souffle pas continuellement et qu'il souffle parfois trop fort, une éolienne ne peut être employée que 25 à 30% du temps pour produire de l énergie. Afin de satisfaire à tout moment aux besoins en énergie, il est indispensable de disposer en même temps d une autre source (conventionnelle) d énergie plus fiable. La majorité de l énergie éolienne est fournie par des turbines d une puissance moyenne de 125 kw (500 kw de puissance de pointe). A la côte belge, cela requiert des pales (demi diamètre de la machine) de 25 à 30 mètres. Le remplacement d une centrale électrique actuelle typique (1 GW) demande dès lors l implantation de 8000 éoliennes. Il existe déjà des prototypes avec un pic de puissance de 1.6 MW (400 kw de puissance moyenne).
La figure ci-dessous montre les densités de puissance (W/m 2 ) du vent en Belgique et donne quelques valeurs caractéristiques du parc de Zeebrugge.
Combustion de combustibles fossiles Exemple de combustion d un combustible fossile solide: C + O 2 CO 2 + 15 ev La combustion d 1kg de carbone demande 2.66 kg (soit 1.85 m 3 ) d oxygène pur (soit 8.8 m 3 d air) et produit une énergie thermique de 1.2 10 8 J. Compte tenu d un rendement de 36% du processus de conversion énergie thermique énergie électrique, on obtient une énergie électrique de 4.3 10 7 J (soit 12 kwh) et 3.67 kg (soit 1.85m 3 ) de CO 2 sont formés. Le carbone (anthracite pur) se rencontre rarement dans la nature. Etant donné que la photosynthèse 6 CO 2 + 5 H 2 O C 6 H 10 O 5 + 6 O 2 est à la base de la formation du combustible fossile, le charbon contient, outre du carbone, de grandes quantités d hydrogène et d oxygène. De nombreux autres éléments parmi lesquels le soufre et l azote se retrouvent également dans le charbon. Exemple de combustion d un combustible fossile gazeux: CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O + 25 ev CH 4 : méthane (90% du gaz naturel) La combustion d 1 kg de méthane réclame 2.77 m 3 d oxygène et libère une énergie thermique de 1.5 10 8 J. Tenant compte du même rendement de conversion que dans le cas précédent, on obtient une énergie électrique de 5.4 10 7 J (soit 15 kwh) et 1.39 m 3 de CO 2 sont formés. Capacité calorifique de quelques combustibles fossiles: Combustible Tourbe Lignite Gaz de ville Charbon Essence & mazout Capacité calorifique [MJ/kg] 16 19 29 30 42
Energie d origine nucléaire: fusion et fission Fusion nucléaire La masse d atomes légers est convertie en énergie sur base de la célèbre formule d Einstein: ΔE = Δm c 2 Exemple d une réaction de fusion: D + T 4 He + n + 17.6 MeV Le deutérium D est un isotope non-radioactif de l hydrogène présent dans l eau (33 grammes de deutérium par tonne d eau). Le tritium T est un isotope radioactif de l hydrogène qui n est pas présent à l état naturel. Ce réactif est produit dans la couverture de lithium entourant le réacteur avec l aide du neutron n produit par la réaction D-T suivant les réactions 6 Li + n 4 He + T + 4.78 MeV 7 Li + n 4 He + T + n - 2.47 MeV Le tritium a une durée de vie de 12.3 ans et se désintègre en 3 He par émission d un électron (émetteur β) : T 3 He + e - + 18.7 kev Les réserves de deutérium sur terre permettent en principe de produire de l énergie de fusion pendant 10 10 années. De par la nécessité de fabriquer du tritium, le lithium est indirectement un des combustibles de la réaction. Les réserves connues de lithium permettraient de produire de l énergie de fusion pendant 3000 ans. Cette durée pourrait être allongée jusqu à 6 10 7 années pour autant que l on s efforce d également extraire le lithium de l eau de mer.
Fission nucléaire La masse des atomes lourds est transformée en énergie sur base de la célèbre formule d Einstein: ΔE = Δm c 2 Exemple d une réaction de fission: 235 U + n produits fissiles + 2 ou 3 neutrons + 200 MeV Les réserves connues d uranium permettent, au rythme actuel de consommation, de fournir de l énergie pendant 50 ans (3000 ans si usage est fait de la surgénération) par les réactions de fission nucléaire. Le principal désavantage du nucléaire est la radioactivité des déchets et leurs longues durées de vie, reprises dans la table ci-dessous pour quelques-unes des substances ayant les plus longues durées de vie. Noyau mère Particule éjectée Nouveau noyau durée de vie (années) 238 U α 234 Th 4.5 10 9 235 U α 231 Th 7.5 10 8 234 U α 230 Th 1.5 10 5 230 Th α 226 Ra 8.0 10 4 226 Ra α 222 Rn 1.6 10 3 Le stockage de ces déchets doit par conséquent répondre à des normes strictes. Malgré les mesures sévères de retraitement, il peut apparaître irresponsable de laisser nos déchets dangereux en héritage aux futures générations. La quantité de déchets est néanmoins très limitée: un réacteur de 1 GW el produit annuellement quelques 50 litres de déchets hautement radioactifs qui, une fois emballés, forment un volume de quelques m 3 ainsi qu'une centaine de m 3 de déchets faiblement radioactifs. En Belgique, 66% de la production d électricité est produite par 7 réacteurs nucléaires de fission (Doel & Tihange) de type PWR (Pressurized Water Reactor); mis à part deux de ces réacteurs (Doel 1 & 2: 400 MW el ), chacun d entre eux délivre une puissance d environ 1 GW el.
Réflexions sur les différentes méthodes de production d énergie Combustibles fossiles - Réserves limitées (quelques centaines d années) - Combustibles primaires les plus utilisés - Exigent d énormes quantités de combustibles; ceux-ci pourraient être exploités à des fins plus utiles par les industries chimiques et pharmaceutiques - Production en masse de déchets nuisibles sous forme gazeuse; les autorités établissent des normes en vue de réduire ces émissions - Technologie connue et éprouvée; amélioration du rendement difficile Fission nucléaire - Très peu de combustible nécessaire - Le combustible est disponible pour une longue période (3000 ans) en cas d emploi de la technologie du surgénérateur - Déchets hautement radioactifs et à longue durée de vie + volume limité de déchets à courte durée de vie - La complexité et l activation exigent le respect d importantes normes de sécurité Fusion nucléaire - Inépuisable - Très peu de combustible nécessaire - Paroi du réacteur activée pour ±100 ans (la génération qui produit les déchets les retraite également) - Faisabilité physique démontrée mais pas encore la faisabilité économique - La complexité et l activation exigent le respect d importantes normes de sécurité Energies renouvelables - Inépuisable - Faible densité d énergie: grandes superficies nécessaires - Vent, soleil, pas disponibles en permanence; coûts de stockage non négligeables - Respectueux de l environnement? - Des progrès technologiques peuvent améliorer le rendement et abaisser les coûts
Références: - International Energy Annual 1996, DOE/EIA-0219(96), Energy Information Administration, Washington DC (1998) - The Energy Sourcebook, R. Howes & A. Fainberg, AIP, New York (1991) - Learning About Energy, D.J. Rose, Plenum Press, New York (1986) - Energie: Fysische Beginselen van Energieproductie en conversie, R. Weynants, ERM- KMS, Brussel (1997) - Energy for Future Centuries, J. Ongena & G. Van Oost, Proc. 3 rd Carolus Magnus Summer School on Plasma Physics, Transactions of Fusion Technology, Illinois (1998) - Milieurapport 1997, Electrabel & SPE, Brussel (1998) - Met energie leven, 1. Energie gebruiken, 1.2 Natuurlijke bronnen van energie, Onderwijsmap Electrabel, Brussel (1997) Traduction du néerlandais: Pierre Dumortier, Jean-François Couchard et Nicolas Pieret. Remerciements La compilation de ce recueil d informations relatif à la production et à l utilisation de l énergie a largement bénéficié des informations de et entretiens avec Mr. Lemmens, Mr. Verbeeck et Mr. Thoumsin d Electrabel.