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Le nucléaire pour lutter contre le réchauffement climatique.

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Le nucléaire pour lutter contre le réchauffement climatique.

Agenda:

1 - La consommation annuelle mondiale d’énergie dans le monde.
2 - Les réserves d’Uranium dans le monde.
3 - Quelle énergie pour ces réserves ?
4 - Conclusions sur le nucléaire aujourd'hui.
5 - Le nucléaire du future.
5.1 - Des réacteurs de 4éme génération.
5.2 - Le Thorium.
5.3 - La fusion.
5.4 - Les réserves d’Uranium dans l’eau de mer.

1 - La consommation annuelle mondiale d’énergie dans le monde:
« La consommation énergétique mondiale finale était en 2014, selon l'Agence internationale de l'énergie de 9,425 milliards de tep » (https://fr.wikipedia.org/wiki/Ressources_et_consommation_%C3%A9nerg%C3%A...)
1 tonne d'équivalent pétrole (tep) = 11 628 kWh= 1.326488706 kW pendant une année.
Donc la consommation annuelle mondiale d’énergie en 2014 est de 12502 gigawatt.

2 - Les réserves d’Uranium dans le monde :
24.13 millions de tonne. (http://www.sfen.org/fr/lenergie-nucleaire/luranium-dans-le-monde)

3 - Quelle énergie pour ces réserves ?
« Une centrale nucléaire classique à stockage direct d’une puissance de un gigawatt consomme 162 tonnes d’uranium par an. » (Sustainable Energy — Without the Hot Air. David MacKay)
Donc un potentiel de : 148950.6 gigawatt pendant une année.
C’est à dire 11.9 années de la consommation mondiale d’énergie.

4 - Conclusions sur le nucléaire aujourd'hui :
A partir de ces faits il est difficile de considérer le nucléaire actuel comme une solution pour lutter seul contre le réchauffement planétaire maintenant 5 à 10% de la production d’énergie d’origine nucléaire au niveau mondial a du sens.
De plus, il y a des évolutions/progrès possible dans la filaire.

5 - Le nucléaire du futur :

5.1 - Des réacteurs de 4éme génération :
Des réacteurs de 4éme génération qui permettent de 50 à 100 fois plus d’électricité avec la même quantité de minerai. Nous avons beaucoup de difficultés pour mettre en exploitation les générateurs de 3eme génération (EPR, AP1000, ACP1000….)
Entre 500 et 1000 ans de réserves.

5.2 - Le Thorium :
« il est quatre fois plus abondant que l'uranium, » (https://fr.wikipedia.org/wiki/Thorium)
Maintenant qu’elle serait sa traduction concrète d’un point de vue énergétique ?

5.3 - La fusion:
International Thermonuclear Experimental Reactor, High Power Laser Energy Research…. L’avantage serait d’utiliser des ressources abondantes “les océans contiennent naturellement une telle masse de deutérium (33 g/m32,3) qu'ils pourraient théoriquement satisfaire la consommation d'énergie actuelle de l'espèce humaine pendant cent millions d'années (1 m3 d'eau peut potentiellement fournir autant d'énergie que la combustion de 700 t de pétrole) “ (https://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire)
Pour l'International Thermonuclear Experimental Reactor on parle d’une solution opérationnelle en 2050….

5.4 - Les réserves d’Uranium dans l’eau de mer :
« Presque tout l’uranium récupérable se trouve non pas dans le sol, mais dans les océans : l’eau de mer contient 3,3 mg d’uranium par m3, ce qui fait un total de 4,5 milliards de tonnes à l’échelle de la planète. » (Sustainable Energy — Without the Hot Air. David MacKay)
2000 ans de réserves. Comment l’extraire ?

Contact : fabrice.tressard@ffe-modem.org

#1

Commentaire de Nicolas Feat:
"
En effet, il y a un soucis sur l'approvisionnement a long terme en U235. Cependant, il y a tellement peu de centrales aujourd'hui que cet approvisionnement n'est vraiment pas un soucis immediat. D'autant que le chiffre que tu donnes ne prend pas en compte l'ensemble de l'uranium present (les reserves c'est complique, et ca varie en fonction du prix de marche du produit considere).

Je vais essayer de retrouver une presentation sur le nucleaire en chine, ou les ingenieurs expliquent que leur plan est de faire de la surgeneration (U/PU, ou Thorium/U233)

ITER ne debouchera sur une solution operationnelle au mieux que dans un siecle. 2050, c'est une date pour les gogos et les journalistes.
2040-2050, ca peut etre raisonnable pour un modele industriel de surgenerateur, mais c'est a peu pres tout
"

#2

Nicolas avait raison en ce qui concerne les réserves d’Uranium.

Les chiffres de la Société Française d’Energie Nucléaire indiquent :

  • « les ressources mondiales identifiées dont le coût d’extraction est inférieur à 130 USD/kg représentent à ce jour plus de 5,9 millions de tonnes (Mt), »
  • « coût supérieure (< 260 USD/kg), qui n’est pas exploitable en l’état actuel du marché, compte 7,63 Mt de réserves prouvées ou induites. »
  • « de nouveaux gisements non encore découverts pourraient voir le jour. Les études géologiques estiment à 10,6 Mt le potentiel des ressources dites pronostiquées ou spéculative. »

(Cf. http://www.sfen.org/fr/lenergie-nucleaire/luranium-dans-le-monde)

C’est-à dire 24.13 Mt.

Je corrige l’étude ci-dessus en conséquence.

#3

Commentaire de Nicolas Feat:

"Salut Fabrice

Tu trouveras le document sur la roadmap nucleaire chinoise ici http://www-pub.iaea.org/mtcd/meetings/PDFplus/2009/cn176/cn176_Presentat...

Ca date un peu, mais le document est clair : en raison des limitations sur la disponibilite des ressources en U235, on est bien oblige de passer sur des surgenerateurs (FBRs / reacteurs a neutrons rapides)

A bientot"

#4

Energie primaire vs énergie finale:

Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_en_France dit:

« La consommation d’énergie primaire se répartissait en 2014 en 47,5 % de combustibles fossiles (30,1 % de produits pétroliers, 14 % de gaz naturel, 3,4 % de charbon), 42,4 % d’électricité primaire non renouvelable (nucléaire 43,8 % + production pompage – solde exportateur électricité 2 %), 9,6 % d’énergies renouvelables (4,1 % bois, 2,4 % hydraulique, 0,9 % biocarburants, 0,6 % pompes à chaleur, 0,5 % éolien, 0,5 % déchets urbains, 0,2 % photovoltaïque, 0,4 % divers) et 0,4 % de déchets urbains non renouvelables. »
Wiki parle d'énergie primaire lorsque nous parlons d’énergie finale.
En énergie finale, le nucléaire c’est 17 % de l’énergie utilisée.
En énergie primaire, la chaleur dégagée par les centrales nucléaires correspond a ~ 43 % de l’énergie primaire utilisée en France. Ensuite cette chaleur passe par les turbines et on obtient un rendement d’environ 35% pour obtenir l’énergie finale.
La différence entre primaire et final pour les combustibles fossiles est faible (1l de brut va passer à un litre de diesel avec un rendement d’environ 95%).
A contrario, la différence entre énergie finale et utile sera beaucoup plus importante pour les fossiles (1kWh d’énergie chimique donne 0.2 kWh d’énergie mécanique) que pour l’électrique (les moteurs électriques ont un rendement d’environ 85-90%)
Enfin pour les énergie renouvelables électriques, on prend l’énergie produite (finale) et on y applique un coefficient de conversion arbitraire pour les intégrer aux calculs d’énergie primaire (3.5 de mémoire).

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