Parmi ces débats, il y a celui de l’exploitation du « gaz de schiste » ou gaz « non conventionnel », qui suscite de nombreuses polémiques et manifestions et dont on ne connait pas vraiment les enjeux économiques et écologiques.

Qu’est ce que le gaz de schiste?

Le gaz de schiste est un hydrocarbure que l’on trouve dans des roches sédimentaires argileuses à une profondeur de 1 à 3 km sous terre. Ce type de gaz est dit gaz « non conventionnel » car les roches dans lesquelles il est enfermé sont extrêmement compactes et imperméables ce qui rend l’extraction de ce gaz plus compliqué. Pour rompre cette couche solide on injecte une grande quantité d’eau sous pression qui va fracturer la roche. Le gaz qui s’en échappe est collecté horizontalement à l’aide de tube en acier qui le dirige jusqu’à un gazoduc.

Ce procédé qu’on appelle « fracturation hydraulique » n’était pas encore utilisé il y a 15 ans, et aucune technologie ne permettait l’extraction de ce type de gaz. Aujourd’hui il est extrait en très grande quantité, notamment aux Etats Unis où il représente 12% de la production locale de gaz contre 1% en 2000 ! Certaines études vont jusqu’à annoncer que les réserves mondiales en gaz de schiste seraient quatre fois plus importantes que celle en gaz conventionnel !

Quel intérêt énergétique?

La découverte de tels gisements permettrait à un pays comme la France d’accentuer son indépendance énergétique, et ainsi mieux maîtriser ses approvisionnements en gaz ce qui à terme réduirait le prix de celui-ci et en ferait la source d’énergie la plus rentable !

L’intérêt est également économique, certains pays se retrouveraient avec des ressources plus de 100 fois supérieures à leurs besoins en gaz, ils pourraient alors devenir producteurs et approvisionner d’autres pays. En théorie, cette opportunité réduirait  encore plus le prix du gaz en brisant le quasi monopole actuel des principaux pays producteurs. En pratique elle pourrait surtout avoir un effet de bombe géopolitique qu’il vaut mieux prendre avec des pincettes !

Et l’impact environnemental ?

Vous l’aurez compris, ce n’est pas «  La  » solution miracle ! Elle possède de nombreuses conséquences environnementales qui sont la source (entre autre) du débat actuel. Tout d’abord car le gaz n’est pas une source d’énergie propre et durable et que sa consommation est synonyme d’effet de serre. Ensuite le procédé d’extraction utilise des produits polluants qui vont devoir traverser les nappes phréatiques pour atteindre les schistes et vont se répandre dans l’eau de ces nappes. Enfin la « fracturation hydraulique » demande une quantité d’eau très importante. A l’heure où l’eau est devenue une denrée rare, une telle pratique est considérée comme un gaspillage dramatique par les anti-gaz-de-schiste !

Le débat prend également une tournure politique, les acteurs du domaine de l’énergie s’étant engagés à investir massivement dans les énergies propres et renouvelables, on se retrouve avec un grand nombre d’entre eux qui lancent des projets de forage au nom de l’indépendance énergétique. C’est cette même indépendance qui a permis il y a quelques années l’installation du parc nucléaire Français !

Que s’est-il-passé ?

Comme on peut le voir sur le schéma, pour son bon fonctionnement la centrale nucléaire est alimentée électriquement pour faire fonctionner ses systèmes de refroidissement et de sécurité. En cas de panne du générateur d’électricité, un générateur de secours prend le relais et permet le bon fonctionnement des divers systèmes.

Dans le cas de Fukushima, la structure de la centrale résiste au séisme et au tsunami, en revanche le tsunami noie l’alimentation principale et la coupe. L’alimentation de secours se met en route et enclenche le système de sécurité réduisant de 90% les réactions de fission dans le cœur. Malheureusement le tsunami est plus important que prévu et il atteint le second générateur d’électricité, le coupe également et prive ainsi les réacteurs de leurs systèmes de refroidissement.

Le cœur du réacteur privé de refroidissement se met à chauffer, les gaines métalliques entourant le combustible commencent à s’oxyder et dégagent de l’hydrogène, il y a un forte génération de vapeur et le niveau d’eau diminue jusqu’à ce que le combustible ne soit plus immergé, la température du cœur augmente encore plus, l’étanchéité des gaines métalliques est réduite laissant passer des éléments radioactifs tel que du Césium 137.

La pression est trop haute dans le cœur. Pour éviter l’explosion catastrophique de celui-ci, les ingénieurs de la centrale vont le dépressuriser en dégageant ces gaz vers l’enceinte de confinement primaire puis vers l’enceinte de confinement secondaire. A terme la pression augmente dans l’enceinte secondaire et c’est là qu’a lieu l’explosion. L’enceinte secondaire est percée et des gaz sous pression en provenance du coeur de combustion sont dégagés petit à petit à l’air libre.

Et la fusion dans ce scénario ?

Dans le cas d’une hausse trop importante de la température dans le cœur. Les gaines de protection se mettraient alors à fondre provocant la fusion du combustible. Des matières hautement radioactives se rependraient alors dans l’enceinte primaire. Les températures extrêmes feraient fondre la paroi de l’enceinte primaire laissant le combustible en fusion à l’air libre.

Quelles sont les solutions ?

Une seule solution, refroidir le cœur du réacteur, les possibilités d’actions sont nombreuses, mais les conditions extrêmes et urgentes nécessites des moyens rapides. C’est pour cette raison qu’on a pu voir des hélicoptères verser de l’eau de mer sur les réacteurs. Une autre solution consiste à rétablir l’électricité dans le système de refroidissement de la centrale, cette solution est la plus fiable mais demande du temps à être mise en place. La TEPCO (Tokyo Electric Power Company) est chargée de cette mission mais n’a pas encore pu approcher la centrale à cause des radiations trop importantes.

L’idée vient de Norvège et est de créer, en plein désert, un oasis artificiel.

Ce projet représente à son état initial un terrain de 20 ha complètement désert au bord de la mer rouge à Aqaba, au sud de la Jordanie. Il est question d’y installer une centrale d’énergie solaire à concentration qui permettra de produire de l’énergie renouvelable.

Celle-ci aura pour but d’une part de transformer l’eau de mer en eau douce, qui servira à faire pousser des légumes mais aussi de la végétation capable d’absorber du CO2, et d’autre part à alimenter en électricité les habitants.

La centrale produira toute l’énergie nécessaire grâce à plusieurs milliers de miroir qui focaliseront la lumière sur un fluide calorifique qui montera à très haute température, ce qui fera tourner une turbine et à l’aide d’un alternateur produira de l’électricité.

Une aubaine pour les futurs réfugiés climatiques.

Ces énergies pourraient être astucieusement utilisées pour recharger nos futures voitures électriques tout en participant à l’équilibrage du réseau. Car, un véhicule moyen restant environ 90% du temps de la journée au garage, ses batteries pourraient se charger pendant les heures creuses, et restituer une partie de leur énergie durant les heures pleines, aux moments où l’énergie est plus difficile à fournir, ou même en cas de panne.

Le particulier payerait donc une bonne partie de son électricité moins cher, mais un meilleur équilibrage du réseau due à une généralisation de ce mode de gestion en France, entraînerait également d’importantes économies d’énergie à l’échelle de tout le territoire, et encouragerait en même temps le développement d’énergies intermittentes comme le solaire ou l’éolien qui sont renouvelables.

Ce projet possède donc beaucoup d’avantages, et devrait commencer à apparaître dans notre quotidien d’ici quelques années. Il devrait se développer parallèlement au projet de smart grid, qui est un réseau électrique intelligent (à voir bientôt dans une prochaine publication).

Ce tube a été introduit dans le puits par des robots sous-marins.

Les Américains restent sceptiques, il est vrai que cette méthode n’est pas une solution au problème, mais si elle peut limiter les dégâts, c’est déjà un début.

Parallèlement, BP poursuit ses préparatifs d’injection de boue dans le puits afin de boucher la fuite de manière définitive. Préparatifs qui selon eux ne dureraient pas plus de 10 jours.

Celui-ci plus petit qu’un réacteur normal, fournira dans les 100 MW, mais aura pour gros avantage de pouvoir fonctionner pendant 60 ans sans s’arrêter et sans être rechargé. Mais mieux encore son combustible sera de l’uranium 238 appauvri, qui est un déchet nucléaire présent à plus d’1 million de tonnes en stock sur la terre.

Le Terrapower sera donc un moyen de produire de l’énergie tout en se débarrassant des déchets nucléaires.

Comment c’est possible ? Pour se lancer, le réacteur, aura besoin d’être amorcé avec une petite quantité d’uranium enrichi. Durant cet amorçage le réacteur fonctionne de la même façon qu’un réacteur classique, mais l’énergie produite par la réaction en chaîne sera utilisée pour transformer l’uranium 238 appauvri en plutonium 239, qui est en réalité le vrai combustible de ce réacteur.

Cependant le Terrapower n’est encore qu’à l’état de projet, aucun prototype ne pourrait être mis au point avant une trentaine d’année, du fait de sa complexité. Intellectual Ventures compte sur un essor de l’exploitation de l’énergie nucléaire qui rendrait la ressource en uranium rare, et provoquerait un intérêt pour ce type de réacteur, et donc une hausse des investissement pour la recherche.

Celui-ci possède une envergure de 63,40 mètres pour un poids de 1.600kg seulement, et est propulsé par quatre moteurs électriques de 10 chevaux chacun. Ce qui représente globalement un avion de la taille d’un Boeing 747, pour le poids d’une voiture et même pas la puissance d’une Twingo. Il peut voler à une vitesse moyenne de 70 km/h.

Ses batteries électriques lithium-ion pèsent 400 kg, et comptent donc à elles seules 25% du poids total de l’avion. Elles se rechargent durant le vol grâce aux cellules photovoltaïques qui captent les rayons du Soleil.

Le prochain test sera un vol de nuit pour tester la charge des batteries par les cellules photovoltaïques et la restitution de l’énergie jusqu’au lever de soleil suivant.

Ensuite, ce premier prototype aura rempli sa mission et laissera en 2011 la place à un modèle plus récent, qui devrait s’élancer en 2012 pour un tour du monde sans carburant.

Il est désormais possible de réserver la nouvelle Renault Fluence ZE sur internet, un véhicule 100% électrique dont la commercialisation commencera en 2011 en Europe.

Celle–ci aura une autonomie de 160km en cycle mixte, et sera bridée à 135km/h.

Renault va dissocier la propriété de l’auto et de ses batteries. C’est-à-dire qu’il vendra ses véhicules sans leurs batteries, il faudra les louer.

L’alliance Renault-Nissan a investi 4 milliards d’euros dans le programme zéro émission et y a dédié une équipe de 2000 personnes.

Elle estime qu’à l’horizon 2020, les véhicules électriques représenteront 10% du marché mondial, et collabore donc avec les gouvernements, les administrations et collectivités locales, les énergéticiens et a signé à ce jour plus de 50 accords dans le monde pour préparer les marchés et les infrastructures à une commercialisation en masse des véhicules électriques à partir de 2011.

Pour fournir ces 10 MW, le gratte-ciel est équipé d’une éolienne de 5 MW à son sommet, d’une centrale solaire à condensation de 3 MW et d’une cheminée solaire de 2 MW.

L’éolienne sera à axe horizontal.

Le système à concentration sera composé de 1 600 héliostats, tous installés sur la façade sud de la tour. Ceux-ci auront pour rôle de réfléchir la lumière de manière concentrée sur un récepteur centrale qui créera de la vapeur à très haute température. Cette vapeur fera tourner des turbines par cycle thermodynamique.

Pour la cheminée solaire, le soleil frappera un mur à double cloison, ce qui provoquera un effet de serre où l’air chauffé circulera par effet thermodynamique jusqu’au sommet de la tour à travers une cheminée avec pour objectif de faire tourner des turbines.

Ces puissances données sont des puissances nominales, elles pourront donc être fournies uniquement dans des conditions optimales, donc rarement, mais même le reste du temps la puissance fournie sera déjà largement nécessaires pour couvrir toute la consommation énergétique de la tour.

C’est un pas en avant vers la construction de bâtiments autosuffisants. Demain peut-être nous serons capables de construire des villes entières avec des tours construites sur ce modèle là, ce qui permettrait des économies d’énergie énormes.

Ce véhicule hybride de série promet une consommation de 1,02 litre d’essence aux 100 km.

Seul son moteur électrique agira pour faire tourner les roues. En effet, le moteur à essence aura pour unique fonction de générer l’énergie nécessaire à recharger les batteries lithium-ion.

Avec les batteries pleines et sans apport de carburant, elle dispose d’une autonomie de 60 km.

De plus la Volt de série peut se brancher sur une prise de courant standard pour se charger en moins de 3 heures.

Reste maintenant à savoir si cette consommation qui fait rêver a été calculée en prenant en compte que le conducteur charge sa voiture régulièrement ou alors qu’il laisse simplement le moteur thermique fournir seul l’énergie nécessaire au moteur électrique.

En Californie, les chercheurs du NIF (National Ignition Facility) ont réussi à faire monter en température un tube petit de seulement quelques millimètres, rempli de deutérium et de tritium, jusqu’à 111 millions de degrés Celsius, en y concentrant 192 rayons laser de grande puissance. Ils se sont ainsi approchés, comme jamais jusque là, très près de la température nécessaire pour déclencher la fusion thermo-nucléaire, qui se produit naturellement dans le coeur du soleil et de la plupart des étoiles.

Pour l’instant la quantité d’énergie qui a été utilisée par les lasers pour provoquer cette montée en température fut supérieur à l’énergie récupérée au final sur le tube (de l’ordre du mégajoule), donc elle n’est pour l’instant pas rentable, mais c’est parce que la fusion n’a pas réellement démarrée. Lorsque les chercheurs seront capables de la faire démarrer, la fusion nucléaire pourra ensuite s’entretenir d’elle même (si elle est maintenue dans les conditions nécessaires), et rendre largement par la suite la quantité d’énergie fournie qui avait été nécessaire pour la faire démarrer.

Elle sera donc une source d’énergie infinie, car sa source radioactive sont le deutérium et le tritium, des isotopes de l’hydrogène, qui sont apparemment abondants sur terre.

La ville baptisée Turbinby sera composée de 49 éoliennes d’une puissance nominale de 8 MW, et pourra générer au total jusqu’à 392 MW d’énergie renouvelable, ce qui est suffisant pour alimenter 120.000 habitations. Le projet prévoit d’intégrer un hôtel, un spa et un musée qui seront construits à la base même de la turbine. Une partie de l’énergie générée (1 MW) serait suffisante pour alimenter toute l’installation. L’originalité même de cette offre pourrait amener un flux de personnes à côtoyer ces installations (touristes, marins, travailleurs offshores, etc.)

La filiale d’EADS envisage la sortie de son premier prototype d’ici 2020, une machine permettant de capter l’énergie solaire, et de la transmettre sur terre par rayon laser infrarouge à l’aide de miroirs spéciaux.

En cas de succès, il serait alors envisageable de construire un réseau de stations orbitales capables de fournir de l’énergie permanente d’une puissance de plusieurs gigawatts.

Selon le PDG d’Astrium, François Auque « il sera possible d’alimenter en électricité solaire des bateaux, des zones isolées ou sinistrées, comme c’est le cas en ce moment en Haïti, mais aussi des avions ou des stations fixes au sol« .

D’après le directeur technique d’Astrium, ce projet serait sans risque, car l’infrarouge d’une longueur d’ondes de 1,5 micron « est équivalente à celle du rayonnement solaire, soit 1 000 watts par mètre carré« .

Les japonais ont lancé un projet équivalent qui utilise une transmission par micro-ondes, censée être moins sensible aux variations atmosphériques que le laser.

Chaque île serait une écopolis amphibie, une ville flottante installée sur une structure posée sur l’eau. La cité respecterait l’environnement et serait auto-suffisante car elle produirait elle-même son énergie.

Le projet Lilypad prévoit d’utiliser l’énergie osmotique. Cela revient à séparer l’eau douce de l’eau salée, ce qui crée une pression, réutilisée au moyen d’une turbine et transformée en énergie. Une énergie renouvelable quasiment infinie.

Chacune de ces îles pourra accueillir 50 000 habitants. Ils pourront y vivre, y travailler, et s’y divertir sans la quitter.

http://vincent.callebaut.org/