Combien de Rendement 44


Votre banquier et les écolos environnementalistes vous le répètent à l’envi : il faut maximiser le rendement. Le moteur pétaradant de votre voiture du millénaire passé a un rendement inférieur à 30% à cause de Carnot, alors que le moteur électrique de votre véhicule du futur est 3x meilleur : 90% de l’énergie électrique qu’on lui donne sert à faire avancer la voiture. Y’a pas photo.

Sauf que.

Nuage de monoxyde de dihydrogène… Photo : Koert Michiels sur flickr

D’abord, pour calculer un rendement, il faut tenir compte de toutes les « sorties utiles » du système, pas seulement de la plus évidente. Les 70% de « perte » d’un moteur à essence sont de la chaleur gratuite qui réchauffe votre habitacle l’hiver et surtout qui tient vos vitres dégivrées. Avec son super rendement de 90%, la Tesla de mes rêves (100’000 Euros…) ne permet pas de rouler en hiver! La version 2 promise l’année prochaine sacrifiera environ 3 kW de précieuse puissance électrique pour remplacer doudoune et grattoir… Le même argument s’applique aux ampoules à basse consommation : elles n’économisent pas tant que ça, et certainement pas du CO2.

Ensuite, il ne faut pas oublier des éléments de la chaine : un moteur électrique a un rendement mécanique de 90%, mais la bonne batterie qui l’accompagne dans une voiture ne restitue que 90% de l’énergie de la charge. Rendement des deux : 81%. Et si on produit l’électricité avec une centrale nucléaire d’un rendement de 30%, le rendement global tombe à 24%. Finalement, les pistons ne sont pas si ridicules que ça…

Mais vous pensiez peut-être produire de l’électricité absolument propre avec  ces toutes nouvelles cellules photovoltaïques offrant 35.8% de rendement ? Pour les voitures, c’est une mauvaise idée. Mais surtout la Terre tourne et l’éclairement maximal n’a lieu qu’au solstice d’été à midi. Sur un an, la lumière moyenne à nos latitudes n’est que 20% de ce maximum. Rendement total du photovoltaïque : 20% de 35.8% = 7%…  Idem pour l’éolien : la Limite de Betz plafonne le rendement de l’hélice à 60%, mais à un endroit bien choisi, la puissance moyenne du vent n’est que le quart de la puissance max exploitable. Rendement total de l’éolien : 15%.

Les centrales nucléaires ont effectivement un rendement maximal limité à 30% par le cycle de Carnot (plus 70% de chaleur qui pourrait être utilisée en hiver), mais elles fonctionnent 90% du temps.

On pourrait rétorquer que, comme seuls environ 5% des atomes du combustible fissionnent, le rendement électricité produite / énergie potentielle du combustible est un lamentable 1.5% à tout casser. Mais même comme ça, l’électricité nucléaire est 2 à 10 fois meilleure marché que les énergies renouvelables.

Mais surtout, l’énergie nucléaire possède une marge de progression du rendement énorme, que n’ont pas les autres sources d’énergie. En principe, on pourrait tirer jusqu’à 20 fois plus d’énergie de chaque kg d’Uranium qu’actuellement. Ou en produire 20 fois plus longtemps, en produisant 20 fois moins de ces « déchets » radioactifs gorgés d’énergie potentielle. Voilà pourquoi le nucléaire est loin d’avoir dit son dernier mot.

  • Doc

    Quid du rendement de la filière pétrole ? Sachant cela on pourrait comparer effectivement les moteurs traditionnels et les moteurs électriques.

    Sinon le nucléaire a effectivement une marge de progression de rendement énorme… mais pas plus évidente dans sa réalisation, que celle du solaire par exemple : amélioration du rendement des cellules photovoltaïques, captage de l’énergie solaire hors-atmosphère, etc.

  • Denis

    Il y a une petite tromperie dans l’argumentaire, ou alors les écologistes sont, dans l’ensemble, bien bêtes.

    Car d’un point de vue écologique, s’intéresser au rendement n’a de sens que dans le cadre d’une ressource polluante ou non-renouvelable. Ainsi, si j’arrive à produire demain de manière propre de l’énergie avec de l’eau, en ne tirant que 1% du potentielle énergétique théorique de celle-ci, je doute fort que l’argument « préféront le nucléaire, il a un meilleur rendement » ait un sens.

    Ainsi, parler de rendement du solaire par rapport à l’énergie déversée par le soleil n’est pas écologiquement pertinent: il n’y a pas de gaspillage. Idem pour l’éolienne.
    Le rendement n’a de sens que par rapport à une source identique. Comparer le rendement de deux moteurs à explosion, ok. Mais pour comparer le rendement d’un moteur à explosion et celui d’un moteur électrique, il faut revenir à la source de la production d’électricité, et trouver un équivalent entre celle-ci et le pétrole. Si l’électrivcité est produite avec du pétrole, c’est facile. Si elle est produite avec du nucléaire, on ne peut comparer de prétendus rendements, c’est beaucoup plus complexe, il y a des enjeux de pollution, d’accessibilité, de quantité de ressources; le tout doit entrer dans un débat qui confère au choix de société.

    Par ailleurs, j’apprécie beaucoup votre blog !

    Denis.

  • quentin

    Je ne vois pas du tout l’intérêt de calculer le rendement énergétique quand les sources d’énergies sont différentes. Il faut comparer ce qui est comparable.

    Il vaudrait mieux raisonner en terme d’entropie, puisque finalement quand on dit « consommer de l’énergie », on veut dire « dégrader de l’énergie à basse entropie en énergie à haute entropie » (mais c’est un peu plus long à dire).

    Or en terme d’entropie, avec l’énergie solaire, ou l’énergie éolienne qui provient du soleil, on est face à un réservoir quasiment infini d’énergie à basse entropie. Ce n’est pas un rendement de + ou – quelques % qui va faire la différence, il y a de quoi gaspiller… Par contre les ressources en uranium et en énergie fossile sont limitées.

    D’après moi il n’y a d’intérêt à comparer les rendement que sur des source d’énergie identique (fossile / nucléaire / solaire).

  • http://anthropopotamie.typepad.fr anthropopotame

    D’accord avec Denis et Quentin. On ne peut se contenter de raisonnements sur la rendement énergétique après avoir tout sacrifié à la rentabilité économique. Le changement de paradigme auquel nous assistons peut-être se fonde justement sur la prise en compte d’autres éléments qui, certes, ne simplifient pas le calcul: impact environnemental, gestion des déchets, et finalement choix de société.
    Si l’on s’en tient au raisonnement que tu proposes, le boeuf et le soja sont les activités les plus rentables en Amazonie, pourquoi s’embarrasser alors de lutte contre la déforestation?

  • Sébastien

    Je suis d’accord avec Denis à un point près…
    Comme lui, je me contenterais bien de 1 % de rendement pour l’exploitation d’une source d’énergie non polluante et illimitée. Ce n’est pas au Docteur GOULU que je vais apprendre que 1 % de l’infini c’est gigantesque ! ! !
    Reste à mesurer l’impact environnemental d’une installation qui produirait assez d’énergie pour couvrir la demande grandissante de l’humanité en gaspillant 99% de son potentiel. A ce sujet, j’ai des inquiétudes. Cela représente beaucoup de barrages, beaucoup d’éoliennes, beaucoup de panneaux photovoltaïques avec leurs cortèges d’impacts environnementaux. Car il ne faut pas oublier que ces techniques ont quand même un impact et qu’on ne peut minimiser celui-ci qu’en augmentant leurs rendements. A 99 éoliennes, je préfère 1 éolienne efficace pour produire la même quantité d’énergie. Je pense que les riverains de parcs éoliens et nos amis de la ligue protectrice des oiseaux ne vont pas me contredire.
    Quelque soit la source, le ratio énergie produite / poids environnemental de l’installation qui la produit me semble être un paramètre d’évaluation essentiel pour notre bien être et celui des générations futures. Appelons cet évaluateur « Indice environnemental». Dans les faits, il est peu utilisé. Nos sociétés vénales s’intéressent davantage à un autre indicateur : le ratio énergie produite / coût de production. Appelons celui-ci « indice économique ». Dans le cas du nucléaire, on peut démontrer que l’indice économique est acceptable et peut même être amélioré alors qu’il reste mauvais pour les énergies renouvelables. Mais si on tient compte du coût réel (actuel et futur) du nucléaire en comprenant les financements publics, le coût de la recherche et du stockage des déchets sur 10 000 ans et plus, on s’aperçoit que son indice économique est nettement moins acceptable et descend peut-être en dessous de celui des énergies renouvelables.
    A l’instar du Docteur, je pense que « l’indice environnemental » du nucléaire peut être amélioré puisque l’augmentation du rendement contribue à diminuer le problème des déchets. Toutefois, en l’état actuel des choses et quelque soit son rendement, une installation nucléaire produit des déchets hautement dangereux que l’on va se contenter d’enterrer sans savoir ce qu’ils deviendront dans les 10 000 ans à venir (seuls quelques Nostradamus s’essayent quand même à la divination dans le laboratoire de Bure). Si on ajoute à nos considérations la probabilité d’accident, il me semble légitime de pénaliser sévèrement le nucléaire en augmentant largement son poids environnemental et en diminuant d’autant son indice environnemental. Ainsi, selon cet indice, une installation nucléaire, devient très probablement moins intéressante qu’un parc éolien.
    Voilà pourquoi, probablement en se trompant d’évaluateur, en étant un peu trop optimiste voire inconscient, beaucoup croient que le nucléaire a un avenir. Mais si on réfléchit au problème avec un minimum de conscience, seul les idolâtres du sacrosaint « indice économique » n’infléchiront pas leur opinion.
    Pour moi, l’avenir c’est diminuer notre consommation d’une énergie ayant un indice environnemental élevé et produite à haut rendement. C’est difficile à faire et c’est bien pour cela qu’une telle énergie ne devrait pas avoir de prix.
    WOUAAHH… c’est la première fois que je me lance dans une tirade comme celle-ci. Décidément, Docteur GOULU nous pousse à réfléchir et à débatre… Encore Docteur GOULU encore…

  • Orteil

    Bonjour. Je voudrais aussi faire chorus avec les interventions précédentes, en insistant sur un point: le fait de calculer le rendement d’une source quelconque (mettons le photovoltaïque, par exemple), outre qu’il ne peut pas avoir de sens comparatif vis-à-vis d’autres sources, n’a à mon avis qu’un sens en terme de perspectives de R&D: quels gains potentiels sommes-nous en mesure d’espérer (en investissant du temps, des hommes, des ressources), d’améliorations technologiques possibles à venir?
    Raisonnons. Si je reprends la Limite de Betz, justement, elle est bien pratique, nous donnant un rendement théorique maximal de conversion, au niveau de l’hélice (dans l’air). Bon. C’est très utile, puisqu’on peut ainsi évaluer les performances des hélices actuelles, les améliorations possibles envisageables, et d’estimer à terme un inévitable plafonnement de l’amélioration du rendement effectif des futures hélices. Ok, parfait.
    Mais il faut bien observer deux choses: cela ne résume pas 1- la marge de progression globale de l’ »éolien » (l’hélice n’est qu’une partie du système; il y a des pertes – et donc des gains potentiels à chaque niveau de composants, les convertisseurs de puissance, notamment); 2- la marge de gain sur le prix de revient du kWh éolien (sur lequel intervient les paramètres économiques, les matériaux, etc): limite de Betz ou pas, rien n’interdit qu’il puisse continuer à baisser avec les années.

    Bref, ce qui vous a servi de départ pour cet article, l’argument publicitaire – comme souvent – était idiot, je vous le concède; mais je trouve que la réfutation ne tient pas la route non plus. Ce n’est qu’une affaire de présentation rhétorique de ces chiffres, comme vous ne le reconnaissez d’ailleurs implicitement dans le dernier paragraphe: on pourrait tout aussi bien le réécrire, pour insister sur la conversion d’énergie particulièrement lamentable en terme de rendement, du nucléaire.

    Par contre, concernant le photovoltaïque, là, le calcul même du rendement me semble complètement biaisé, par le choix qui est fait du « gisement primaire », à savoir l’éclairement maximal d’un jour d’été, extrapolé à toute l’année. Mais là, c’est prendre une référence farfelue, c’est demander la lune à un panneau PV! Il m’aurait semblé plus judicieux de le comparer à l’irradiation effective au sol sur un an – ce qui est reçu « vraiment ».

  • Yves Masur

    Toujours pour circuler, qu’en est-il du rendement du moteur à air comprimé? http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_%C3%A0_air_comprim%C3%A9 ne donne pas de réponse. Le français Guy Nègre veut industrialiser un tel système de propulsion.
    Évidemment, Dr Goulu aura une certaine fraicheur l’été grâce à la détente du gaz. Mais pas de chauffage l’hiver.

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      J’avais déjà cherché le rendement du moteur à air, mais sans succès. Je viens de lire ici qu’il est de 50% pour un bon compresseur industriel, donc il doit être de 50% aussi pour un bon moteur qui fait le cycle inverse. Rendement du cycle compresseur+moteur : environ 25%.

      Le principal problème de la voiture à air, c’est la densité d’énergie du réservoir. Une bonne batterie Lithium ion stocke 1 MJ/litre, un litre d’air à 100 bars contient 10 kJ seulement, 100x moins. Et au dessus de 100 bars, le réservoir commence à peser lourd aussi…

      Un litre d’essence c’est 32 MJ par litre. Tu vois le problème ?

      • http://www.mdi.lu Marsupy

        Hello Doc ! Hello à tous !

        A propos de la voiture à air comprimé développée par MDI (Guy NEGRE)… http://www.mdi.lu

        Le rendement du moteur actuel obtenu sur banc d’essai est de 43%.
        MDI s’efforce d’apporter des optimisations afin d’atteindre un objectif de 60%.
        50% semble être plus raisonnable, AMHA, et offrira une autonomie en ville > 160 km. :o)

        Concernant le rendement de compression, il est amené à être fortement amélioré (>77%) grâce au compresseur à pistons liquides développé par la jeune pousse « Enairys » crée par Sylvain LEMOFOUET, un ingénieur de l’école polytechnique de Lausanne(Suisse).
        Cf. « Système de production d’air comprimé à haut rendement »
        http://air-car-concept.bb-fr.com/stockage-et-recharge-f9/systeme-de-production-d-air-comprime-a-haut-rendement-t161.htm

        Le 1er modèle de véhicule qui sera commercialisé est l’AirPod. Il est en cours d’homologation actuellement et est déjà en test pour 6 mois cz KLM aux Pays-Bas puis le sera par Air France sur l’aéroport Paris-CDG dès l’homologation obtenue.

        Le modèle de série embarquera un réservoir de 230 litres d’air à 350 bars soit une énergie « potentielle » maximale de 47MJ (travail max obtenu par détente isotherme = 0.23m^3 * 35MPa * ln (350b./1b.) )
        Densité énergétique : 200kJ/l.
        Pour les accus lithium, actuellement commercialisé, on a plutôt une densité de : 700kJ/l.

        Mais pour un véhicule, le plus important est surtout l’énergie massique (Wh/kg) et là l’air comprimé est assez proche des accus lithium, en tenant compte de l’allègement du réservoir en cours d’utilisation.
        Cf. ce post « Comparatif stockage énergie: air comprimé vs. accus »
        http://air-car-concept.bb-fr.com/stockage-et-recharge-f9/comparatif-stockage-energie-air-comprime-vs-accus-t188.htm
        où chacun est invité à apporter remarques et questions. :o)

        L’Airpod semble être une solution prometteuse pour les petits déplacements urbains, à un coût très compétitif par rapport aux véhicules électriques.
        Pour avoir une influence rapide sur la qualité de l’air et répondre aux enjeux climatiques, il faut une solution accessible à tous, sans aggraver la dette publique !

        Pour ceux que le sujet intéresse, à très bientôt sur le forum indépendant dédié :
        http://air-car-concept.bb-fr.com
        N’hésitez pas à intervenir, après une petite présentation dans la rubrique dédiée, c’est plus sympa ! :o)

        Salutations,

        Marsupy.

  • Nevereven

    D’accord avec vous Dr G. C’est assez incroyable de se faire accuser de mauvaise foi lorsqu’on ne fait qu’affirmer des vérités scientifiques irréfutables… Par contre j’aimerais que vous expliquiez/développiez pourquoi le faible rendement des hélices les condamne pour toujours. Quand l’uranium sera rare peut importe le rendement non ?

  • http://drgoulu.com Dr. Goulu

    Ayant mis 5x le mot « nucléaire » dans l’article, je m’attendais à des bombes, mais il n’y en a pas eu. Merci à tous les commentateurs ci-dessus pour leurs remarques pertinentes, détaillées, et courtoises. Voici une petite réponse collective.

    En titrant « Combien de rendement », je pensais traiter l’aspect économique de la chose, puis vers minuit j’ai publié l’article sans montrer l’importance du rendement au niveau du coût de l’énergie, car pour ma part j’en reste à l’idée qu’on brulera tout, tellement le pétrole est bon marché.

    En gros, mon argument est que le cout d’une installation de production dépend de sa « puissance installée », mais son amortissement dépend de l’énergie produite. Si vous voulez produire vos 2000 watts personnels durables vous-mêmes, il vous faudra une installation solaire ou une éolienne dimensionnée pour 10 kW (et le système de stockage qui va avec). Vous paierez pour 10 kW, vous en obtiendrez 2. Mais où est le problème, me demandez-vous ? Il y en a deux:

    D’abord, pour répondre à Denis qui mentionne le gaspillage, une centrale thermique produit en effet 70% de chaleur qu’on utilise pas du tout ou mal (le « couplage chaleur-force » serait un pas dans la bonne direction). Mais une installation solaire ou éolienne produit à 80%… rien du tout! Les matériaux et l’énergie grise investis dans une centrale hydraulique ou thermique travaillent à 90%, ceux de l’éolienne à 20%. Ca aussi c’est du gaspillage.

    Ensuite, le problème est que la même installation solaire située 200 km plus au Sud produit 30% de plus. Même avec les pertes et couts du transport, vous avez intérêt à acheter du courant solaire produit au Sahara (un jour…) plutôt que de le produire sur votre toit. Et certains prétendent même qu’il vaut mieux mettre les panneaux en orbite qu’au sol. Le même raisonnement vaut pour les éoliennes, en remplaçant « Sahara » par « Mer du Nord ».

    Je ne partage donc pas du tout l’idéalisme de Sébastien qui pense qu’ »une telle énergie (propre) ne devrait pas avoir de prix. » Au contraire, si on n’arrive pas à produire de l’énergie propre à un prix concurrentiel, on utilisera la sale jusqu’à la dernière goutte (dans plus d’un siècle). La tendance actuelle est de renchérir artificiellement le prix des énergies fossiles via des taxes.

    Il faudrait tripler ou quadrupler le prix du pétrole, du gaz et du charbon au niveau mondial pour provoquer un réel changement. Je suis de ceux qui pensent que l’économie n’y survivrait pas. Ou pour être précis, que des centaines de millions d’humains n’y survivraient pas. Je suis contre un « grand bon en avant » idéologique sans filet. Je pense que le nucléaire est la seule option à moyen terme, hélas.

    • Sébastien

      Le recours à des énergies propres serait-il un « grand bon en avant idéologique sans filet » ? C’est à se demander comment l’humanité a fait pour survivre 3 millions d’années sans pétrole et sans uranium… Je pense que l’augmentation des taxes sur les énergies fossiles pousserait effectivement nos sociétés de consommation à promouvoir les énergies renouvelables en provoquant artificiellement et progressivement la pénurie. C’est un débat d’actualité en France avec la nouvelle contribution climat-énergie qui n’est, selon moi, pas assez élevée. Accepter cela, c’est faire un petit pas en ARRIERE idéologique pour que l’homme se restreigne et réapprenne progressivement à se contenter de ce que la planète est capable de lui offrir comme il a toujours été contraint de la faire pour survivre. L’idée serait de mieux exploiter l’offre : d’où l’intérêt d’améliorer les rendements des énergies propres. Evidemment je ne peux que plaider coupable quant à mon idéalisme naïf probablement peu partagé. Toutefois, lorsque vous dites que des millions d’humains ne survivraient pas à ce changement idéologique : Qu’en sera-t-il si on exploite le pétrole jusqu’à la dernière goutte… ce qui, j’en convient, ne manquera pas d’arriver ? Je pense que l’énergie nucléaire n’évitera pas cette catastrophe puisqu’il s’agira toujours d’une énergie de riche pour les riches (sans parler du problème militaro-stratégique) et que l’ensemble de l’humanité n’y aura pas accès. Tout repose sur le partage des ressources mais là, le débat s’élargit trop pour ne pas être hors sujet (on a déjà pas mal dérivé !)
      En tout cas, merci Doc, c’est un plaisir d’idéaliser avec vous !

      • http://drgoulu.com Dr. Goulu

        Oui, on s’éloigne un peu de la question des rendement, mais heureusement je viens de pondre « Shut up and calculate! » pour continuer le débat ;-)

        L’humanité a survécu en conquérant progressivement de nouvelles sources d’énergie, d’abord pour cultiver, irriguer etc. et aujourd’hui pour communiquer à la vitesse des électrons et échanger tes bouteilles de Champagne contre des fringues made in China. Apparemment il n’y a eu qu’une seule fois dans l’Histoire une diminution de l’énergie consommée par humain : quand on est passés de chasseurs-cueilleurs à agriculteurs. Et dans certains pays en 1973 au choc pétrolier. Le « saut en avant » est risqué parce qu’on ne sait pas le faire.

        Le nucléaire, ça va dans le sens qu’on maitrise. On commence par améliorer la fission, et on passe à la fission quand on peut. Ce n’est pas une énergie de riches, c’est la seule dont le prix soit compétitif avec le pétrole. Après les chinois et les iraniens, tu verras que la plupart des pays en développement s’y mettront aussi. C’est aussi la source la plus « dense » : on peut la produire au centre des villes (si on ose).

        Non seulement nous utilisons plus d’énergie par humain, mais surtout, nous sommes beaucoup plus d’humains. En fait si nous étions toujours 1.5 milliards comme en 1900, il n’y aurait aucun problème ni de ressources, ni de CO2 pour encore quelques siècles. Le « grand bon en avant » est dangereux parce qu’on parle de modifier la vie, le travail et les rapports de force entre des milliards de gens.

        C’est vrai, on approche de choix cruciaux : la société du futur sera quelque chose entre :

        - 10 milliards d’humains empilés , confinés et rationnés
        - 1 milliard riches, libres, essaimant vers les étoiles…

        Je tends vers ce second extrême.

        • Sébastien

          « Le saut en avant est risqué parce qu’on ne sait pas le faire… » C’est amusant comme cette phrase s’applique à ma proposition de décroissance aussi bien qu’au nucléaire et ses déchets ! Mais le choix de la fuite en avant et du « toujours plus » ne s’appliquera pas qu’à l’énergie. Cela s’appliquera à l’eau, à l’air, à la nourriture, à l’espace vital. Dans chacun de ces cas, un violent choc de société est à prévoir et les nouvelles sources d’énergie, quelque soit leur rendement n’y changeront rien. A titre personnel, je préfèrerais m’orienter sur la voie inconnue qui me semble la plus sage et la plus pérenne. On ne sait pas faire ? et bien voilà un défi intéressant !
          Pour recentrer un peu le débât, j’ajoute que cette voie pousse davantage à l’économie et à l’augmentation du rendement. Prenons un exemple concret et profitons en pour dédramatiser : je me chauffe au bois que je coupe avec mes petits bras musclés. Et bien croyez moi qu’à la fin d’une journée de bois, je sais mieux que quiconque le prix d’un kilo watt, je ne laisse pas la fenêtre ouverte en plein hiver, je me couche après une bonne soupe de légumes du jardin et je ne pense pas dans l’immédiat à multiplier ma progéniture : Je me rationne, j’optimise, donc je réponds bien mieux à la problématique de l’humanité qu’en cherchant le moyen de remplacer mon poële par un bidule à l’uranium.

  • Nevereven

    « on utilisera la sale jusqu’à la dernière goutte »
    Oui seulement si aller chercher l’équivalent d’1W en pétrole ne nécessite pas 1.1W (de plus en plus profond, sous les fonds marins, mélangé à du sable…)
    « (dans plus d’un siècle) »… là dessus il faut rester humble, on n’en sait rien
    En tout cas les énergie fossiles sont condamnées, par définition car leur stock ne se renouvèle pas aussi vite que nous les consommons.
    Donc à « long » terme l’éolien, l’hydraulique et le solaire seront dominants (la fusion en a pour ITER T0 + 20 ans minimum si ITER marche) donc autant préparer la transition, pour éviter une fin trop brutale (avec un baril à un prix tel que beaucoup n’y survivrait pas comme vous dites, même chose pour l’uranium qui ne tardera pas à subir le même sort)

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      J’avais écrit il y a longtemps un truc sur la fusion ici. Encore 50 ans de dev, + 50 ans pour industrialiser et construire assez de centrales. 1 siècle si tout va bien.

      Je retrouve plus ça, mais j’avais lu quelque part que le cout moyen d’extraction actuel de pétrole est de $12 par baril, $9 en Arabie Saoudite. Quand le baril est monté à $130, certains puits où le coût est de $20 ont été exploités, puis refermés. On est donc encore très loin de la situation où il faudra 1 litre pour extraire 1 litre. En fait, le « peak oil » dont il semble qu’on s’approche correspond à la moitié du pétrole extrait. Il y en a encore facile pour quelques décennies. Et après il restera du gaz. Et après encore du charbon. Et après encore de l’uranium

      Je viens de pondre « Shut up and calculate! » pour montrer que les renouvelables ne suffiront pas à faire le joint. Et en plus elles resteront très chères pour des raisons fondamentales.

      Je ne suis pas pro-nucléaire, j’ai juste calculé qu’on n’a pas le choix. Et je ne suis pas le seul.

  • Nevereven

    Oui on est d’accord : on n’a pas le choix, on ira jusqu’au « 1 pour 1 litre » et pareil pour l’uranium. Mais quant vous dites « les renouvelables ne suffiront pas à faire le joint » je ne comprends pas bien… le joint entre quoi et quoi ? Seul le non-fossile permet une situation « stationnaire » ou durable si vous préférez. Pourquoi ne pas tenter d’éviter la transition brutale de la dernière goutte ?

  • Nevereven

    D’ailleurs vu qu’on brulera la dernière goutte de pétrole (qui ose croire qu’on en laissera du dispo sans s’autoriser à l’exploiter??), Pourquoi s’encombrer de voitures qui consomment moins ? qu’on le brule en 20 ans ou en 30 ça ne change pas grand chose ?

  • thidgr

    Quelles sont les références qui donnent 90% de rendement pour la restitution d’une batterie électrique ?

    Quel est le rendement de la charge de la batterie ?

    Article intéressant.
    Mais quite à comparer des rendements, il faudrait le faire sur la totalité des processus.
    D’autre part, le rendement n’est pas le critère unique à prendre en compte.

  • Romain gay

    Bonjour Dr Goulu,

    Vous avez l’air de connaitre le sujet, et pourtant vos arguments sont complètement absurdes !

    Dire que 70% de l’énergie du pétrole brulé dans un moteur thermique sert à réchauffer l’habitacle est totalement faux ! En quelques minutes la température dans la voiture ne serait plus supportable …

    Effectivement une partie de cette chaleur est utile au réchauffement, mais cette chaleur impose également l’utilisation d’une pompe faisant circuler le liquide de refroidissement, lui même devant être refroidi par l’air qui s’engouffre à l’avant du véhicule.

    On pourrait également préciser que ces entrées d’air génère une prise au vent, et donc un aérodynamisme moins bon, pour finalement augmenter encore la consommation (et donc baisser le rendement).

    D’ailleurs, vous n’êtes pas sans savoir que le rendement moyen de 30% est celui du moteur seul. Derrière viennes se raccorder l’alternateur, les pompes de refroidissement, et la boite de vitesse. Ces éléments n’étant pas présent sur une voiture électrique, ils viennent réduire encore un peu le rendement du moteur thermique.

    Alors Mr Goulu, faire la propagande du moteur thermique en utilisant son principal point faible comme avantage, je trouve ça un peu mal honnête !

    De plus vous ne prenez pas en compte le rendement d’extraction du pétrole, et encore moins celui du raffinement et du transport, alors pourquoi aller impliquer le rendement de la centrale nucléaire dans celui de la voiture électrique ?

    Faire un article choc contre la voiture électrique, je suis tout à fait pour ! Mais utiliser de faux arguments simples que tout le monde peut comprendre, mais pas pour autant réfuter, c’est de la manipulation !

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      Je ne crois pas avoir dit que toute la chaleur d’un moteur thermique était récupérée. Je voulais dire que cette chaleur indispensable en hiver est gratuite, alors qu’elle est couteuse pour un véhicule électrique.

      Si un véhicule électrique n’a pas de boite à vitesses, il a quand même une transmission (en attendant que les moteurs soient dans les roues) et des phares. Ok ça fait une petite économie.

      Plusieurs lecteurs crtiques mentionnent « le rendement d’extraction du pétrole, et celui du raffinement et du transport ». Ca s’appelle le « well to station » et vaut 83% selon la règlementation américaine citée par le wikipedia. Vous avez raison, j’aurais du le compter aussi : ça donne une marge d’amélioration (peu probable) de la filière pétrole de 15%, alors que pour le nucléaire elle est de 2000%. Je me suis permis de la négliger. ;-)

      Pour clarifier, je ne suis absolument pas contre la voiture électrique, au contraire. Je prétends simplement qu’elle sera au moins aussi chère que les voitures actuelles et que la production d’électricité nécessitera beaucoup de centrales nucléaires de plus. De ce fait, l’adoption sera très lente. En fait on adoptera les voitures électriques quand il n’y aura plus de pétrole, ou quand le prix à la pompe sera 4x plus élevé qu’actuellement environ.

      Enfin ce blog n’est pas objectif. Il se veut tout aussi « manipulateur » que beaucoup de blogs environnementalistes. Mais il donne plus de chiffres.

      • Romain

        Effectivement votre blog n’est pas objectif, et c’est ce qui en fait son intérêt ! Le fait que vous donniez des chiffres est une très bonne chose, mais encore une fois vous n’en donnez qu’une partie !

        D’ailleurs je vois que vous tentez à nouveau de tomber sur vos pieds, la voiture électrique n’a pas plus de pertes dans la transmission que la voiture thermique. Par contre la voiture thermique perd de l’énergie dans l’alternateur pour faire fonctionner ses phares (et autres équipements électriques), alors que la voiture électrique se contente de pomper sur la batterie.

        Par contre je suis tout à fait d’accord avec vous, cette volonté de plus en plus présente des environnementalistes de vouloir imposer l’électrique à grande échelle n’a pas de sens. Les moyens de stockage sont complètement incompatible avec l’automobile, et les moyens de production de l’électricité inexistants pour le moment.

        Et c’est pourquoi on n’y viendra pas avant la fin de pétrole, date à laquelle on commencera à vraiment chercher des alternatives imaginables !

    • Marsupy

      Hello!

      Il ne faut pas oublier dans le calcul du rendement de la filière pétrole le coût matériel et humain des guerres pour garantir les approvisionnements !

      De plus l’uranium n’est pas inépuisable !

      Marsupy

    • François Carré

      Concernant le chauffage d’une voiture, il y a lieu de signaler que, à part le ventilateur électrique, l’énergie thermique consommée est obtenue en majeure partie sur les pertes caloriques affectant le rendement d’un moteur.
      Le radiateur est un « évacuateur » de pertes; pertes un peu moins élevées en combustion diesel.

  • Romain gay

    D’ailleurs je remarques un autre point qui m’amuse :

    « Nuage de monoxyde de dihydrogène… » (en légende de photo).

    Cela aurait-il pour but de diaboliser le nucléaire ? En appelant tout simplement cela de la vapeur d’eau, vous auriez pu être garanti que n’importe quel lecteur comprenne …

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      Enfin un lecteur attentif. C’est à prendre au sens que donne la wikipedia.

      • Sébastien

        Dans la logique humoristique inverse, au lieu de « Transport éolien concentrant isotopes d’iode, de césium et autres radionucléides en provenance de la mésaventure de Tchernobyl, s’arrêtant à la frontière Française, n’étant certainement pas à l’origine d’une recrudescence des cancers de la thyroïde et ne pouvant absolument pas se reproduire », je pourrais dire « nuage de m….. qui nous fera tous crever à cause des bobards de nos politiques maqués avec les suppôts du lobby dont la seule ambition est de s’en foutre plein les fouilles ».
        C’est amusant aussi dans ce sens là non ? et c’est vrai que c’est tout de suite plus facile à comprendre.

        • http://drgoulu.com Dr. Goulu

          Après « Tchernobyl » j’aurais ajouté « suite à une expérience hallucinante de déconnexion de tous les systèmes de sécurité sur une centrale dépourvue d’enceinte de confinement. », mais c’est moins drôle, je vous l’accorde.

          • Sébastien

            Salut Doc.
            Nous avions interrompu nos échanges suite à la parution de « Shut up and calculate » : j’ai sorti ma calculatrice…comme tout le monde… et je me suis tu.
            Aujourd’hui, nous sommes le 14 Mars 2011. Un séisme majeur vient d’endommager gravement deux centrales nucléaires au Japon. 3 explosions ont pulvérisé l’enceinte de confinement de deux réacteurs à Fukushima et un nuage radioactif s’échappe du site. Demain, les vents le rabbatront sur la terre.
            Alors permettez moi de vous suggérer de compléter le titre de cet article et de l’intituler « Shup up, calculate and cry ».

  • Sébastien

    Salut Doc !
    En matière d’énergie, le nucléaire et l’amélioration de son rendement est très probablement une solution réaliste pour l’avenir. On est d’accord sur ce point. Cependant, je reviens sur le fait que le faible coût de l’énergie nucléaire ne devrait pas être LE critère qui nous pousse à y recourir vu que celui-ci me semble sous estimé. Je pense que le prix de cet énergie devrait être calculé en globalité, en prenant des précautions MAXIMALES tout au long du processus de production(depuis l’extraction de l’uranium jusqu’au stockade des déchêts dans la durée). Aujourd’hui, la sécurité n’est pas au rendez-vous car l’argent est le critère prépondérant dans nos choix de société. Uranium dans la nappe phréatique à Tricastin, plutonium oublié à Cadarache, béton fissuré et systèmes de sécurité mals conçus sur le nouvel EPR, fûts d’hexaflurorure d’uranium en plein air en Sibérie, sous-traitants peu ou pas formés, déchets radioactifs de carrière d’uranium planqués sous un parking à Gueugnon, tritium à perte de vue à la Hague… autant d’affaires hallucinantes surgissant quotidiennement. Améliorer le rendement OK… mais pour le calcul du prix de revient, merci de le faire sur la base d’une exploitation irréprochable de la ressource, ce qui n’est pas le cas actuellement et ne le sera pas tant que la filière confondra rendement et rentabilité.

    Heureusement, au rythme ou va la découverte de nouvelles exoplanètes, on pourra bientôt fuire tout ça ! ! ! j’en profite pour vous remercier pour cet article passionnant (comme d’habitude).

  • Marsupy

    Hello

    Pour rouler en ville, de petits véhicules ttype « AirPod » peuvent tout à fait convenir et concurrencer les moteurs thermiques polluants et les voitures électriques beaucoup trop chères à cause des batteries (et le lithium n’est pas près de baisser!).

    L’idéal sera de stocker les énergies renouvelables intermittentes (vent, soleil, courants fluviaux…) sous forme d’air comprimé par des compresseurs à pistons liquides très efficaces (>77%) pour alimenter ensuite les véhicule.
    Cette invention très prometteuse est actuellement développée par la jeune pousse “Enairys” crée par Sylvain LEMOFOUET, un ingénieur de l’école polytechnique de Lausanne(Suisse).
    Cf. “Système de production d’air comprimé à haut rendement”
    http://air-car-concept.bb-fr.com/stockage-et-recharge-f9/systeme-de-production-d-air-comprime-a-haut-rendement-t161.htm
    et
    Cf. ce post “Comparatif stockage énergie: air comprimé vs. accus”
    http://air-car-concept.bb-fr.com/stockage-et-recharge-f9/comparatif-stockage-energie-air-comprime-vs-accus-t188.htm
    où chacun est invité à apporter remarques et questions.

    En dehors des villes, une solution bi-énergie est envisagée par MDI: air + carburant alimentant un brûleur externe pour réchauffer l’air et accroître l’autonomie.
    Toute sorte de carburant peut convenir.
    L’idéal serait par exemple un agro-carburant de 2e génération.

    Bientôt une usine d’AirPod en Suisse !
    http://air-car-concept.bb-fr.com/presse-f33/journal-du-jura-t718.htm

    Bonne réflexion !

    @+

    Marsupy

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      Merci pour l’info et les liens. Je n’ai pas trouvé ce que je crois être le chiffre essentiel pour un véhicule à air : l’autonomie.

      La question économique me turlupine toujours : 3 Frs/100 km ça n’est pas cher, mais c’est sans taxes. Actuellement, un petit véhicule qui consommerait disons 5 l/100 km coûte environ 8 Frs/100 km, mais Frs 5.- sont des taxes sur l’essence qui paient les routes etc. Et notre ministre Leuenberger a bien compris qu’il faudra trouver un moyen de faire passer à la caisse aussi les véhicules propres. Le jour où il taxera le km parcouru, votre « AirPod » ne sera pas meilleur marché que ma p’tite bagnole à essence, ni à l’usage, ni à l’achat, mais elle aura une autonomie nettement inférieure.

      Bref, je vous souhaite plein succès, mais je vous invite à bien, bien, bien analyser l’aventure de la Smart de M. Hayek…

      Et il y a aussi la question qui tue : comment on dégivre la vitre en hiver ?

      • http://air-car-concept.bb-fr.com Marsupy

        Hello Doc !

        J’ai abordé récemment l’autonomie de l’AirPod en cycle urbain CEE type I ici:
        http://air-car-concept.bb-fr.com/sujet-d-ordres-generaux-f22/visite-a-carros-du-05-novembre-2009-t707-40.htm

        L’autonomie dépendra du rendement moteur obtenu par MDI,actuelement 43% sur banc.
        Reproductible en cycle urbain ? « That’s the question » !
        Selon Cyril NEGRE, pas de problème, le moteurest très « coupleux » à faible vitesse de rotation et est parfaitement adapté au cycle urbain.
        L’objectif très(?) ambitieux du rendement moteur est de 60% et MDI compte sur l’aide des simulations informatiques poussées de TATA Motors, détenteur depuis 2007 de l’exclusivité d’utilisation de la techno MDI pour l’Inde.

        « l’“AirPod” ne sera pas meilleur marché que ma p’tite bagnole à essence, ni à l’usage »
        Le prix de l’essence ne peut qu’augmenter à long terme…
        contrairement à celui de l’air comprimé produit par énergies renouvelables.

        Concernant les taxes, c’est sûr il y en aura toujours!

        Mais bon, avec des véhicules ultra-léger, on devrait moins abîmer les rues. :o)

        Marsupy.

      • http://air-car-concept.bb-fr.com Marsupy

        Oooops!
        J’oubliais la question importante du chauffage qui revient souvent.

        La dernière réponse de MDI à ce sujet:
        http://air-car-concept.bb-fr.com/sujet-d-ordres-generaux-f22/visite-a-carros-du-05-novembre-2009-t707.htm

        semble indiquer: « hors bi-énergie point de salut ! »
        Le brûleur externe permettra de réchauffer l’air du moteur et l’air de l’habitacle.
        L’autonomie devrait être triplée.
        Sans bi-énergie le dégivrage est plus problématique.
        De mémoire, fils chauffants intégrés au pare-brise, alimentés par du courant produit lors des phases de freinage ???
        La bi-énergie semble être la plus réaliste.

        Par contre, en été, la clim’ est gratuite, par récupération partielle (pour ne pas congeler les passagers) du froid intense (-30 à -70°C) produit par la détente de l’air) ! :o)
        Sur véhicule électrique, il faut dépenser de l’énergie à la fois pour le chauffage et pour la clim’ !

        L’AirPod, un concept à suivre, qui se concrétise progressivement…

        Marsupy.

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      Ah et j’ai encore une bête question technique : jusqu’à quelle pression le réservoir peut descendre ? On calcule toujours l’énergie potentielle du réservoir en considérant qu’il est vide à 1 bar, mais il me semble qu’à 10 bar la bagnole n’aura plus la même pêche qu’à 100…

  • http://air-car-concept.bb-fr.com Marsupy

    Pression de fonctionnement normal du moteur de l’AirPod: 20 bars
    => donc pression utile : 330 bars sur les 350 bars embarqués.

    En mode dégradé, il est possible de continuer à rouler jusqu’à 10 bars et de gagner 1 ou 2 km, pour gagner une station de rechargement… ;o)

    Marsupy.

  • http://air-car-concept.bb-fr.com Marsupy

    Hello !

    Un FAQ évolutive sur le concept MDI, ouverte à la discussion:

    http://air-car-concept.bb-fr.com/faq-questions-critiques-frequentes-f36/faq-questions-critiques-frequentes-t872.htm

    Bonne réflexion !

    Marsupy

  • gibrocksonne

    Votre analyse est ridicule :

    - Le rendement du solaire et de l’éolien sont certes faibles, mais ils proviennent de sources (certes intermittentes) inépuisables. Rien n’empêche de mettre une éolienne plus grande…

    - Vous oubliez aussi l’énergie qu’il faut pour obtenir 1L de SP95 : ramener du pétrole du fond de l’océan, le transporter sur des centaines voir des milliers de km, le raffiner, le transporter à la station service ? A la louche, il faut bien plus d’1L de SP95 pour produire 1L de SP95 !

    - Les chiffres sur ratio coût nucléaire/renouvelables est doublement faut : 1/la cour des comptes a donné les vrais chiffres, l’éolien est un peu MOINS cher que le nucléaire et 2/ c’est sans compter le coût du démantèlement pour qui (parole de politicien) « le problème n’est pas résolu à ce jour et le sera par les générations futures »

    - Dans le fond, l’extraction de l’uranium du Niger et le pré-traitement des déchets par la Russie ne nous rend pas vraiment énergétiquement indépendant. D’autant que le nucléaire français est éventuellement un tout petit peu rentable A CONDITION qu’on revende nos centrales partout dans le monde pour amortir la recherche.

    - Pour être précis sur les chiffres, 30% de rendement d’une voiture c’est sur route à vitesse stabilisée, en ville c’est plutôt 5-15%.

    - Votre monoxyde de dihydrogène est drôle, mais 90% de vos lecteurs n’auront pas compris que c’est de l’eau…

  • schmirrwurst

    Je pense aussi que la face caché du nucléaire n’est pas suffisamment retranscrite ici :
    - Au Niger, des centrales au charbon fonctionne pour produire l’electricité nécéssaire a l’extraction d’uranium
    - Dans ce même pays, on est obligé d’acheminer d’énorme quantité d’eau, de denrée et d’énergie en plein désert ne serait-ce que pour faire vivre les pauvres bougres qui s’irradient pour extraire l’uranium d’Areva.
    - Ensuite vient l’acheminement et le traitement du combustible…

    Cela doit être aussi pris en compte dans des calculs de rendement aussi bien financiers que caloriques…

    Ensuite il y a également tout ce qui se passe après la combustion…
    D’après anciens experts, le coût du kw/h couvre les frais quotidien, mais en aucun cas la construction, le renouvellement des réacteurs, et encore moins ce qui se passe après..

    Là aussi ne serait-ce que du point de vue énergétique :
    - combien d’énergie est nécessaire pour construire des piscines étanches pour que Areva transforme des déchets toxiques, et déchets très toxiques, sous couvert de recyclage.
    - combien d’énergie est nécessaire pour le transport de ces déchets
    - combien d’énergie est nécessaire pour leur traitement et pour le démentèlement des centrales, à ce jour seul l’Allemagne a commencé sérieusement, et a complètement explosé les budgets, sans être arrivé au bout… de plus, vu la durée de vie des déchets, ces-derniers engendrerons probablement encore des coups et de la dépense d’énergie pour les prochaines 800 années… voir plus.
    - enfin combien d’énergie est nécessaire pour construire un sarcophage à Tschernobile (le premier était déjà énorme, le second gigantesque, un chantier sur plusieurs dixaines d’années, et qui s’achèvera probablement au moment ou on commencera le 3 ème sarcophage, parce que le deuxième n’est plus étanches…

    Je pense que l’énergie propre n’existe pas sous forme exploitable, il faudrait un nombre important d’études pour pouvoir avoir des données sur l’efficacité total d’une source d’énergie, et j’espère que nous allons dépenser de l’argent pour avoir ces chiffres, mais on peut tourner les choses dans tous les sens, le nucléaire n’est pas la solution, mais en améliorant un peu les choses….

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      Toute industrie cherche à réduire ses coûts au maximum, donc certains vont chercher l’uranium dans un désert africain plutôt que payer 3 cts de plus en Australie par exemple. Reste qu’au prix actuel de l’Uranium (~40 $ / livre), le combustible ne représente qu’environ 15% du prix de l’électricité nucléaire (voir http://futura24.voila.net/nucle/prix_cout.htm par exemple). Il faudrait qu’il atteigne environ ~250 $/ livre pour que le prix de l’électricité nucléaire double, et à ce prix là l’extraction à partir d’eau de mer en fournirait en quantités quasiment illimitées…

      Effectivement, le débat sur les coûts se situe plutôt au niveau du démantèlement, qui (avec la construction) représente 75% des coûts (voir http://www.actu-environnement.com/ae/dossiers/nucleaire/cout-nucleaire.php4 ). Les coûts sont très élevés en chiffres absolus, et plus encore en cas d’accident, mais il ne fat pas oublier qu’une centrale nucléaire de 1GW produit 8 milliards de kWh par an, 400 milliards de kWh pendant 50 ans. Un surcoût de 4 milliards d’Euros ne représente qu’un centime de plus par kWh produit. En faisant une assurance mondiale de 2cts/kWh nucléaire, les coûts de Tchernobyl+Fukushima auraient sans doute été couverts…

      Cela dit je pense aussi qu’il faut se dégager de l’uranium et évoluer vers une nouvelle génération de réacteurs beaucoup plus surs, produisant peu de déchets et d’un rendement beaucoup plus élevé : http://www.drgoulu.com/2013/05/18/latome-vert-le-thorium/ . Parce qu’une fois de plus, il ne faut pas se tromper d’objectif : le but est de remplacer le charbon et le pétrole, et là on parle de pétawattheures. ( http://www.drgoulu.com/2009/11/08/copenhague-shut-up-and-calculate/ )

  • Hal

    De l’uranium dans l’eau de mer, c’est peu connu !
    Est-ce qu’il est plus dangereux de se baigner cet été que d’habiter une maison en granite ?

    • http://drgoulu.com Dr. Goulu

      L’Uranium (238) n’est pas rare du tout , et il n’est pas très radioactif directement, donc la maison en granit ne vous expose pas vraiment à une radioactivité naturelle élevée. Le problème vient plutôt du radon, gaz radioactif produit de la désintégration de l’uranium. Lui se dégage dans les caves des maisons de certaines régions, notamment celles où l’on trouve des roches granitiques. Cette carte du risque radon en Suisse montre que la concentration en radon varie fortement sur de courtes distances. C’est un phénomène très local. Et si j’étais mineur d’uranium, j’aurais tendance à chercher dans les régions rouges…

      Dans l’eau de mer la concentration d’Uranium est au environ 1000x plus faible que dans le granit, donc je dirais que tu peux te baigner tranquille :-)

      Ce que j’avais trouvé sympa, mais je retrouve plus, est que la matière pour absorber l’uranium de l’eau de mer était inspirée de la carapace d’une bestiole qui contenait plus d’uranium que la normale…

  • http://drgoulu.com/ Dr. Goulu

    Suite à une avalanche de visites, je suis tombé sur un site consacré à la moto où j’ai pondu un petit commentaire: http://www.pit-lane.biz/t5183p60-attention-aux-trolls-les-moto-electriques-ont-deja-gagnee-la-course-a-la-performance#209357