La production de gaz aux États-Unis est en croissance continue depuis 2005 alors qu’il était admis depuis une dizaine d’années que les ressources domestiques s’épuisaient. Cela a été possible par l’accès massif à des ressources dites non conventionnelles, principalement celles des gaz de schistes, à des coûts réduits par l’emploi de nouvelles technologies et de gros efforts de productivité. La recherche et l’exploitation de gaz non conventionnel sont en cours de développement dans de nombreux autres pays. Dans ce dossier, on propose une revue rapide des différents types de gaz non conventionnels : leur origine et leurs caractéristiques, leurs modes de production et les aspects environnementaux de cette production. Une synthèse des estimations actuelles de ressources de gaz non conventionnels techniquement récupérables est également proposée.

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La nécessité d’une amélioration du niveau de sûreté des futurs réacteurs par rapport à celui des réacteurs existants a été progressivement actée au cours des vingt dernières années, au moins au niveau national et dans le cadre européen, avec la définition d’objectifs volontairement ambitieux concernant notamment la réduction de la probabilité de fusion du cœur et la réduction des rejets dans l’environnement. Cet article présente les objectifs et l’approche de sûreté retenus pour les réacteurs nucléaires de génération III en France. Si les grands objectifs de sûreté pour ces réacteurs font aujourd’hui l’objet d’un large consensus, leur déclinaison en termes de choix techniques de conception et d’exploitation diffère fortement en fonction des projets des constructeurs. La démonstration de la capacité de ces projets à répondre à ces grands objectifs de sûreté fait également débat. En effet, les exigences et les approches de sûreté diffèrent selon les pays en fonction de la règlementation et des pratiques historiques notamment. Sans remettre en cause le principe de souveraineté nationale, une harmonisation des pratiques en matière de sûreté nucléaire est recherchée.

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Avant la fin de la première moitié de ce siècle, la conversion directe de la lumière du soleil en électricité grâce au photovoltaïque (PV) devrait franchir le seuil qui le rendra compétitif par rapport aux autres sources de production d’électricité.

Dans le dossier Électricité photovoltaïque- Principes, les principes de la conversion photovoltaïque ont été donnés. Ils incluent des notions relatives à l’énergie transmise par le soleil, des éléments de physique des semi-conducteurs, les mécanismes de conduction de charges électriques, les caractéristiques électriques fondamentales du dispositif photovoltaïque et son usage en tant que générateur de courant. En conclusion, une application pratique donne une évaluation rapide du dimensionnement d’une installation photovoltaïque.

Dans les pages suivantes, on s’intéresse aux différentes filières d’élaboration du dispositif photovoltaïque. En effet, il reste des verrous technologiques à lever relatifs à la fabrication des cellules solaires, qui sont trop gourmandes en énergie et qui ont des répercussions sur l’environnement : si la cellule photovoltaïque produit de l’électricité sans aucun rejet dans l’atmosphère, beaucoup de procédés actuels de fabrication sont proches de ceux de la microélectronique et mettent en jeu trop d’opérations qui nécessitent l’usage de produits chimiques et de gaz extrêmement toxiques. La dernière partie est consacrée à des exemples d’applications du photovoltaïque en sites isolés ou connectés à des réseaux, ainsi qu’à l’évolution du marché et des prix du kilowattheure photovoltaïque à l’horizon 2040.

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Comme dans les deux premiers cas, l’étude s’attache, à travers différents scenarii, à calculer les émissions de gaz à effet de serre de cet outil de stockage et de transmission de documents et son impact environnemental sur les trois indicateurs déjà évoqués : le réchauffement climatique, l’épuisement potentiel des métaux et celui des ressources fossiles.

Pour étudier l’impact de la clé USB, le rapport part de la situation suivante : lors d’une conférence, un rapport d’étude de 200 pages est remis à une personne, via cette clé. Cette personne en transfère le contenu sur son ordinateur, et survole le document à la vitesse de 30 secondes par page (on estime à 3 minutes le temps nécessaire à la lecture intégrale de la page). L’étude compare alors les résultats de trois scenarii : l’enregistrement du document puis le survol des 200 pages, l’enregistrement du document puis la lecture intégrale des 200 pages (environ 10 heures devant son ordinateur tout de même…), l’enregistrement puis la lecture complète de 40 pages, type diapositives de Powerpoint (un temps de lecture estimé à 30 secondes par page).

Si 100 personnes recevant la même clé USB contenant ce document lisent complètement les 200 pages, les émissions de CO₂ uniquement liées à la transmission de l’information sont multipliées par 8. Elles représentent 80 kg éqCO₂, soit 20 % supplémentaires par rapport à l’empreinte carbone d’une conférence sans distribution de clé :

« La lecture sollicite l’utilisation d’un ordinateur pendant un temps relativement long dans le cas d’une lecture complète (10 h, pour lire 200 pages lors d’une lecture complète). On constate que multiplier par 12 le temps de lecture d’un document multiplie par 8 les impacts sur le potentiel de changement climatique. »

Dans le même cas, si 10 % des personnes présentes impriment le document en mode brouillon, 15 kg de CO₂ peuvent être évités, soit l’équivalent de 110 kilomètres en voiture. En effet, selon l’étude, « régler son imprimante par défaut en mode noir et blanc, recto/verso, 2 pages par face permet de diviser par 3 les émissions de gaz à effet de serre ». Pour arriver à ce résultat, le rapport calcule le point d’équilibre entre le temps de lecture sur l’écran et l’impression, et l’établit à 2 minutes 12 secondes par page. Tout dépend donc de la rapidité de compréhension du lecteur :

«  Si le temps de lecture n’excède pas 2 à 3 minutes par page, il apparaît que la lecture à l’écran a moins d’impact sur le potentiel de réchauffement climatique que l’impression. Au-delà, l’impression noir et blanc, recto/verso et 2 pages par feuille devient préférable. »

Par contre, les résultats ne montrent pas de variations importantes en fonction du matériau utilisé pour la coque de la clé USB : PVC/aluminium, PVC ou bambou : en effet, les impacts liés à la production de la coque ne représentent que 2 % des impacts environnementaux de production de la clé.

En fonction de tous ces éléments, il reste à chacun le choix d’utiliser son ordinateur de manière rationnelle. C’est pour cela que sur la base de ces résultats, l’ADEME met en avant quelques gestes simples à appliquer au quotidien et qui permettront de contribuer à limiter les impacts environnementaux des TIC. Les derniers sont les suivants :

• À l’achat, choisir de préférence un ordinateur certifié par l’écolabel européen ou Energy Star ;
• Éviter de distribuer systématiquement des clés USB de type publicitaire.

Par Claudine / blog EcoCO₂

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La réduction des émissions de gaz à effet de serre est un enjeu planétaire. Certes, mais pourquoi ? Comment puis-je y contribuer à mon niveau ? D’ailleurs quelle est mon empreinte carbone ? Mes consommations d’énergie sont-elles normales ?

Par une approche pédagogique et participative, Eco CO₂ fournit des clés pour progresser : un portail et une lettre d’informations pour découvrir les actions de ceux qui agissent déjà ; des outils simples pour comprendre, évaluer, mesurer ; un blog pour partager nos bonnes pratiques ; une boutique pour trouver des solutions aidant à comprendre et maîtriser ses consommations d’énergie et son empreinte carbone.
 

Moquettes, revêtements de mobilier, produits plastiques, berceaux, matelas ou encore sièges automobiles ou d’avions : tous ces objets ont pour point commun d’être généralement traités avec un retardateur de flammes, une substance chimique ajoutée aux matériaux lors du processus de fabrication, dont le but est de réduire le risque que le produit fini ne s’enflamme, ou pour en ralentir la combustion. Ce terme a trait à la fonction et non à une classe de produits chimiques, englobant un large choix de combinaisons de substances qui répondent à la variété des matériaux à protéger, dont les propriétés mécaniques et les natures chimiques entrainent des comportements au feu très variés.

Retardateur de flammes halogénés

Pourtant, une étude menée par le professeur Anna A. Stec, de l’université de Central Lancashire, au Royaume-Uni, tendrait à prouver que certains retardateurs de flammes, loin d’atténuer les dangers, augmenteraient les risques de décès lors d’un incendie. En effet, ces retardateurs auraient tendance, en ralentissant la combustion d’un matériau, à dégager des gaz toxiques, première cause de décès lors d’un incendie. L’étude menée par le professeur Stec s’est concentrée sur la catégorie de retardateurs de flammes la plus largement utilisée à travers le monde, que les scientifiques ont nommé « retardateurs de flammes halogénés », car ils contiennent du brome, élément chimique de la famille des halogènes (dont le fluor, le chlore et l’iode font aussi partie).

« Les retardateurs de flammes halogénés sont efficaces pour réduire l’inflammabilité des matériaux [traités] », explique le professeur Stec. « Nous avons cependant découvert que ces retardateurs de flammes ont un effet secondaire indésirable, celui d’augmenter les quantités de monoxyde de carbone et de cyanure d’hydrogène libérées durant la combustion. Ces gaz, et non l’élévation de chaleur ou les flammes, sont la première cause des décès lors d’un incendie », ajoute-t-elle.

Toxicité du monoxyde de carbone et du cyanure d’hydrogène

L’émanation de monoxyde de carbone provient d’une combustion incomplète de composés carbonés et est accentuée par une mauvaise alimentation en air frais ou une mauvaise ventilation. La densité du monoxyde de carbone a une densité proche de celle de l’air, lui permettant de se mélanger à lui assez facilement. Les conséquences de son inhalation peuvent aller de simples vertiges à des troubles neurologiques plus graves, allant jusqu’au coma.

Le cyanure d’hydrogène est bien plus dangereux encore. Utilisé dans les camps d’extermination nazis sous le nom de « Zyklon B », une concentration de 300 parties par million (ppm) dans l’air étant suffisante pour tuer un homme en seulement quelques minutes.

Agents intumescents

Chaque année, près de 10 000 personnes vivant dans des pays industrialisés trouvent la mort dans des incendies. Contrairement à ce que l’on pourrait croire, l’inhalation des gaz libérés par la combustion de matériaux est bien la première cause de décès et de blessures graves.

L’équipe du professeur Stec n’a pas uniquement conduit des tests sur les retardateurs de flammes halogénés, mais aussi sur certains retardateurs à base minérale, ainsi que sur les agents dits « intumescents » qui, en contact avec de la chaleur, gonflent et forment une barrière que les flammes ont le plus grand mal à pénétrer. Les retardateurs à base minérale auraient un effet, bien que minime, sur la toxicité, alors que les agents intumescents réduisent de manière plus significative la libération de ces gaz.

Polluant avéré

D’autre part, les retardateurs de flammes halogénés sont devenus un contaminant courant de l’environnement, sous forme de polybromodiphényléthers (PBDE), que l’on retrouverait dans tous les organismes animaux de filtreurs ou prédateurs de la planète, facteurs de délétion de la spermatogenèse et facteurs de débilité mentale à faible dose, selon un rapport de l’Union Européenne concernant l’évaluation des risques.

Le docteur Stec a présenté les conclusions de cette étude devant un parterre de scientifiques réunis lors du 243^eCongrès de la très prestigieuse American Chemical Society, ayant eu lieu le 27 mars dernier à San Diego, en Californie. Plus d’une soixantaine d’interventions sur le thème « incendie et polymères » ont eu lieu lors de ce congrès annuel.

Par Moonzur Rahman

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Situé sur la « ceinture de feu » du Pacifique, le Japon est avec les USA, le Mexique et l’Indonésie l’un des pays jouissant du plus grand potentiel géothermique au monde. Le pays, secoué régulièrement par des séismes qui dégénèrent parfois en redoutables tsunamis, compte 200 volcans et pas moins de 28 000 sources géothermales. Mais jusqu’à présent le pays n’a que très peu exploité ce potentiel pour produire de l’électricité, les autorités ayant préféré développer opter pour le nucléaire. La puissance géothermique installée n’est que de 0,5 GW, et aucune nouvelle centrale n’a été construite depuis celle d’Hachijojima en 1999. Cette situation est d’autant plus paradoxale que les deux tiers des turbines pour centrales géothermiques dans le monde sont produites par trois entreprises japonaises, Fuji, Toshiba et Mitsubishi.

Les sources géothermales japonaises inondent des chaînes hôtelières spécialisées dans le thermalisme, une activité qui fait partie de la culture japonaise. Jusqu’à présent, les représentants de l’industrie touristique se sont opposés aux projets électro-géothermiques, car ils craignaient un appauvrissement du gisement dont ils tirent profit.

« se fixer un objectif de société qui ne dépend pas du nucléaire »

L’accident nucléaire de Fukushima et la contamination radioactive de l’environnement, pas vraiment bénéfiques pour l’attractivité touristique du pays, ont changé l’équation et aujourd’hui plus de quatre japonais sur cinq sont opposés au nucléaire selon les enquêtes d’opinion réalisées dans le pays.  Le premier ministre japonais, Naoto Kan, dans un discours historique concernant la politique énergétique du pays, a déclaré que « considérant les risques énormes associés à un accident nucléaire, j’ai pris conscience que cette technologie ne peut pas être contrôlée par des mesures de sécurité conventionnelles. J’ai ainsi compris que le Japon doit se fixer un objectif de société qui ne dépend pas du nucléaire, en sortant de cette technologie, étape par étape. » Le gouvernement central a décidé de mettre en place dès juillet 2012 un cadre réglementaire favorable aux énergies renouvelables permettant d’attirer les investisseurs, et autorise à présent les forages géothermiques au sein des parcs nationaux.

Ce nouvel environnement réglementaire japonais est le plus attractif au monde, et les analystes estiment que l’archipel va connaître un développement très important des filières renouvelables. C’est dans ce contexte qu’un consortium d’entreprises nippones s’est formé pour lancer un premier méga-projet géothermique au sein du parc national Bandai-Asahi qui comprend trois volcans actifs, consortium dont font notamment parti les entreprises Mitsubishi, Sumitomo, Japan Petroleum Exploration, Mitsui Oil Exploration et Idemitsu Kosan. Il reviendra au gouverneur de la préfecture de Fukushima de trancher concernant l’autorisation administrative définitive du projet. Un comité de réflexion regroupant les différentes parties prenantes a été constitué par les autorités locales. Si le projet est approuvé, la phase d’exploration par forage durera environ quatre ans, afin d’identifier le site le plus favorable pour l’implantation de la centrale. Une partie des 100 millions de dollars alloués par le gouvernement central japonais en faveur de la R&D dans le domaine géothermique pourrait être utilisé pour financer partiellement le projet. La mise en service de la centrale est prévue pour 2020.

Un potentiel géothermique très élevé

Contrairement à l’éolien et au solaire dont le potentiel au pays du soleil levant est également considérable mais qui nécessitent de faire appel à des outils de flexibilité comme l’hydro modulable, les batteries ou le stockage hydrogène pour adapter l’offre à la demande, la production électro-géothermique est modulable à volonté et disponible 24H sur 24, 365 jours sur 365. En recourant aux technologies classiques, il est possible d’installer 80 GW de centrales géothermiques au Japon selon l’Earth Policy Institute, un think tank basé à Washington et fondé par Lester Brown, expert du développement durable de renommée internationale. C’est équivalent à la puissance d’environ 80 réacteurs nucléaires. Mais en recourant aux technologies les plus modernes (Enhanced Geothermal Systems, EGS), technologies qui ont notamment fait leurs preuves aux Etas-Unis, le potentiel géothermique japonais est encore bien plus élevé.

Selon la synthèse de la littérature scientifique mondiale réalisée par le GIEC dans son rapport sur les énergies renouvelables (SRREN, 2011), le potentiel théorique de la géothermie est fabuleux à l’échelle mondiale : 12600 milliards d’ExaJoules (1 EJ = 278 TWh) sont stockés dans le globe terrestre, comme dans un thermos à café géant, dont 5,4 milliards d’EJ au niveau de la croûte terrestre. Pour avoir un ordre de grandeur, la France produit chaque année environ 2 EJ d’électricité, soit environ 3% de la production électrique mondiale. Le potentiel technique, c’est-à-dire l’énergie concrètement exploitable avec les technologies actuelles, est en réalité bien inférieur au potentiel théorique et est estimé par les experts, selon les différentes hypothèses retenues, entre 118 et 1109 EJ électriques, ce qui reste loin d’être négligeable.

La chaleur géothermique résulte de la désintégration nucléaire naturelle d’isotopes au sein de la planète Terre, principalement d’uranium, de thorium et de potassium. Cette chaleur est à l’origine de l’activité interne de la planète Terre et s’échappe par bouffées, profitant de zones de faiblesse au niveau de la croûte terrestre. Résultant d’un séisme sous-marin, le tsunami qui a provoqué l’accident à la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi a ainsi une origine… nucléaire. Tirer profit de la chaleur libérée par cette méga-centrale nucléaire terrestre 100% naturelle est peut-être une approche plus judicieuse que celle qui consiste à construire des centrales nucléaires artificielles sur un archipel très vulnérable aux activités volcaniques, sismiques et tsunamiques.

Par Olivier Danielo