Les incohérences du bilan énergétique français(I) : l’absurdité de l’énergie finale

On se souvient encore du débat entre la Savetière [1] et le Petit Nicolas, lors de la campagne présidentielle de 2007. Disons le tout de suite, cette confusion est tout à fait normale : la question énergétique ne peut s’appréhender qu’en faisant intervenir deux grandeurs dont une qui fait référence à la nature de l’énergie que l’on utilise.

Il est courant en physique par exemple de distinguer l’énergie sous forme de chaleur notée Q et celle sous forme de travail, notée W. Q représente la quantité d’énergie qui sert à nous chauffer mais aussi celle qui est à l’origine du mouvement des moteurs et des turbines ; le travail W au contraire se retrouve sous forme de mouvement ou d’énergie électrique.

Dans une civilisation reposant sur les énergies fossiles, le problème de conversion de la chaleur en travail est fondamental. On à l’habitude de tout ramener à une quantité de chaleur dégagée : avant les années 1960, on avait l’habitude de tout ramener à chaleur dégagée par une tonne de charbon et on utilisait la tec : tonne équivalent charbon. Depuis, l’essor du pétrole, on utilise la tep.

Historiquement, il faut distinguer deux points de vue, qui se complètent. Le premier est celui de Carnot énoncé en 1826 mais appliqué plus tard : on ne convertit pas toute la chaleur en travail : le rendement des machines thermiques varie entre 10% et 60% : en moyenne on peut dire que W = 0,3 Q . Le second point de vue est celui de Joule : l’énergie se conserve W = Q. Pour comprendre comment les deux points de vue se rejoignent, il faut préciser de quoi on parle.

Lorsqu’on écrit W = 0,3 Q ,
il faut comprendre W disponible = 0,3 Q fournie

et

lorsqu’on écrit W = Q, on pense W disponible = Qfournie -Qperdue.

Prenons une turbine comme système physique : Q fournie est l’énergie dégagée par le combustible, elle permet de produire de la vapeur , W est le travail produit par la turbine, mais la turbine ne tourne que si on arrive à condenser la vapeur en aval de la turbine et donc pour cela il faut refroidir la vapeur, c’est à dire réchauffer une source froide comme une rivière, donc perdre une quantité de chaleur Qperdue. Qperdue pourrait être récupérée pour chauffer des logements en hiver, on est ramené là à un problème d’investissement.

On peut remarquer l’absurdité du bilan énergétique en énergie finale (à droite) : lorsqu’on compare de l’électricité et du pétrole dans l’énergie finale, on compare de l’électricité qui a été obtenue après une transformation chaleur-travail avec du pétrole qui n’a pas encore subi cette transformation, mais qui la subira dans les moteurs.

Les antinucléaires ne manquent pas de se servir de la confusion quand ça leur chante. Chez Négawatt, Thierry Salomon déclare que « le nucléaire ce n’est que 17% de l’énergie finale », ce qui est absurde comme nous l’avons vu ; tandis qu’Olivier Sidler de la même association, écrit « dans tous les dispositifs réglementaires à venir, les consommations de chauffage ne doivent pas être exprimées en énergie finale mais en énergie primaire », ce qui pourrait à la rigueur se concevoir pour comparer des système de chauffage, mais qui est ridicule pour discuter d’isolation.

Pour avoir un bilan honnête, une manière est de tout ramener à la même quantité de chaleur, c’est ce que donne la notion d’énergie primaire sauf pour ... les énergies renouvelables autres que les filières nucléaires.

Les antinucléaires bizarrement n’ont pas exercé une réflexion sur ce sujet. Les énergies renouvelables produisent de l’électricité mais pas de la même manière.

Rappelons que le coefficient officiel de l’électricité en énergie primaire est 2,58 , il correspond au rendement d’une centrale à fioul W = 0,38 Q, comme c’est à peu près le rendement d’une centrale à charbon ou d’une centrale à biomasse actuelle, nous pouvons garder ce chiffre.

Pour avoir un bilan correct, il suffit d’attribuer 2,58 à toute production d’électricité, en particulier aux renouvelables qui s’insèrent dans le réseau électrique, c’est le cas de l’hydraulique et de l’éolien lorsqu’il peut être régulé par celle-ci, c’est à dire en France en dessous de 10 GW.

Dans le cas d’un développement éolien massif , la production électrique devra être décomposée en deux termes : un tiers de la production est continue et peut être assimilée à une production au fil de l’eau W = Wéolien/3 . Le reste de de la production de pointe devra être converti en d’hydrogène thermique avec un rendement de 80% Q = 2x0.8Wéolien/3. Au total l’éolien massif non régulé, au total Q = 1,4 Wéolien.

En appliquant ces corrections, on obtiendrait donc dans le détail de l’énergie primaire 2010 :

L’ hydraulique passerait de 6 Mtep à 15 Mtep

L’éolien (6 GW) passerait de 0,8 Mtep à 2,1 Mtep

Sans tenir de la gestion de la matière fissile, l’électricité nucléaire issue des REP devrait être corrigée à 95 Mtep.

Le bilan total varie peu à 263 Mtep

La part de l’électricité hydraulique et éolienne est de 6%

La part de l’électricité nucléaire est de 36%

La part des autres renouvelables thermiques est de 6 %

Le reste des fossiles est de 51%

On remarque donc que la part de l’énergie nucléaire dans notre pays est essentielle, on verra que l’on obtient la même conclusion si on va au delà de l’énergie finale, mais tout d’abord, il faudra remarquer une autre incohérence qui cache un autre atout des filières nucléaires : le compte de stock.