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mercredi 18 septembre 2019

Nucléaire et sécheresse


Les médias nous montrent que la sécheresse de l’été 2019 aggrave l’étiage de nombreux fleuves, notamment la Loire et le Rhône. Or l’utilisation de leur eau pour le refroidissement des centrales nucléaires amène son réchauffement, lequel doit être limité avec juste raison. Ainsi, plusieurs réacteurs ont dû être arrêtés ou utilisés à puissance réduite. Selon plusieurs présentateurs, peut-être influencés par des associations antinucléaires, la sécheresse ferait découvrir un nouvel inconvénient des centrales nucléaires…

Quelle méconnaissance !

La transformation de la chaleur en énergie mécanique ne peut s’effectuer que selon le deuxième principe de la thermodynamique, dit principe de Carnot, selon lequel :
  • Le fluide thermodynamique (vapeur d’eau le plus souvent) est porté à la température T1 (°K) aussi élevée que possible par la chaleur reçue de la source chaude (fission nucléaire ou combustion de charbon, de pétrole, de gaz ou autre…)
  • La détente du fluide thermodynamique produit l’énergie mécanique recherchée, et refroidit ce fluide jusqu’à la température T2(°K) aussi basse que possible, ce qui nécessite le refroidissement du condenseur où la vapeur se transforme en liquide.
  • Les quantités de chaleur (énergie thermique) émise par la source chaude, et reçue par la source froide, sont respectivement proportionnelles aux températures T1 et T2. L’énergie mécanique obtenue est la différence, proportionnelle à T1 - T2 .

De validité universelle, ce principe s’applique à toutes les centrales électrothermiques : fission nucléaire, charbon, fioul, gaz, biogaz, solaire thermique. Seules y échappent l’hydraulique et l’éolien, parce qu’elles ne partent pas de la chaleur, mais d’une énergie mécanique primaire exploitable, et le solaire à PPV qui produit directement de l’électricité à partir de la lumière.

Le rapport entre l’énergie thermique à évacuer par la source froide et l’énergie fournie dépend de T1 plus que de T2. Plus T1 est élevé, meilleur sera le rendement en énergie mécanique.  Par ordre décroissant :
  • Centrales à gaz à cycles combinés : le premier cycle est une turbine à gaz, le second une turbine à vapeur, le tout avec un rendement exceptionnel nettement supérieur à 50%.
  • Centrales thermiques conventionnelles à vapeur, utilisant toute énergie thermique fossile ou non, avec des rendements de 35 à 45%.
  • Centrales nucléaires à eau bouillante (EBR), car T1 est limitée par les matériaux utilisés dans le cœur. Il n’en n’existe aucune en France, mais elles constituent plus de la moitié du parc mondial.
  • Centrales nucléaires à eau pressurisée (EPR) pour la même raison, plus la présence d’un échangeur, appelé « générateur de vapeur » qui réduit T1 de quelques degrés : c’est le prix de la sécurité apportée par le confinement de l’eau primaire contaminée, avec un rendement conventionnel de 33%.

 Les EPR, dont le fonctionnement est strictement exempt de CO2, nécessitent un peu plus d’eau de refroidissement qu’une centrale à énergie fossile, mais les ordres de grandeur sont proches. Cet inconvénient mineur disparaît au bord de la mer dont la capacité de refroidissement est pratiquement illimitée, ce qui évite le recours à des réfrigérants atmosphériques.


Ces réfrigérants atmosphériques, nullement réservés aux centrales nucléaires, sont des cascades dans lesquelles l’eau tiédie par le refroidissement de T2, se refroidit en s’évaporant partiellement avant d’être renvoyée dans le fleuve, pendant que l’air remonte dans le paraboloïde en se chargeant de vapeur d’eau qui condense à sa sortie en en nuage blanc, exclusivement constitué de gouttelettes d’eau du fleuve.

Avoir fait de ces réfrigérants très visibles le symbole du nucléaire est une double absurdité :
  • Les centrales conventionnelles en utilisent aussi
  • Le nuage qui s’en échappe ne peut pas être contaminé, car résultant d’une eau qui n’est jamais rentrée dans l’enceinte nucléaire.


Conclusion :  Si les militants antinucléaires étaient mieux informés :
  • Ils raconteraient moins de bêtises,
  • mais ils cesseraient d’être antinucléaires
  • et notre climat y gagnerait beaucoup !


Pour mémoire : Les fluides impliqués dans les centrales électrothermiques :

 Type de centrale
Nucléaire EPR
(eau pressurisée)
Nucléaire EBR
(eau bouillante)
Thermique conventionnelle
Transfert thermique
Eau primaire liquide contaminée
Eau liquide ou gaz contaminée utilisée dans la turbine
Néant
Fluide thermodynamique
Eau secondaire liquide ou gaz
Eau liquide ou gaz
Refroidissement
Fleuve ou mer
Fleuve ou mer
Fleuve ou  mer





samedi 2 février 2019

VE 10-3 Pollution et anticyclone


Le VE : Innovation pérenne ou rêve écologiste ?
« Dans un monde inondé d’informations sans pertinence, le pouvoir appartient à la clarté. »  Yuval Noah Harari


10.3. Pessimisme excessif : Pollution atmosphérique et anticyclones

L’ADEME, agence gouvernementale dépendant du Ministère de l’écologie affirme que, en France, « la pollution tue 48 000 personnes par an ».
  • Comment est-ce possible, alors que Airparif, dont le sérieux ne peut être mis en doute, publie des chiffres selon lesquels la pollution atmosphérique en Ile-de-France a drastiquement baissé ces dernières années et décennies ?
  • L’ADEME justifie ce chiffre qui est la « somme des surmortalités observées au cours de l’année pendant les pics de pollution », par rapport à la mortalité moyenne de l’année.
Cette analyse relève en réalité d’une grave confusion entre corrélation et causalité :
  • Rappelons-nous que la plupart des décès sont dus à des causes multiples, dont la plupart sont endogènes, notamment un âge avancé, mais certaines causes exogènes ne peuvent être écartés :
    • Le froid, dangereux quand le métabolisme diminue,
    • La déshydratation, directe en été, et par l’air très sec résultant du réchauffage de l’air froid extérieur en hiver.
    • Certaines pathologies, pulmonaires et ORL, liées aux conditions climatiques
    • Il est ainsi clairement établi que la canicule d’août 2003 a été la cause du décès anticipé de 15 000 personnes, soit 1 000 / jour, ce qui ne signifie pas qu’elle en a été la seule cause, celle-ci étant presque toujours multiple.
  •  Les effets d’une forte pollution atmosphérique sur la santé sont indéniables. Il s’agit le plus souvent d’un effet cumulatif, analogue à celui du tabac qui est un polluant inhalé volontairement. A long terme, elle affaiblit l’organisme et les voies respiratoire.
    • Aux doses actuellement rencontrées en Ile-de France, aucun pic de pollution supérieur aux seuils d’alerte n’est susceptible d’avoir un effet immédiat, mais ce fut le cas, dans les années 50, du « Smog » (contraction de « Smoke » et « Fog ») londonien, qui fit des victimes directes.
    • Leur seul inconvénient est donc leur impact sur la moyenne qui continue à baisser.

L’ADEME annonce une corrélation incontestable, mais pas la causalité :
  • Rien ne prouve que la pollution mesurée soit la cause principale, ni même une cause secondaire, de décès dont les causes sont multiples.
  • Si la pollution était constante à sa valeur moyenne maintenue, donc sans modification de ses effets cumulatifs, ce calcul exonérerait totalement la pollution, alors que le taux de mortalité ne s’en trouverait pas amélioré. Cette absurdité à la limite met en cause la méthode adoptée.
  • Causalité directe : Les anticyclones
    •  Dans ces zones de pression atmosphérique élevée, il y a peu de vent et pratiquement pas d’instabilité provoquant des ascendances. La pollution émise dans les volumes habituels stagne au lieu d’être diluée, d’où les pics relatifs de pollution.
    • Les anticyclones éloignent les perturbations nuageuses liées aux dépressions, et sont donc généralement accompagnés de ciels clairs amenant des températures : 
      • élevées en journée l’été, en raison du rayonnement solaire vers la terre
      • basses la nuit en hiver, en raison du rayonnement terrestre vers l’espace
    • Ces phénomènes naturels peuvent avoir un effet rapide préjudiciable aux personnes fragiles et/ou très âgées, et on peut raisonnablement penser qu’ils augmentent directement la mortalité qui est ensuite attribué par l’ADEME à la pollution qui s’est accrue simultanément, mais indépendamment. Il resterait à le démontrer.
Le synoptique ci-dessus résume la question : il détruit l‘affirmation de l’ADEME basée sur un raisonnement abusif, mais ne donne pas de réponse définitive à une question extrêmement complexe et pas nécessairement pertinente.



L’affirmation de l’ADEME résulte d’une analyse statistique très contestable qui ne démontre rien, mais qui permet d’alarmer l’opinion publique et de justifier ainsi la nécessité de son Ministère de Tutelle. C’est une position politique : tout est bon pour justifier l’action du Gouvernement.

On peut l’interpréter aussi comme une manière de justifier la promotion des véhicules électriques dont la pollution locale, presque nulle, restera toujours inférieure à celle des véhicules thermiques, devenue très faible, mais pas encore reconnue comme telle.