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Jacques-Olivier Martin , Marc Mennessier , Charles Gautier | Le Figaro le 19/05/2008

Doubler la production d’énergie sans polluer plus

mardi 20 mai 2008 par Charles Gautier, Jacques-Olivier Martin, Marc Mennessier
L’innovation est indispensable pour rendre plus propres les énergies fossiles,qui resteront prédominantes dans le bouquet énergétique.

C’est la course contre la montre. La Chine et l’Inde s’industrialisent à vitesse grand V, les Européens, non contents de se chauffer l’hiver, veulent se rafraîchir l’été, les pays du Moyen-Orient et du bassin méditerranéen ont la nécessité de dessaler l’eau pour abreuver leurs populations… La fin programmée du pétrole et du gaz ne change pas grand-chose à l’urgence : répondre à la demande galopante d’énergie de la planète. Jamais l’accélération ne sera si forte que ce qui va survenir dans les quarante prochaines années. La demande en énergie est partie pour plus que doubler, alors que la population mondiale ne progressera que de 50 % d’ici à 2050.

Face à ces projections, les professionnels des hydrocarbures mettent les bouchées doubles pour tenter de découvrir de nouveaux gisements prometteurs. Ils existent mais ont des allures de réserves de l’extrême, enfouies dans les océans. Sans prouesses technologiques très onéreuses, cet or noir est inexploitable. Les plates-formes de la mer du Nord posées à quelques dizaines de mètres sous la mer font place à l’offshore très profond. La plate-forme Dalia de Total, au large de l’Angola, flotte comme un bateau à près de 2 000 mètres au-dessus du fond de la mer. L’exploitation du gisement russe de Chtokman, dans la mer de Barents, au nord de la Russie, nécessitera plusieurs dizaines de milliards de dollars d’investissements.

Les géants du pétrole commencent également à investir dans les pétroles non conventionnels, comme les sables bitumineux du Canada. Autre piste d’avenir : augmenter les volumes extraits des gisements, souvent vidés partiellement en raison d’obstacles techniques ou d’une rentabilité économique insuffisante.

Ce branle-bas a gagné aussi l’électricité. Des dizaines de centrales vont sortir de terre cette année en Chine. L’empire du Milieu construit également les onze plus gros projets de barrages hydrauliques de la planète.

Un défi technologique considérable

Produire beaucoup plus donc, mais surtout produire plus propre. Du protocole de Kyoto aux engagements de l’Europe, la lutte pour réduire les émissions de CO2 est inscrite comme une priorité. Or, si rien n’est fait, la consommation d’énergie conduira à un doublement des émissions annuelles de CO2 en 2050.

La planète n’a d’autre choix que de promouvoir l’énergie propre. En sachant qu’en 2030, l’écrasante majorité de la production énergétique proviendra toujours des énergies fossiles et notamment du charbon. Capter et stocker le CO2 sortant des centrales va s’imposer comme une nécessité à partir de 2015.

Autre solution, à mener de front : le développement des énergies sans CO2 et des énergies renouvelables. Il s’agit, à court terme, du nucléaire. En France, l’atome représente 80 % de notre électricité. Sa part, aujourd’hui 16 % de l’électricité mondiale, devrait progresser et peut-être dépasser les 20 % en 2050 dans les scénarios les plus optimistes de l’AIE (Agence internationale de l’énergie). Une grande partie des très nombreuses centrales qui vont être construites, est destinée à remplacer le parc existant. La croissance la plus spectaculaire viendra des nouvelles énergies comme le solaire, l’éolien, la géothermie, les vagues… Elles pourraient représenter un peu plus de 10 % de la production d’électricité, soit quinze fois plus qu’en 2003.

Dernier ingrédient de ce cocktail anti-CO2 : l’efficacité énergétique. De façon caricaturale, il s’agit de satisfaire les mêmes besoins en consommant moins de ressources. Autrement dit : ralentir la demande mondiale d’énergie.


Pleins feux sur les réacteurs du futur

Ils produiront de l’électricité, bien sûr, mais aussi de la chaleur pour les industries, de l’hydrogène pour les voitures et serviront à dessaler l’eau de mer.

Le nucléaire présente l’avantage de ne dégager aucun CO2, mais cela ne suffit pas à en faire une technologie durable et renouvelable. Pour figurer parmi ces dernières, l’énergie nucléaire qui représente 6 % de la consommation énergétique mondiale et dont les réserves de combustibles sont limitées à 250 ans avec les technologies actuelles se devait d’opérer une mue radicale.

« Il s’agit de concevoir, à l’horizon 2040, de nouveaux systèmes dits de quatrième génération, sûrs, durables, faiblement producteurs de déchets et capables de fournir de l’électricité, de la chaleur, et aussi de l’hydrogène pour le transport automobile ou de faire tourner des usines de dessalement d’eau de mer. Le tout à des prix compétitifs et sans dégager de gaz à effet de serre » , résume Philippe Pradel, directeur de l’énergie nucléaire au CEA.

C’est dans cet objectif qu’une centaine d’experts de douze pays, dont les Etats-Unis, la France, le Japon et, depuis l’an passé, la Russie et la Chine, collaborent au sein du Forum international Génération IV, une structure de coopération scientifique créée en juillet 2001.

Six concepts ont d’ores et déjà été retenus. Parmi eux, le CEA a choisi de porter plus particulièrement ses efforts sur deux systèmes de réacteurs à neutrons rapides, refroidis l’un au sodium liquide (sur le modèle de Phénix et de Superphénix), l’autre à l’hélium, un gaz rare. De leur côté, des laboratoires du CNRS à Orsay (Essonne) et à Grenoble travaillent sur la technologie des réacteurs à sels fondus. Sur le plan de la sûreté, ce type de réacteur présente de gros avantages : le combustible (des fluorures de thorium 232 et d’uranium 233) étant déjà fondu, le risque de fusion du réacteur est nul. Mais il reste d’importants verrous techniques à lever, comme la résistance des matériaux à la corrosion.

5000 ans de production

En janvier 2006, l’ancien président de la République, Jacques Chirac, s’est engagé à ce que la France mette en service un prototype de l’une de ces filières d’ici à 2020. Pour le CEA, la technologie du réacteur à neutrons rapides au sodium « apparaît raisonnablement comme la plus compatible avec l’échéance de 2040 » , compte tenu, notamment, du retour d’expérience des anciens réacteurs Phénix et Superphénix. Des améliorations notables y seront apportées, notamment en termes de sûreté. Sur le plan de la durabilité, la possibilité de recycler, dans ces réacteurs à neutrons rapides, les 200 000 tonnes d’uranium 238 actuellement en stock, permettrait d’alimenter une production nucléaire au niveau actuel pendant 5 000 ans.


La course au charbon propre

La demande mondiale d’électricité est telle qu’il est impossible de se passer de ce combustible. Seule solution  : capter et stocker les rejets de CO2.

Sur la côte ouest du Danemark, à Esbjerg, la centrale électrique au charbon de 420 MW de l’électricien Dong Energy n’a, a priori, rien d’exceptionnel. À un détail près : ce site est l’un des premiers au monde équipé d’un système de démonstration de captage de CO2 qui aspire le gaz carbonique avant de le relâcher.

Une dérivation dans la cheminée permet de capter 0,5 % de la fumée qui est dirigée dans un absorbeur. Elle est mélangée à un solvant. Quelque 90 % du CO2 sont alors captés au terme d’un long cheminement industriel. Ce démonstrateur a été installé dans le cadre du projet européen Castor, piloté par l’Institut français du pétrole.

Industriels et producteurs d’électricité multiplient la recherche et le développement dans ce domaine, car l’enjeu est de taille : les centrales au charbon sont responsables de 40 % de la production mondiale de CO2. Une situation intenable alors que le charbon est une des ressources énergétiques les plus abondantes de la planète et qu’il faut impérativement réduire les dégagements de CO2 dans l’atmosphère.

Pour lutter contre ce phénomène, un credo : capter le CO2 puis le stocker dans le sous-sol grâce aux techniques éprouvées par l’industrie pétrolière. Celle-ci injecte le CO2 dans les réservoirs naturels de pétrole et de gaz pour prolonger leur production.

Le captage est de loin l’étape la plus complexe. « Pour piéger le CO2, il existe trois méthodes, explique François Kalaydjian, directeur expert en développement durable à l’IFP. La première, c’est la postcombustion, comme à Esbjerg, réalisée après la combustion du charbon. Deuxième solution : l’oxycombustion lors de laquelle la combustion avec de l’oxygène pur facilite le captage du CO2 alors concentré. Troisième technique : la précombustion. Il s’agit de gazéifier le charbon et de séparer le CO2 du gaz de synthèse avant la combustion. »

Du CO2 pour Coca-Cola

Le groupe Alstom, impliqué dans Castor, a choisi la technique de la postcombustion adaptable à des centaines de centrales à charbon déjà existantes. Mais rien n’est arrêté. Alstom juge nécessaire la mise en place d’un cadre juridique mondial pour que les contraintes soient définies et identiques pour tous.

« La solution technique validée n’existe pas encore, souligne Philippe Joubert, président d’Alstom Power System. Nous serons prêts en 2015 avec des solutions financièrement viables, mais aujourd’hui, personne ne connaît le surcoût d’une centrale liée à ces installations de captage. Nous l’estimons entre 20 et 40 %. » Le marché est gigantesque. Le parc installé compte des milliers de centrales et ne cesse de grandir. Depuis deux ans, la Chine construit deux centrales par semaine. Pas toutes propres, mais le pays est sensible à ces émissions. Le pays inaugurera bientôt un site, identique à celui d’Esbjerg, un peu particulier : il s’agira de capter du CO2 et de le vendre à Coca-Cola pour qu’il gazéifie son célèbre breuvage.

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