Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail
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Notions : ENERGIE : propriété d’un système. Sa capacité à effectuer un travail Formes d’énergies : CHIMIQUE Chaleur THERMIQUE Chaleur MASSIQUE Nucléaire (Chaleur) MECANIQUE Mouvement ELECTROMAGNETIQUE Lumière / Mouvement GRAVITATION Mouvement

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Notions : ENERGIE : propriété d’un système. Sa capacité à effectuer un travail

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Presentation Transcript


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

Notions :

ENERGIE : propriété d’un système. Sa capacité à effectuer un travail

Formes d’énergies :

CHIMIQUEChaleur

THERMIQUEChaleur

MASSIQUE Nucléaire (Chaleur)

MECANIQUEMouvement

ELECTROMAGNETIQUE Lumière / Mouvement

GRAVITATIONMouvement

ENERGIE PRIMAIRE : L'énergie primaire est l'ensemble des produits énergétiques

non transformés, exploités directement ou importés.

Ce sont principalement le pétrole brut, les schistes bitumineux, le gaz naturel,

les combustibles minéraux solides, la biomasse, le rayonnement solaire,

l'énergie hydraulique, l'énergie du vent, la géothermie et

l'énergie tirée de la fission de l'uranium. (Discutable…) - RESSOURCE

ENERGIE SECONDAIRE : Toute énergie obtenue par la transformation

d'une énergie primaire (Discutable aussi…) – RENDEMENT - EFFICACITE


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

Production 1971 – 2010

1971 : 6107 Mtep

2010 : 12717 Mtep

Consommation 1971 – 2010

1971 : 4672 Mtep

2010 : 8677 Mtep

Pertes 1971 : 1435 Mtep

(23 %)

Pertes 2010 : 4040 Mtep

(32 %)


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

En 1973

Electricité = 9,4% de l’énergie

En 2010

Electricité = 17,7 % de l’énergie


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

1973 : 44,1 % d’électricité

- Agriculture

- Résidentiel

- Commercial

- Tertiaire

2010 : 56,9 % d’électricité

- Agriculture

- Résidentiel

- Commercial

- Tertiaire


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

LA PART DU NUCLEAIRE

DANS L’ELECTRICITE

1973 : 3,3%

2010 : 12,9 %

LA PART DES RENOUVELABLES

DANS L’ELECTRICITE

1973 : 21,6 %

2010 : 19,7 %

LA PART DU NUCLEAIRE

DANS L’ENERGIE

1973 : 3,3%

2010 : 12,9 %


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

CONSOMMATION ENERGETIQUE MONDE (Mtep)

OCDE : Australie, Autriche, Belgique, Canada, Rép. Tchèque, Danemark, Finlande, France, Allemagne, Grèce, Hongrie, Irlande, Italie, Japon, Corée du Sud, Luxembourg, Hollande, Nvelle Zélande, Norvège, Pologne, Portugal, Rép. Slovaque, Espagne, Suède, Suisse, Turquie, USA, Gde Bretagne


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

EGALITE PAR TETE ?

OCDE : Australie, Autriche, Belgique, Canada, Rép. Tchèque, Danemark, Finlande, France, Allemagne, Grèce, Hongrie, Irlande, Italie, Japon, Corée du Sud, Luxembourg, Hollande, Nvelle Zélande, Norvège, Pologne, Portugal, Rép. Slovaque, Espagne, Suède, Suisse, Turquie, USA, Gde Bretagne


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

2010 : Population 6 825 Mh

Consommation énergie 8 677 Mtep

Energie / habitant moyen1,27 - (min 0,05 – max 2,99)

Energie / habitant OCDE2,99

2100 :Population (ONU moyen)9 000 Mh+ 32 %

Moyenne = Energie / habitant 20101,27

Consommation énergie11 430 Mtep+ 32 %

+ Augmentation depuis 1987

Moyenne = Energie / habitant OCDE 20102,99

Consommation énergie26 910 Mtep+ 210 %+ Augmentation depuis 1950

???


Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

  • MODES DE PRODUCTION :

  • 3 Systèmes :

  • Mécanique (turboalternateur)

    • Hydraulique

    • Eolien

    • Thermique

  • Chimique (Pile à Combustible)

  • Conversion directe (Photovoltaïque)


  • Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    PILE A COMBUSTIBLE

    Hydrogène + Oxygène (air) Courant électrique

    (Catalyseur) Eau pure

    Chaleur


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    PILE A COMBUSTIBLE

    Température de fonctionnement : 60 à 200 °C

    Rendement (effectif) supérieur à 50 %

    Puissance moyenne : kW à MW

    Utilisation :Automobiles

    Applications portables

    Domestique (1 piscine)


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    PHOTOVOLTAIQUE

    Effet photoélectrique (1905)

    Matériaux semi-conducteurs

    Energie des photons (lumière solaire visible)

    Ejection d'un électron d'un atome de Silicium

    Courantt électrique


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Rendement (typique) : 8 à 40%

    Efficacité :600 à 1000 W / m2

    Durée de vie :Inconnu (> 20 ans…)

    Avantages : Maintenance

    "Combustible" gratuit

    Inconvénients : Matières premières (?)

    Environnement (?)

    Lumière solaire (midi) en France :1 kW / m2


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    MECANIQUE

    Principe de base : Utiliser un fluide pour faire tourner un turboalternateur

    Fluide = Eau (Hydraulique)

    Air (Eolien)

    Vapeur (Thermique)


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Rendement turbine : 60 %

    Rendement Alternateur : 80 – 90 %

    Efficacité maximale : Eolien

    (pas de turbine)

    Efficacité thermique : max 50 %

    (plus si production de chaleur)


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    THERMIQUE :

    Fuel

    Gaz

    Charbon

    Soleil

    Nucléaire

    Refroidissement (rivière, tour…)


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    THERMIQUE NUCLEAIRE :

    En moyenne 2,3 n/at.U

    Noyau fissile : peut subir la fission avec 1 neutron .

    U235, Np238, Pu239, Am241, Cu242

    Noyau fertile : peut devenir fissile avec un neutron de plus .

    U238 Pu239


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    U235


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    THERMIQUE NUCLEAIRE :

    Centrale Thermique avec

    - Confinement de la partie nucléaire

    - 2ème circuit d'échange de chaleur


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    THERMIQUE NUCLEAIRE :

    Les différences :

    - Combustible : Uranium Naturel (enrichi à 0,1 %)

    Uranium Enrichi (4 – 5%)

    - Modérateur : Absorbeur de neutrons

    Graphite

    Eau

    - Caloporteur : Refroidissement et transport de la chaleur

    Eau

    Sodium

    Plomb fondu

    - Principe de fonctionnement

    UNGG

    PWR

    BWR


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Les types :

    THERMIQUE NUCLEAIRE :


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    REACTEURS EN OPERATION DANS LE MONDE : 435 – Puissance 368791 MWe

    PWR : 270Puissance : 248364 Mwe

    BWR : 84 77726

    GCR : 17 8762

    PHWR : 47 23140

    RBMK : 15 10219

    RNR : 2 580

    REACTEURS ARRETES DANS LE MONDE : 138 – Puissance 49152 MWe

    REACTEURS PLANIFIES DANS LE MONDE : 114 – Puissance 117329 MWe


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Rendement propre du système :

    Centrale Nucléaire = Centrale thermique.

    Exemple de Fessenheim :

    Puissance Thermique d’un réacteur : 2660 MWt

    Puissance Electrique en sortie : 888 MWe

    Rendement « direct » : 33,3 %

    Eolienne : 65 - 90 %

    Hydraulique :48 %

    Thermique gaz :35 – 45 %

    Solaire photovolatique : 12 - 30 %

    Ne pas oublier : cycle du combustible

    ( Extraction )

    Enrichissement

    Retraitement

    Conditionnement

    Stockage

    Rajouter : Pertes en ligne (19 sites – lignes HT) entre 8 et 12%


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    2010


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Nucléaire :

    Production Thermique 111,68 Mtep

    Usagers : 38,01 Mtep

    Efficacité globale : 34 %

    Charbon

    Production Thermique 10,33 Mtep

    Usagers : 5,64 Mtep

    Efficacité globale : 55 %

    Gaz

    Production Thermique 42,33 Mtep

    Usagers : 35,44 Mtep

    Efficacité globale : 84 %

    Fuel

    Production Thermique 85,41 Mtep

    Usagers : 76,19 Mtep

    Efficacité globale : 89 %

    ENR (hydraulique,

    Production Thermique 26,41 Mtep

    Usagers : 14,41 Mtep

    Efficacité globale : 55 %

    Efficacités Globale :

    Attention : il s’agit

    d’énergies,

    pas forcément du

    Nucléaire…


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Chauffage électrique :

    (Uranium) Chauffage Conversion Pertes Conversion Chauffage


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Cycle du Combustible :


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Cycle du Combustible :

    DECHETS !


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Cycle du Combustible :

    Pour 1 rechargement annuel d'un réacteur

    21,5 tonnes d'Uranium enrichi à 3 %

    Extraction du minerai :

    69 000 tonnesde résidus

    (Thorium, Radon, Ruthenium)

    Enrichissement à 3 %

    117,3 tonnes d'uranium appauvri

    Retraitement :

    209 kg de Plutonium

    20,4 tonnes d'Uranium à 1,1 %

    811 kgde déchets C

    enfouis

    à

    Bure


    Notions energie propri t d un syst me sa capacit effectuer un travail

    Petit Calcul :

    Fessenheim : 30 ans de fonctionnement pour 2 réacteurs

    2 rechargements de 21,5 tonnes par an :

    Consommation : 1 290 tonnes d’uranium enrichi à 3 puis 4,5 %

    Résidus miniers : 4 140 000 tonnes sur les sites miniers

    Résidus d’enrichissement : 7 038 tonnes d’uranium appauvri

    « stockés » en France / envoyés en Russie

    Résidus de retraitement : 1 224 tonnes d’uranium à 1,1 %

    « stockés » en France / envoyés en Russie

    12,5 tonnes de Plutonium

    48,6 tonnes de déchets à enfouir (à Bure)

    Environ 5000 m3 de déchets FAVL

    6 générateurs de vapeur (2400 tonnes de ferraille hautement radioactive)

    stockés à Fessenheim "pour 10 ans"…

    LA CENTRALE DE FESSENHEIM EST TRES DISCRETE SUR SES PROPRES DECHETS

    Lettre de l'ASN à la centrale de Fessenheim (26 Juillet 2007) :

    " … Je vous demande de […] me transmettre un bilan de la gestion des déchets produits

    et évacués lors de l'année 2006…"


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