Dimanche 10 juin 2007
J'ai choisi d'utiliser dans les calculs qui suivent le dossier technique mis à disposition par la société AVEL-IF pour la construction d'une éolienne de dernière génération d'une puissance installée de 2000 kW.
Une éolienne est pour l'essentielle construite en acier. La production des matériaux ferreux repose sur la réduction à 1000° d'oxides de fer. L'air en présence de charbon (carbone) produit du monoxyde de carbone qui se transforme en CO2 par capture de l'oxygène de l'oxide. La production d'une tonne d'acier est donc responsable de l'émission de 1,5 tonne de CO2 par an en France (source : ADEME, projet ODYSSEE). Le cahier technique de l'éolienne choisie comme support d'étude indique l'utilisation d'environ 260 t d'acier et ferrailles ce qui représente a une émission de CO2 de 390 t.
Pour tenir au vent un éolienne doit avoir son centre de gravité situé sous le niveau du sol. Pour cela il est nécessaire de la fixer sur une importante masse de béton et le béton est le mélange de ciment et d'une charge de gravier grossier.
Le ciment est le résultat de la calcination à 1450° d'un mélange de 20 à 30% d'argile avec du calcaire. Le carbonate de calcium CaCO3 se décompose en chaux CaO et gaz carbonique CO2. La chaux réagit ensuite chimiquement avec l'argile pour produire un mélange de silicates et d'aluminates de calcium. Le dégagement de CO2 est donc intrinsèque à la production de ciment et ne peut pas être contourné.
Calcul du CO2 émis par la production de béton.
En 2003, l'industrie cimentière a rejeté 2,7% du gaz carbonique produit en France, soit 12% de la production industrielle (Les quatre pages des statistiques industrielles du Ministère de l'Économie des Finances et de l'Industrie, n° 208, juillet 2005), citant le Centre Interprofessionnel d'Étude de la Pollution Atmosphérique.) Pour 2003, la production totale de CO2 par l'industrie en France a été de 106 million de tonnes, soit pour l'industrie cimentière 3 million de tonnes. (Statistique du Ministère de l'Écologie du Développement et de l'Aménagement Durable, http://www.industrie.gouv.fr/energie/sommaire.htm).
La production de ciment pour 2003 aura été en France de 16 million de tonnes de ciment brut (clinker transformé en 20 million de tonnes de ciment) soit 190 kg de CO2 produits par tonne de ciment. (D'après Ciment 2003, document du syndicat National de l'Industrie Cimentière). Dans cette partie du calcul il n'a pas été tenu compte de l'émission de CO2 lors de la péparation du carburant utilisé pour produire le clinker.
La production d'un mètre cube de béton nécessite l'usage de 300 kg de ciment (D'après le Guide d'application pratique de la nouvelle norme "béton" NF en 2006 sur les chantiers publié par La Fédération Nationale Des Travaux Publics). La production d'un mètre cube de béton correspond au dégagement de 56 kg de CO2.
La réalisation de la semelle de l'éolienne considérée de 2000 KW nécessite 850 mètres cube de béton ce qui correspond au relâchement de 48 tonnes de CO2. (documents techniques disponibles sur le site de la société AVEL-IF). La société TOTAL a construit à Mardyck un ensemble de 5 éoliennes de puissance totale de 15 MW utilisant 1600 mètres cube de béton pour les fondations. Ce dernier exemple correspond à un dégagement de CO2 de 90 tonnes. On aboutit ainsi a une estimation grossière d'une dizaine de kg de CO2 dégagé par kW installé soit 20 tonnes pour une installation de 2000 kW.
Ce ciment doit être transporté sur le chantier par des camions toupie. Ces camions ont en général un volume de 8 mètres cubes, il faut donc 107 transports pour les 850 m3 de béton de l'éolienne. Ces camions émettent à minimum 600 g de CO2 /km parcouru. Sur un trajet de 20 km par camion on trouve une émission totale de 1,3 tonne de gaz carbonique.
Sur une durée de vie de 30 ans et avec un facteur de charge de 0,25 (source :Variabilité annuelle à décennale de la production énergétique éolienne passée et future en France (1958-2100). Etude co-financée par Climpact et l'ADEME, P.-A. Michelangeli et H. Loukos (Climpact)) l'éolienne de 2000 kW produit 131 GWh d'énergie (30ans x 365 jours x 24 h x 2000 kW x 0,25).
La production d'électricité en France est responsable de l'émission de 60 à 120 g de CO2 par kWh (source : Note de cadrage sur le contenu CO2 du kWh par usage en France, 14 janvier 2005, ADEME). L'éolienne considérée ici permet doncde faire l'économie de 131.000.000 kWh x 60 g = 7860 t de CO2 soit 8000 tonnes environ pour la fourchette basse et le double pour la fourchette haute.
À ce point de l'étude, l'émission de CO2 dégagé par la réalisation d'une éolienne est largement compensée par l'absence d'émission pendant l'exploitation.
Voici le courriel que j'ai envoyé ce jour à un site qui se présente comme le site de référence sur l'éolien (planete-eolienne) :
Bonjour,
Pourquoi votre site ne comporte-t-il aucun élément factuel ?
Quels sont :
- le poids de béton indispensable à l'équilibre d'une éolienne,
- le poids d'acier entrant dans la construction, le poids de cuivre, de polymères, de fibre de carbone,
- le temps de production d'une éolienne (duty cycle) par jour en moyenne,
- la durée de vie de production d'une éolienne,
- le bruit introduit par un parc éolien sur le réseau de distribution sur lequel on est obligé de le brancher ?
Toute discussion raisonnable doit répondre au moins à ces questions.
Cordialement,
Comments (12)
Pourquoi n'ont-ils pas la réponse à toutes ces questions? ils n'ont pas les moyens de s'offrir les services d'un savant fou pour faire toutes ces recherches... tu sais combien ça coûte un savant fou à l'heure? ;-)
Posted by Samy | 13 juin 2007 0h47
Posted on 13 juin 2007 00:47
Un savant fou coûte, dans le pire des cas (quand c'est l'Europe qui paie), 80€ de l'heure, mais le prix peut descendre à 0 car le savant fou adore qu'on fasse appel à lui et l'enflure de son ego lui suffit dans la plupart des cas. D'ailleurs, il n'est même pas nécessaire de faire appel à lui, il répond très souvent à des questions que personne ne lui a posé.
En fait les écolos ne veulent pas connaître la réponse à ces questions, car seuls les intéressent les faits qui vont dans leur sens. Ainsi, à la réunion politique du MEI du 26 mai dernier, le militant allemand venu parler des énergies renouvelables avait pour postulat que le nucléaire c'est le mal et qu'il convient à tout prix de s'en détacher. À partir de là il n'y a pas de savant fou qui tienne.
Posted by Charles Hirlimann | 13 juin 2007 8h24
Posted on 13 juin 2007 08:24
Il serait de plus intéressant de faire une comparaison avec la béton nécessaire pour la construction de l'EPR par exemple et le dégagement moyen au Kwh pour que l'étude soit complète.
Posted by Damien | 13 juin 2007 9h38
Posted on 13 juin 2007 09:38
Yes, absolument.
Pour être vraiment, vraiment complet, il faudra un jour calculer le coût en énergie dépensée pour les deux moyens de production.
Aussi, il faudrait calculer le coût social des deux : assocs pour et contre, manifs. Dur, dur.
Posted by Charles Hirlimann | 14 juin 2007 7h26
Posted on 14 juin 2007 07:26
Vous faites ici une ébauche intéressante d'une analyse de cycle de vie pour un bilan carbone d'une éolienne.
Dans un bilan carbone usuel, on distingue les étapes du cycle de vie, c'est à dire le bilan matières premières, fabrication, transport, utilisation et fin de vie.
Votre bilan, complet sur certains points, en néglige d'autres. Vous considérez par exemple le transport du béton mais pas celui de l'acier, vous ne considèrez ni la fabrication des grandes structures à partir de l'acier ni la fin de vie, le démantelement de l'éolienne...
Le calcul du cout carbone d'une éolienne est cependant extrèmement variable en fonction de l'éolienne, notamment à cause de la distance que parcourt l'acier et le béton (les 20km pour le béton me semblent minimalistes, et l'acier parcours au final souvent des milliers de kilomètres), et du facteur de charge, qui a une très grande variabilité.
Au final, ces calculs amènent aux valeurs courantes de cout CO2 par KWh.
Le cout CO2 d'une éolienne est pour EDF entre 3 et 22g par KWh, plus que le cout CO2 d'une centrale nucléaire bien souvent (6 à 10g/KWh), mais effectivement moins que la moyenne globale francaise.
Or, une récente étude allemande augmente cette valeur à 55g/KWh en considérant que les éoliennes durant leur fonctionnement boulervent le réseau. À cause de leur fonctionnement aléatoire, elles conduisent effectivement à une compensation par des centrales thermiques classiques.
Avec cet impact indirect, l'éolienne serait donc tout juste dans la moyenne francaise...
Pour le questionnement sur l'EPR, la quantité de béton, d'acier d'une centrale nucléaire EPR est parfaitement intégrée dans une analyse cycle de vie carbone, avec même le démentèlement de la centrale, le résultat est bien juste de 6g/KWh!
Le problème du nucléaire, c'est le risque, les déchets, le bouleversement de l'équilibre des rivières, pas les émissions CO2... À chacun de juger la priorité et son « juste » indicateur.
Posted by Lionel Perret | 12 juillet 2007 15h03
Posted on 12 juillet 2007 15:03
Merci d'avoir complété cette ébauche de calcul du cycle du CO2 pour une éolienne. Il est bon que des informations aussi complètes que possible puissent circuler.
Pourriez-vous indiquer vos sources pour que cette diffusion soit encore plus complète ?
Posted by Charles Hirlimann | 13 juillet 2007 20h34
Posted on 13 juillet 2007 20:34
Merci pour cette étude pour la partie éolienne.
Il est effectivement interessant de pouvoir la comparer avec la même sur une centrale nucléaire.
Je lis "Pour le questionnement sur l'EPR, la quantité de béton, d'acier d'une centrale nucléaire EPR est parfaitement intégrée dans une analyse cycle de vie carbone, avec même le démentèlement de la centrale, le résultat est bien juste de 6g/KWh! "
Avons nous des élements qui étayent cette info ?
Cordialement - Jacques
Posted by Léraillé Jacques | 30 janvier 2009 17h24
Posted on 30 janvier 2009 17:24
Merci à vous pour votre intérêt.
Un article de l'Agence de Développement et de Maîtrise de l'Énergie (ADEME) donne le contenu CO^2 des différents moyens de production mais ne compare pas les quantités en cycle de vie.
Un article de Jean-Marc Manicore paru le 24 octobre 2003 dans le « Nouvel économiste »
(http://www.manicore.com/documentation/articles/EPR.html) donne 10g de cO^2 par kWh pour le nucléaire en compte cycle de vie.
Si vous lisez l'anglais la meilleure référence que je connaisse est celle d'une présentation faite à Bruxelles par Stefan Hirschberg du Laboratoire d'étude des productions d'énergie de l'intitut Paul Scherrer en Suisse ! Un régal ! (http://www.sauvonsleclimat.org/new/spip/IMG/pdf/Hirschberg.pdf)
Il existe d'autres références évoquées par Lionel Perret ci-dessus. Je n'y ai pas eu accès.
Posted by Charles Hirlimann
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2 février 2009 21h39
Posted on 2 février 2009 21:39
Jancovici est un pronucléaire pas étonnant qu'il arrive à 10 grammes de C02 : Une étude menée par B. Sovacol (Oxford) montre qu'en réalité on est autour de 66 grs de CO2 pour le nucléaire : extraction du minerai, transports p, enrichissemment construction des centrales transports des déchets, démantelement des centtrales ...66 grs soit deux fois plus que pour le solaire, 3 à quatre fois plus que pour l'éolien.
Posted by lobe | 24 mars 2009 17h46
Posted on 24 mars 2009 17:46
Great post! I’ll subscribe right now wth my feedreader software!
Posted by LnddMiles | 24 juillet 2009 3h26
Posted on 24 juillet 2009 03:26
En fait, ce 6 g/kWh bien obscure est contredit par beaucoup d'études.. Une moyenne de 103 études scientifiques internationales le place à 66g/kWh, bien loin des données de l'industrie nucléaire...
http://www.electron-economy.org/article-le-nucleaire-c-est-combien-de-co2--38657351.html
Posted by Rom | 5 novembre 2009 17h05
Posted on 5 novembre 2009 17:05
Merci pour cette information. Mon souhait en écrivant sur le CO2 produit par les éoliennes est simplement une réaction à des affirmations sans fondement trop souvent entendues. Cela vaut évidemment pour le nucléaire et votre contribution va tout à fait dans le même sens.
Posted by Charles Hirlimann
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6 novembre 2009 9h07
Posted on 6 novembre 2009 09:07