gotty

04 septembre 2008

Quelques précisions sur la voiture électrique

Comme souvent quand je parle d'énergie, j'ai fait quelques raccourcis rapides dans mon dernier billet sur les voitures électriques, et je me suis un peu emmêlé les pinceaux. Alors, je précise.

Tout d'abord, ma réflexion dans l'article était erronée, comme me l'a fait remarqué Val : raisonner sur la quantité d'énergie utilisée par une voiture "classique" et essayer de le convertir en énergie électrique ne vaut pas. En effet, le rendement du moteur n'est pas du tout le même : le rendement d'un moteur thermique (à essence ou diesel) est de l'ordre de 30% alors que celui d'un moteur électrique est plutôt de l'ordre de 80%. Cela veut dire que pour 100 d'énergie dans le réservoir, seul 30 sera effectivement utilisé pour déplacer la voiture avec un moteur thermique, alors que 80 seront utilisés dans une voiture électrique. Pour parcourir une distance donnée à une vitesse donnée, la voiture électrique consommera donc moins d'énergie que la voiture classique. A l'inverse, il y a des pertes énergétiques lors de la recharge de la batterie que l'on n'a pas quand on fait le plein : pertes lié au transport de l'électricité, au processus de recharge de la batterie...

Donc, comparer voiture électrique avec voiture à moteur thermique sur ce point là est assez absurde. Val me suggérait donc, à juste titre, de regarder plutôt la consommation (au kilomètre) des voitures électriques, et de refaire le calcul à partir de là. C'est ce que j'ai fait dans mon commentaire, mais ma réflexion comporte une erreur que je me dois de vous expliquer.

L'énergie primaire est l'énergie qui est disponible dans la nature, avant toute utilisation : le soleil, le bois, le pétrole sont des sources d'énergie primaires. L'énergie secondaire est l'énergie produite à partir de ces sources ; nos centrales n'ont en effet pas un rendement de 100% : pour le solaire, le rendement est plutôt de l'ordre de 15%, pour le nucléaire de 30% et pour les centrales à charbon de 45%. Enfin, l'énergie consommée est l'énergie secondaire, à laquelle on soustrait les pertes dues à l'utilisation de l'objet (pertes sur le réseau essentiellement) : les pertes sont assez minimes (de l'ordre de 10%) donc on peut les négliger. Le schéma ci-dessous devrait éclairer votre lanterne.

Dans mon commentaire, je calcule et calcule, et arrive à dire : le parc automobile, s'il n'utilisait aujourd'hui que des voitures électriques, consommerait 33 000 GWh (énergie consommée). Par contre, parler ensuite d'énergie primaire n'a pas de sens ! En effet, pour passer de l'énergie consommée à l'énergie primaire, il faut passer par le rendement de la centrale que l'on étudie. Or, je suppose que ce sera du nucléaire, mais ce qui n'est pas forcément vrai : peut-être que nous pouvons augmenter notre part d'éolien, ou au contraire utiliser beaucoup de pétrole. Mais surtout, les puissances des centrales sont en énergie consommée, pas en énergie primaire : quand on dit qu'une centrale a une puissance de 1GW, cela veut dire que si l'on fait tourner la-dite centrale pendant une heure, on obtiendra 1GWh d'énergie secondaire (qui est presque de l'énergie consommée, à 10% près).

Donc, après calcul, avec notre situation technologique actuelle, passer l'ensemble des voitures en électrique voudrait dire consommer l'énergie de 5 EPR, ou 3000 éoliennes nouvelle génération, ou 10km² de panneaux solaires. Mais encore une fois, tout n'est pas si simple. En effet, l'un des gros problèmes c'est que l'électricité produit ne se stocke pas, ou alors très mal. Ainsi, 5 EPR produisent effectivement l'énergie requis sur une année à condition de tourner 24h/24h. Mais, il est plus que probable que les recharges de voiture se fassent en majorité la nuit (il faut 10h pour recharger une voiture). Donc, si vous n'utilisez vos EPR que 12h sur 24, c'est 10 EPR qu'il vous faudra ! Les éoliennes et les panneaux solaires qui ne produisent de l'électricité que par intermittence (et surtout le jour pour les panneaux) ne seraient pas du tout adapté à ce genre d'utilisation.

Voici les précisions faites. La conclusion, elle, reste au finale inchangée. L'électricité, c'est bien, ça n'émet pas de gaz à effet de serre à utiliser. Par contre, la production n'est pas forcément propre (déchets nucléaires, centrales à charbon...) mais surtout, il faut en permanence que la production et la consommation s'équilibre. Transférer notre consommation de pétrole en consommation d'électricité n'est pas forcément "propre" : tout dépend de comment nous produisons notre électricité.

01 septembre 2008

La voiture électrique : la panacée ?

Les nouvelles sont bonnes, mais en fait pas trop : les voitures européennes émettent globalement moins de CO2 que l'année passée, mais la réduction n'est pas assez significative pour remplir les objectifs communautaires. Du coup, ça râle...

Une solution souvent présentée comme idéale est la voiture électrique : elle n'émet pas de CO2, fait peu (ou pas) de bruit, une conduite souple, agréable... Alors j'ai fait un petit calcul de coin de table, juste pour voir.

Tous les chiffres donnés ici sont volontairement minimisés, pour que le résultat soit un minimum nécéssaire. En France, 20 millions de voitures parcourent en moyenne 10000km par an. Cela fait donc 200 milliards de km par an.

Une petite voiture consomme environ 5L au 100km parcourus, cela fait donc 10 milliards de litre d'essence par an. Pour convertir ces litres en énergie, on utilise la tonne équivalent pétrole (tep) : c'est l'énergie contenue dans une tonne de pétrole. La tep est bien une unité d'énergie. En gros, un litre d'essence fait un kilo (un peu moins en fait : rappelez vous que l'essence flotte, donc est moins dense que l'eau) et est constitué très majoritairement de pétrole, donc une tep correspond à 1000 litres d'essence. 10 milliards de litres font 10 millions de tep : 10 millions de tep sont donc consommées chaque année pour le transport des particuliers.

Je rappelle 10 millions de tep, cela représente une énergie. Cette énergie, produite par une centrale nucléaire, serait de 100 millions de MWh, ou encore 100 000 GWh.

Un réacteur de nouvelle génération produit, au maximum, 10 000 GWh/an.

Donc, en ne prenant pas en compte de changements technologiques fondamentaux dans les rendements des moteurs, il faudrait construire de l'ordre de 10 nouveaux réacteurs nucléaires pour alimenter en électricité les voitures françaises (sachant qu'il y a environ 50 réacteurs en ce moment). Ce n'est pas exactement ce qu'on pourrait appeler une mesure écologique...

On le voit ici, comme on peut le voir dans beaucoup de domaines : ce n'est pas la science qui parviendra à résoudre fondamentalement le problème. Les vrais solutions sont une combinaison d'améliorations technologiques et une réduction de la consommation (la sobriété). Raaah, on va encore me taxer de décroissant.

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Photo : Malaurie Family sur Flickr

01 août 2008

Des ordinateurs verts ?

On considère souvent les nouvelles technologies comme des technologies propres, participant à une "croissance verte". La dématérialisation des factures, les paiements en lignes et autres billets électroniques sont souvent vendu comme un service utile pour réduire nos émissions carbones. Ainsi, Orange l'annonce sur son site web : "Changement climatique : la dématérialisation fait partie des solutions". Vraiment ?

Une étude rapide concluait il y a deux ans qu'un avatar de Second Life consommait autant d'électricité qu'un Brésilien. Étudions aujourd'hui un site web classique, par exemple un site de consultation d'informations sur la vie locale, que nous appellerons InfoLocale.

Pour fonctionner correctement, InfoLocale utilise 15 serveurs, d'une puissance d'environ 500W. Ces serveurs fonctionnent tous les jours de l'année, 24h/24, soit 8760h. L'énergie consommée sur l'année est donc de 65000 kWh.

L'un des gros soucis des serveurs est leur capacité de chauffe : nous allons donc devoir ajouter de la climatisation à notre calcul. Chacun de ses serveurs émet environ 1kW de puissance thermique, que l'on peut compenser par une climatisation d'une puissance de 300W environ. Toujours 15 serveurs, toujours un fonctionnement 24h/24. Total : 40000 kWh.

Chaque ordinateur allumé pour consulter le site a une puissance d'environ 200W. Or InfoLocale reçoit 7 millions de visites dans l'année, visites qui durent en moyenne 6 minutes, soit 700000 heures de connexion dans l'année. Total : 140000 kWh.

Au total, InfoLocale a donc consommé sur l'année 250000 kWh. Cette estimation est grossière, et surtout vue à la baisse : on devrait également prendre en compte l'énergie de fabrication de chaque serveur (renouvelé environ tous les 4 ans), ou encore l'énergie consommée par les employés faisant tourner la salle contenant les serveurs. En France, la consommation moyenne d'électricité est de 1200 kWh/habitant par an. Le fonctionnement d'Infolocale équivaut donc à la consommation énergétique de 200 habitants. Un site web = 200 habitants : je pense qu'on voit tout de suite que l'impact est non nul.

On peut continuer le raisonnement : 250 000 kWh pour 7 millions de visites de 6 minutes, c'est donc 35 Wh les 6 minutes, ou encore 350 Wh l'heure. Sachant qu'un français surf en moyenne une heure par jour sur internet, cela fait donc sur l'année 127 kWh, soit 2% de l'énergie moyenne consommée par habitant. Attention, précisons tout de suite : un français a en moyenne consommé individuellement 1200 kWh sur sur sa facture d'électricité. Pourquoi précise-je individuellement ? Parce que quand vous marchez dans la rue, quand vous prenez le métro, quand vous entrez dans un magasin, vous ne payez pas (directement) la facture électrique de ces installations. Si l'on rapporte l'ensemble de l'énergie électrique consommée en France au nombre d'habitants, on est plus proche de 6000 kWh. Les 127 kWh font donc bien 2% de 6000, et non pas 2% de 1200. 127 kWh, c'est la consommation énergétique annuelle d'un nigerian.

L'exemple choisi ici n'est pas le plus gourmand en énergie : Google Maps, ou Google tout court doit demander bien plus d'énergie puisque des calculs complexes sont effectués pour chaque recherche : l'entreprise de Moutain View cherche d'ailleurs des endroits "frais" pour stocker ses serveurs, qui seraient au nombre d'un million. Les chiffres que je donne sont des estimations et beaucoup de calculs n'ont pas été faits en détail. Néanmoins, l'idée est là : l'utilisation d'un ordinateur en général, et d'internet en particulier, n'est absolument pas un acte anodin pour l'environnement. La promotion de la dématérialisation tous azimuts me paraît donc plus un beau plan marketing qu'une véritable action pour sauver les bébés ours polaires.