Aspects environnementaux

Cette séance introduit les principaux impacts de l’énergie sur l’environnement.

Comme ce cours n’a pas l’ambition de traiter de l’ensemble de la problématique environnementale, nous n’analyserons que succinctement ces questions, qui pourraient donner lieu à de très longs développements.

Référence cours :

• Chapitre 8

Pour suivre la présentation, passez à l’étape suivante.

Trois types de pollution

• pollution des sols
• pollution des eaux
• d’origine physico-chimique
• d’origine nucléaire
• pollution atmosphérique
• acidification
• changements climatiques
• radioactivité

Réduction des pollutions

• pollutions accidentelles
• accroissement de la sécurité
• moyens de dépollution
• pollutions systématiques
• adoption de techniques moins polluantes
• adjonction de procédés de dépollution

Effet de serre

• absorption par le CO₂
• λ₂ = 14,5 μm
• λ₁ = 4,5 μm
• rayonnement solaire
• visible 0,4 - 0,8 μm

Principaux gaz absorbants

• vapeur d’eau H₂O
• gaz carbonique CO₂
• méthane CH₄
• protoxyde d’azote N₂O
• chlorofluorocarbones (CFC R11 et R12)
• certains gaz rares

Contributions à l’augmentation de l’effet de serre

• gaz carbonique CO₂ : 77 %
• méthane CH₄ : 14 %
• protoxyde d’azote N₂O : 8 %
• chlorofluorocarbones : 1 %

Part activités énergétiques

• CO₂
• combustion des combustibles fossiles
• déforestation
• N₂O
• combustion des combustibles fossiles et de la biomasse
• CH₄
• fermentation des matières organiques
• distribution et l’utilisation des combustibles

Répartition sectorielle des émissions

Mécanismes de l’effet de serre

• nombreuses inconnues
• interactions entre nuages, océans, calottes polaires
• taille et de la nature des sources et des puits de CO₂
• forçage radiatif
• global warming potential (GWP)
• capacité relative d’un gaz de participer au forçage radiatif, (vaut 1 pour le CO₂)

Global warming potential GWP

• facteurs à prendre en compte pour un gaz
• quantité de ses émissions
• propriétés d’absorption dans l’infrarouge
• temps de séjour dans l’atmosphère (HTI)
• si technologie complexe
• effets indirects correspondant à l’énergie consommée par l’installation pendant sa durée de vie
• total equivalent warming impact (TEWI)

Évolution des concentrations de gaz à effet de serre

Émissions dans le monde

• USA, Russie et Chine rejettent plus de la moitié du CO₂ mondial
• négociations nationales et internationales
• Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC)

Défi mondial sans précédent

• perspectives
• croissance économique soutenue
• 85% des besoins assurés par les combustibles fossiles
• → doublement des émissions actuelles de CO₂ d’ici 2050
• difficulté majeure
• lien fort entre émissions de CO₂ et croissance économique

Trou dans la couche d’ozone

• mécanisme :
• Cl + O₃ → Cl O + O₂
• Cl O + O₃ → Cl + 2 O₂
• imputable à de nombreux gaz, dont les CFC
• 60 % directement lié à des applications énergétiques
• ozone depletion potential (ODP) = 1 pour R11 (CFC)

Négociations internationales

• Protocole de Montréal
• course technologique entre industriels
• bataille industrielle

Fluides de remplacement

• hydrochlorofluorocarbones (HCFC)
• proches sur le plan chimique
• ODP non nul
• hydrofluorocarbones (HFC)
• ODP nul
• principal inconvénient : GWP très élevé
• fluides non halogénés
• mélanges

Pluies acides

• émissions d’oxydes de soufre et d’azote
• usages incriminés :
• génération d’électricité
• transports
• chauffage des locaux
• mesures :
• pots catalytiques pour véhicules automobiles
• désulfuration préalable centrales thermiques
• techniques nouvelles de combustion

Baisse des émissions SO₂, NOx

SO₂ : pointillés

NOx : trait plein

Aspects environnementaux

Cette séance a présenté succinctement les principaux impacts de l’énergie sur l’environnement.

De nombreuses sources d’information permettent de compléter ce qui a été présenté ici.