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[Siobhan]

Rétrofit :

• Transition-One transforme votre voiture en véhicule électrique...

Va quand même falloir choisir entre les voitures électriques en masse d'un côté et l'abandon du nucléaire de l'autre...

(Chouette projet, ce processus de transformation en voitures électriques, au passage.)

[Tugdual]

Va quand même falloir choisir entre les voitures électriques en masse d'un côté et l'abandon du nucléaire de l'autre...

Nos politiques finiront-ils par regarder les choses en face ?

À l'heure de l'urgence climatique (alors que la baisse de production de CO2 est le principal levier à notre disposition) et de la fin annoncée des réserves pétrolières, voyons quelques ordres de grandeur concernant la France...

Note : je me contente des ordres de grandeur, et je n'ai pas cherché les données les plus récentes.

Notre consommation d'énergie annuelle pour les transport est de (chiffres 2014) :

• 49 MTep soit 49 10^6 x 11630 kWh = 570 TWh

À mettre en relation avec notre consommation annuelle d'électricité (chiffres 2017) :

• 474 TWh

Conclusion : si on veut basculer l'ensemble des transports consommant du pétrole vers l'électricité, il faut plus que doubler notre production d'électricité...

Remarque/1 : Je ne sais pas si les chiffres de consommation d'énergie annuelle pour les transport incluent ou pas le faible rendement des moteurs thermiques. Si ce n'était pas le cas, il ne faudrait pas "plus que doubler", mais augmenter de "seulement 50%" notre production d'électricité. Ce qui reste considérable.

Remarque/2 : Normalement, comme il est question d'énergie finale, il s'agit bien pour le transport de l'énergie mécanique en jeu (donc ma remarque/1 n'a pas lieu d'être).


Modifications :

• 27/10/2019 : correction d'un terme ("consommation annuelle d'électricité").
• 27/10/2019 : Ajout d'une première remarque.
• 27/10/2019 : Ajout d'une seconde remarque.

[Siobhan]

Va quand même falloir choisir entre les voitures électriques en masse d'un côté et l'abandon du nucléaire de l'autre...

Nos politiques finiront-ils par regarder les choses en face ?

À l'heure de l'urgence climatique (alors que la baisse de production de CO2 est le principal levier à notre disposition) et de la fin annoncée des réserves pétrolières, voyons quelques ordres de grandeur concernant la France...

Note : je me contente des ordres de grandeur, et je n'ai pas cherché les données les plus récentes.

Notre consommation d'énergie annuelle pour les transport est de (chiffres 2014) :

• 49 MTep soit 49 10^6 x 11630 kWh = 570 TWh

À mettre en relation avec notre production annuelle d'électricité (chiffres 2017) :

• 474 TWh

Conclusion : si on veut basculer l'ensemble des transports consommant du pétrole vers l'électricité, il faut plus que doubler notre production d'électricité...

Merci pour ces calculs Tugdal.


Ce genre de calculs argumentatif me rappelle la démonstration d'un de mes profs d'astrophysique de la fac, qui nous avait indiqué via quelques petits calculs (brouillon, mais la démarche de chiffrage du problème était très intéressante.), que même avec des panneaux photovoltaïques avec un rendement de 100%, l'énergie solaire disponible au niveau du sol ne pourrait (d'après les chiffres qu'il avançait) subvenir qu'à au maximum 10% de la puissance électrique consommée mondialement.

Je pense que les calculs en question sont réplicables grâce à quelquies données trouvables sur wikipedia, les éléments dont ce professeur tenait compte étaient :

1. La puissance de rayonnement solaire totale que le volume Terre intercepte à chaque instant.

2. La rotondité de la Terre.

3. La couverture nuageuse terrestre et l'atmosphère, qui absorbe ou réfléchit une bonne partie du rayonnement solaire incident.

3. Sur la planète Terre, le ratio entre surfaces émergées (considérées à l'occasion comme raisonnablement utilisables pour installer de l'équipement photovoltaïque) et surface immergées (considérées à'loccasion comme trop complexes à utiliser pour installer de l'équipement photovoltaïque).

4. Surfaces solides accessibles (ex : plaines) vs. surfaces non ou difficilement accessibles (ex: les parties les plus scarpées de l'Himalaya, ou des lieux très reculés de tout, et donc reculé aussi des réseaux électriques principaux.)

5. Parmi les surfaces émergées (solides, au final), le ratio entre surfaces disponibles (actuellement en friches ou simplement non-utilisées), et les surface non disponibles (Déjà allouées à la présence d'habitations, de champs agricoles, de lieux inturstrils ou commerciaux divers.).

6. Le rendement décroissant d'un système électrique alimenté par lénéergie photovoltaïque du à la quantité de cables qu'il faut déployer pour construire un réseau très étalé, la production d'énergie photovoltaÏque étant une production électrique étalée par essence. Beaucoup de cables équivalent à beaucoup de dissipation dénergie électrique par effet Joule (les câbles actuels ne conduisent pas l'électricité parfaitement, les câbles chauffent lors du tranport d'électricité et chauffent, il y a alors perte d'énergie électrique.).

7. Et enfin la nature intermittente de la production d'énergie solaire (au mieux puissance de 100% pendant le jour et 0% pendant la nuit), qui implique des moyens de sotckages qui générent aussi des pourcentages de perte d'énergie électrique.


Il me semble que j'ai exposé tous les paramètre du calcul de mon professeur d'antan (arrivant à la conclusion que même avec du photovoltaïque "parfait", ce photovoltaïque ne pouvait pas générer plus que l'équivalent de 10% de la production d'énergie mondiale actuellement consommée.).

[Tugdual]

Pour le photovoltaïque, on peut faire plus simple côté ordre de grandeur...

En France, une surface de panneaux de 1 kWc (c=crête) produit annuellement environ 1100 kWh (en moyenne, moins au Nord, plus au Sud).

Les bons panneaux courants produisent environ 170 Wc par m2, il faut donc 1000 / 170 = 5.88 m2 pour produire 1 kWc.

Notre consommation annuelle étant de 474 TWh, ça représente :

• 474 10^12 / 1.1 10^6 = 431 millions de surfaces de panneaux de 1 kWc ;
• soit 431 10^6 x 5.88 = 2.534 milliards de m2 (soit 253 000 hectares).

Donc pour assurer notre consommation actuelle d'électricité (sans parler des problématiques de stockage et autres), il nous faut trouver 253 000 hectares de toitures (évitons d'artificialiser d'autres surfaces que celles existantes) exposées au Sud et de pente convenable.

Je n'ai par contre pas de données sur les surfaces de toitures disponibles en France...

[lepton]

Ce genre de calculs argumentatif me rappelle la démonstration d'un de mes profs d'astrophysique de la fac, qui nous avait indiqué via quelques petits calculs (brouillon, mais la démarche de chiffrage du problème était très intéressante.), que même avec des panneaux photovoltaïques avec un rendement de 100%, l'énergie solaire disponible au niveau du sol ne pourrait (d'après les chiffres qu'il avançait) subvenir qu'à au maximum 10% de la puissance électrique consommée mondialement.

C'est un peu surprenant quand-même.

J’ai refait le calcul à la louche, je comprends pas trop…

En 2016, la consommation électrique mondiale était de 23107 TWh.

Si on examine le bilan radiatif de la Terre, la surface terrestre reçoit 168 W/m².
Ce qui nous fait 168 W x 24 x365,25 = 1,47.10^6 Wh/m².


La surface qui reçoit la quantité d'énergie égale à la quantité d’électricité consommée par an dans le monde est donc : 23107.10^12 / 1,47.10^6 = 1,57.10^10 m².

Ça fait 15700 km². Soit 2 fois la Corse...

[WinstonWolfe]

N'oublions pas que la conversion d'une TEP par des véhicules à moteur thermique souffre d'un rendement très faible (de l'ordre de 10%), alors qu'un véhicule électrique convertit beaucoup plus efficacement l'énergie reçue (et que le rendement des panneaux photovoltaïques est inclus dans le calcul). On compare donc des pommes sur l'arbre avec des tartes aux pommes...

[Tugdual]

N'oublions pas que la conversion d'une TEP par des véhicules à moteur thermique souffre d'un rendement très faible (de l'ordre de 10%), alors qu'un véhicule électrique convertit beaucoup plus efficacement l'énergie reçue (et que le rendement des panneaux photovoltaïques est inclus dans le calcul). On compare donc des pommes sur l'arbre avec des tartes aux pommes...

Il me semble que le rendement d'un moteur thermique est plutôt entre 35 et 40% selon le type de motorisation (dans les chiffres que j'ai récupéré, il est bien question d'énergie finale, donc ce qu'on consomme d'énergie mécanique au niveau du véhicule).

[WinstonWolfe]

Si tu compares le pouvoir énergétique de la quantité d'essence consommée à la puissance mécanique disponible aux roues, on est plus proche des 10% que des 40%. 40%, c'est le rendement maxi théorique d'un moteur à combustion interne, mais il faut encore enlever une quantité de pertes de transmissions, et une quantité de pertes dues au fait qu'un moteur thermique sur un véhicule fonctionne rarement dans sa zone de confort, surtout en utilisation urbaine ou mixte. Et l'usure du moteur enfonce assez vite l'efficacité.
Pour avoir été impliqué dans un projet d'électrification d'un véhicule, la majeure partie du travail pour obtenir une autonomie équivalente à la machine thermique, ce n'était pas de trouver de la place pour mettre des grosses batteries, mais de chasser tous les cas de pertes d'efficacité inhérentes à la motorisation thermique. Et il y en a tellement, c'est presque un jeu... Dans le cas dont je parle, on avait multiplié l'efficacité énergétique d'un facteur 5 entre le modèle thermique et le modèle électrique. Et encore, c'était juste un premier jet...

[Siobhan]

Ce genre de calculs argumentatif me rappelle la démonstration d'un de mes profs d'astrophysique de la fac, qui nous avait indiqué via quelques petits calculs (brouillon, mais la démarche de chiffrage du problème était très intéressante.), que même avec des panneaux photovoltaïques avec un rendement de 100%, l'énergie solaire disponible au niveau du sol ne pourrait (d'après les chiffres qu'il avançait) subvenir qu'à au maximum 10% de la puissance électrique consommée mondialement.

C'est un peu surprenant quand-même.

J’ai refait le calcul à la louche, je comprends pas trop…

En 2016, la consommation électrique mondiale était de 23107 TWh.

Si on examine le bilan radiatif de la Terre, la surface terrestre reçoit 168 W/m².
Ce qui nous fait 168 W x 24 x365,25 = 1,47.10^6 Wh/m².


La surface qui reçoit la quantité d'énergie égale à la quantité d’électricité consommée par an dans le monde est donc : 23107.10^12 / 1,47.10^6 = 1,57.10^10 m².

Ça fait 15700 km². Soit 2 fois la Corse...

Je m'y intéresse, et revient te dire si je trouve une manière de relier ton calcul et le mien.

Si tu compares le pouvoir énergétique de la quantité d'essence consommée à la puissance mécanique disponible aux roues, on est plus proche des 10% que des 40%. 40%, c'est le rendement maxi théorique d'un moteur à combustion interne, mais il faut encore enlever une quantité de pertes de transmissions, et une quantité de pertes dues au fait qu'un moteur thermique sur un véhicule fonctionne rarement dans sa zone de confort, surtout en utilisation urbaine ou mixte. Et l'usure du moteur enfonce assez vite l'efficacité.
Pour avoir été impliqué dans un projet d'électrification d'un véhicule, la majeure partie du travail pour obtenir une autonomie équivalente à la machine thermique, ce n'était pas de trouver de la place pour mettre des grosses batteries, mais de chasser tous les cas de pertes d'efficacité inhérentes à la motorisation thermique. Et il y en a tellement, c'est presque un jeu... Dans le cas dont je parle, on avait multiplié l'efficacité énergétique d'un facteur 5 entre le modèle thermique et le modèle électrique. Et encore, c'était juste un premier jet...

Intéressant

[Tugdual]

Si tu compares le pouvoir énergétique de la quantité d'essence consommée à la puissance mécanique disponible aux roues, on est plus proche des 10% que des 40%.

Ça m'épate...

J'ai un doute dès que l'usage n'est pas 100% urbain, cas le plus défavorable pour un moteur thermique.

Quand on compare les consommations d'auto essence/électrique, par exemple :

• pour une 208 essence, on trouve de nombreux témoignages de consommation économique à 5 litres / 100 km (voire moins), soit en ordre de grandeur 50 kWh pour 100 km ;
• une 208 électrique est annoncée (donc mode économique) à 340 km pour 50 kWh, soit 50 / 3.4 = 15 kWh pour 100 km.

On tombe bien sur un rapport d'environ 3, et pas sur un rapport de 10...

[Siobhan]

Ce genre de calculs argumentatif me rappelle la démonstration d'un de mes profs d'astrophysique de la fac, qui nous avait indiqué via quelques petits calculs (brouillon, mais la démarche de chiffrage du problème était très intéressante.), que même avec des panneaux photovoltaïques avec un rendement de 100%, l'énergie solaire disponible au niveau du sol ne pourrait (d'après les chiffres qu'il avançait) subvenir qu'à au maximum 10% de la puissance électrique consommée mondialement.

C'est un peu surprenant quand-même.

J’ai refait le calcul à la louche, je comprends pas trop…

En 2016, la consommation électrique mondiale était de 23107 TWh.

Si on examine le bilan radiatif de la Terre, la surface terrestre reçoit 168 W/m².
Ce qui nous fait 168 W x 24 x365,25 = 1,47.10^6 Wh/m².


La surface qui reçoit la quantité d'énergie égale à la quantité d’électricité consommée par an dans le monde est donc : 23107.10^12 / 1,47.10^6 = 1,57.10^10 m².

Ça fait 15700 km². Soit 2 fois la Corse...

Je m'y intéresse, et revient te dire si je trouve une manière de relier ton calcul et le mien.[/spoiler]
(...)

Dans l'ensemble, il faut je crois s'intéresser aux paramètres qui font éventuellement sortir la génération électrique par panneaux photovoltaïque de ses conditions de fonctionnement idéales.

Parce que le gros panneau photovoltaïque carré d'un côté de plusieurs dizaines de kilomètres dont la totalité des circuits sont en matériaux de résistance électrique nulle, avec un rendement constant chaque heure sur un mois de fonctionnement (pas d'alternance jour/nuit dans le calcul, donc), ça n'existe pas.


Je continue à chercher. À part ça, j'ai il y a quelque temps déniché un ou deux articles sur le photovoltaïque, qu'il faut que je retrouve, ça sera sûrement beaucoup bien maladroit que ce que la vague idée que je me fait de la question.

[Tugdual]

Concepts électriques :

• Les constructeurs sont-ils à côté de la plaque ?

[Siobhan]

C'est un peu surprenant quand-même.

J’ai refait le calcul à la louche, je comprends pas trop…

En 2016, la consommation électrique mondiale était de 23107 TWh.

Si on examine le bilan radiatif de la Terre, la surface terrestre reçoit 168 W/m².
Ce qui nous fait 168 W x 24 x365,25 = 1,47.10^6 Wh/m².


La surface qui reçoit la quantité d'énergie égale à la quantité d’électricité consommée par an dans le monde est donc : 23107.10^12 / 1,47.10^6 = 1,57.10^10 m².

Ça fait 15700 km². Soit 2 fois la Corse... [/spoiler]

Je m'y intéresse, et revient te dire si je trouve une manière de relier ton calcul et le mien.
(...)

(edit correction de balises mal placées)

Dans l'ensemble, il faut je crois s'intéresser aux paramètres qui font éventuellement sortir la génération électrique par panneaux photovoltaïque de ses conditions de fonctionnement idéales.

Parce que le gros panneau photovoltaïque carré d'un côté de plusieurs dizaines de kilomètres dont la totalité des circuits sont en matériaux de résistance électrique nulle, avec un rendement constant chaque heure sur un mois de fonctionnement (pas d'alternance jour/nuit dans le calcul, donc), ça n'existe pas.


Je continue à chercher. À part ça, j'ai il y a quelque temps déniché un ou deux articles sur le photovoltaïque, qu'il faut que je retrouve, ça sera sûrement beaucoup bien maladroit que ce que la vague idée que je me fait de la question.

Bon, l'article que je vais citer est en lien avec des défaut de l'énergie éolienne (et surtout en lien avec les problèmes que posent une forte variabilité de puissance d'une source d'énergie, de manière générale.) et non l'énergie solaire, mais c'est instructif sur les défauts communs des énergies solaires et éoliennes je pense :

https://doseequivalentbanana.home.blog/ ... ge-eolien/


(Désolé si j'ai l'ai de partir en Hors Sujet, je fais suite à mon poste précédent dans ce sujet. Je mentionne à nouveau le lien avec le sujet de l'automobile tout de même : pour alimenter en énergie les batteries de voiture électrique, il est nécessaire de produire de l'énergie électrique en amont.)

[Tugdual]

Un camion d'exception :

The-Snow-Cruiser.jpg

Source : The Snow Cruiser – Antarctica’s Abandoned Behemoth...

[Tugdual]

Dommage :

• Jaguar annule sa magnifique Type-E électrique...