La recherche scientifique face aux défis de l'énergie

Academie Des Sciences

Description

Ce rapport propose une contribution au débat sur l’énergie, abordé pour l’essentiel sous l’angle des recherches à conduire pour relever les défis successifs qui se poseront dans les prochaines décennies.

Le rôle de la science dans ce débat est d'identifier les voies de recherche qui permettront de faire face au besoin croissant d’énergie, en discernant à l’avance les problèmes scientifiques majeurs qu'il faudra surmonter au prix d'un effort soutenu…

Sujets

• Techniques
• Energie et Environnement
• Sciences appliquées
• Énergie
• NRJ (Canada)
• Sciences et techniques
• Energies

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 01 janvier 2013
• Nombre de lectures: 6
• EAN13: 9782759808267
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

P-Titre.fm Page i Lundi, 10. décembre 2012 10:52 10
La recherche scientifique face
aux défis de l’énergie
Comité de prospective en énergie
de l’Académie des sciences
ACADÉMIE DES SCIENCES
Rapport adopté par l’Académie des sciences en sa séance plénière
du 25 septembre 2012
17, avenue du Hoggar
Parc d’activités de Courtabœuf, BP 112
91944 Les Ulis Cedex A, FranceLivre_Academie-science.book Page ii Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
Imprimé en France
© 2012, EDP Sciences, 17, avenue du Hoggar, BP 112, Parc d’activités de Courtaboeuf,
91944 Les Ulis Cedex A
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d’exploitation du droit de copie, 3, rue Hautefeuille, 75006 Paris. Tél. : [phone].
ISBN 978-2-7598-0826-7Livre_Academie-science.book Page iii Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
COMPOSITION DU COMITÉ DE PROSPECTIVE
EN ÉNERGIE
Présidents
Sébastien CANDEL Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Professeur à l’École centrale Paris
Bernard TISSOT Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Président honoraire de la Commission
nationale d’évaluation des études et
recherches sur la gestion des matières et
2déchets nucléaires (CNE )
Membres
Jean-Claude ANDRÉ Correspondantdel’Académiedessciences–
Membre de l’Académie des technologies –
DirecteurhonoraireduCentreeuropéende
rechercheetdeformationavancéeencalcul
scientifique (Cerfacs)
Roger BALIAN Membre de l’Académie des sciences –
Physicien
Yves BRÉCHET Membre de l’Académie des sciences –
Haut-commissaire à l’énergie atomique et
aux énergies alternatives – Professeur à
l’InstitutpolytechniquedeGrenoble(INPG)
et au laboratoire Science et ingénierie des
matériaux et des procédés de Grenoble
(SIMaP)
Édouard BRÉZIN Membre de l’Académie des sciences –
Professeur émérite à l’université
Pierre-etMarie-Curie et professeur honoraire à
l’École polytechniqueLivre_Academie-science.book Page iv Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
iv LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE FACE AUX DÉFIS DE L’ÉNERGIE
Catherine CÉSARSKY Membredel’Académiedessciences–Haut
conseiller scientifique au Commissariat à
l’énergie atomique et aux énergies
alternatives (CEA)
Michel COMBARNOUS Correspondantdel’Académiedessciences–
Membre de l’Académie des technologies –
Professeur émérite à l’université de
Bordeaux 1
Vincent COURTILLOT Membre de l’Académie des sciences –
Professeuràl’universitéParisDiderot(Paris7)
Jean-Claude DUPLESSY Membre de l’Académie des sciences –
Directeur de recherche émérite au Centre
national de la scientifique
(CNRS)
Pierre ENCRENAZ Membre de l’Académie des sciences –
Professeur à l’université
Pierre-et-MarieCurie
Marc FONTECAVE Membre de l’Académie des sciences –
Professeur au Collège de France
Robert GUILLAUMONT Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Professeurhonoraireàl’universitéParis-Sud
Orsay
Claude HENRY Professeur à l’IDDRI Sciences-Po Paris et à
Columbia University
Pierre JOLIOT Membre de l’Académie des sciences –
Professeur honoraire au Collège de France
Guy LAVAL Membre de l’Académie des sciences –
Directeur de recherche émérite au Centre
national de la scientifique
(CNRS)Livre_Academie-science.book Page v Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
COMPOSITION DU COMITÉ DE PROSPECTIVE EN ÉNERGIE v
Marc PÉLEGRIN Correspondantdel’Académiedessciences–
Membre de l’Académie de l’air et de
l’espace – Membre de l’Académie des
technologies – Haut conseiller honoraire à
l’Office national d’études et de recherches
aérospatiales (Onera)
Olivier PIRONNEAU Membre de l’Académie des sciences –
Professeur à l’université
Pierre-et-MarieCurie
Michel POUCHARD Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Professeur émérite à l’université de
Bordeaux 1
Paul-Henri REBUT Correspondantdel’Académiedessciences–
Conseiller scientifique au Commissariat à
l’énergie atomique et aux énergies
alternatives (CEA)
Didier ROUX Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Directeurdelarechercheetdel’innovation
de Saint-Gobain
Jean SALENÇON Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Ingénieur général honoraire des ponts et
chaussées, professeur honoraire à l’École
polytechnique et à l’École nationale des
ponts et chaussées
Jean-Marie TARASCON Membre de l’Académie des sciences –
Professeur à l’université de Picardie Jules
Verne et au Collège de France
Ont également participé à la rédaction du rapport
Yves BAMBERGER ConseillerscientifiqueduPrésidentd’EDF–
Membre de l’Académie des technologiesLivre_Academie-science.book Page vi Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
vi LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE FACE AUX DÉFIS DE L’ÉNERGIE
Daniel CLÉMENT Directeur scientifique adjoint de l’Ademe
Jean JACQUINOT Conseiller auprès du Haut-commissaire à
l’énergie atomique et aux énergies
alternatives (CEA)
Claude JAUPART Membre de l’Académie des sciences –
Professeur à l’université Paris Diderot
François MOISAN Directeur de la stratégie et directeur
scientifique de l’Ademe
Xavier MONTAGNE Directeur adjoint à la Direction scientifique
de l'IFP Énergies nouvelles (IFPEN)
Satish SINGH Professeur à l’Institut de physique du globe
de Paris – Laboratoire de géosciences
marines –
Le chapitre 7 s’appuie sur une étude réalisée par l’Académie de l’air et de
l’espace
Liste des personnes auditionnées
Jacques AMOUROUX Professeur à l’université
Pierre-et-MarieCurie
Olivier APPERT Président de l’IFPEN – Président de l’Ancre
Nicolas ARNAUD Directeur de recherche – OSU-OREME –
CNRS
Françoise BARBIER Directrice R&D – Air Liquide
Noël CAMARCAT Délégué R&D nucléaires et affaires
internationales – EDF
Jean-Michel DELBECQ Directeur scientifique R&D nucléaire – EDFLivre_Academie-science.book Page vii Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
COMPOSITION DU COMITÉ DE PROSPECTIVE EN ÉNERGIE vii
Françoise ELBAZ-POULICHET Directrice de recherche – OSU-OREME –
CNRS
Gilles FLAMANT Directeur de recherche – CNRS
Jean-Claude GRENIER Directeur de recherche – CNRS
Jean JACQUINOT Conseiller auprès du Haut-commissaire à
l’énergie atomique et aux énergies
alternatives (CEA)
François KALAYDJIAN Directeur de la Direction des technologies
de développement durable – IFP Énergies
nouvelles
Daniel KAPLAN Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Directeur de la société Fastlite
Alain LEUDET Conseiller scientifique au Commissariat à
l’énergie atomique et aux énergies
alternatives (CEA)
Didier ROUX Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Directeurdelarechercheetdel’innovation
de Saint-Gobain
Michel SÉRANNE Chargé de recherche – OSU-OREME –
CNRS
Ionel SOLOMON Membre de l’Académie des sciences – de des technologies –
Directeur de recherche émérite au CNRS
Coordination éditoriale
Joëlle FANON Adjointe du directeur du service des
publications de l’Académie des sciencesLivre_Academie-science.book Page viii Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17Livre_Academie-science.book Page ix Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
TABLE DES MATIÈRES
Composition du Comité de prospective en énergie iii
Objectifs - Recommandations 1
Goals - Recommendations 5
Synthèse 9
Executive summary 25
Introduction générale 41
Chapitre 1 – Prospective énergétique 47 2 – Énergies renouvelables 63
1. L’énergie éolienne et hydrolienne............... 65
2. solaire photovoltaïque 68
3. L’énergie thermodynamique ............. 74
4. Les biomasses naturelles et cultivées 78
5. Les biocarburants...................... 81
Chapitre 3 – Énergies fossiles 95
1. Les gaz de schiste 97
2. Les hydrates de gaz naturel ................. 102
Chapitre 4 – Énergie nucléaire 111
1. Quelques idées sur l’évolution du nucléaire.......... 113
2. Génération IV........................ 116
3. Le projet Iter et la fusion thermonucléaire........... 120Livre_Academie-science.book Page x Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
x LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE FACE AUX DÉFIS DE L’ÉNERGIE
Chapitre 5 – Vecteurs et stockage 129
1. Les réseaux électriques (transport et de distribution) ...... 131
2. Le rôle de l’hydrogène.................... 135
3. Le stockage de l’énergie................... 140
4. La valorisation du CO 1552
Chapitre 6 – Maîtrise et économie d’énergie 163
1. Maîtrise énergétique dans les bâtiments résidentiels et tertiaires. 166
2. Mobilité de proximité des personnes et des biens ....... 169
Chapitre 7 – L’énergie pour l’aéronautique future 173
1. Quelques caractéristiques du transport aérien......... 175
2. Les carburants aéronautiques................. 176
3. Perspectives pétrolières et disponibilité du kérosène ...... 178
Bibliographie générale 184
Annexes
A – La recherche et développement sur l’énergie au niveau
international............................193
B – Le cycle du combustible pour les surgénérateurs..........221
C – Les réacteurs hybrides fusion-fission...............231
D – Le vieillissement des centrales nucléaires de type REP.......239
E – Caractéristiques des végétaux lignocellulosiques .........247Livre_Academie-science.book Page 1 Mercredi, 5. décembre 2012 5:34 17
OBJECTIFS
Dans le débat actuel sur l’énergie, il faut :
Définir des objectifs précis et établir une politique rationnelle et inscrite
dans le temps.
Faire émerger des solutions en s’appuyant sur la science et la
technologie, moteurs des innovations.
Tenir compte de tous les autres facteurs économiques, sociaux,
géopolitiquesetd’impactsurl’environnementetenvis