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France: Sécheresse et centrales nucléaires

Cet été, la sécheresse a affecté de nombreux départements et les températures du début d’automne n’ont pas arrangé la situation. De toute évidence, les médias ont pour consigne de ne pas affoler la population, mais il faut bien se rendre à l’évidence : la situation est sérieuse.  Les médias en parlent peu, mais les épisodes de sécheresse, susceptibles de se multiplier dans les prochaines années, risquent fort d’impacter le fonctionnement des centrales nucléaires dont les besoins en eau sont considérables.

Une centrale nucléaire a besoin d’eau en permanence pour évacuer la chaleur produite par la réaction nucléaire, et ce même à l’arrêt. En bord de mer ou sur les cours d’eau à fort débit, les centrales fonctionnent en circuit « ouvert » : chaque réacteur prélève près de 50 mètres cubes par seconde pour ses besoins en refroidissement. L’eau est ensuite rejetée à une température plus élevée.

Sur les cours d’eau où le débit est plus faible, les centrales nucléaires fonctionnent en circuit dit « fermé » : chaque réacteur pompe près de 2 à 3 mètres cubes par seconde dont une partie est ensuite évaporée dans les tours de refroidissement d’où s’échappe un panache blanc caractéristique ; le reste est ensuite rejeté.

Le fonctionnement des centrales nucléaires en été exige un débit suffisant, d’où certains arrangements pour conserver suffisamment d’eau dans les fleuves. J’habite en Limousin où la Vienne – qui prend sa source sur le Plateau de Millevaches – refroidit en aval la centrale de Civaux. On a l’habitude de dire que mille vaches alimentent six veaux ! Il faut savoir qu’en cas de sécheresse, EDF prélève de l’eau sur le lac de Vassivière, situé sur le Plateau, pour que la Vienne continue à refroidir la centrale de Civaux. Entre début juillet et aujourd’hui, EDF a utilisé plus de 50 % des réserves d’eau des retenues du Thaurion et de la Maulde pour soutenir le débit de la Vienne. En effet, le département de la Haute-Vienne a connu un déficit pluviométrique de 60 % par rapport à la normale en août, avec une pointe à 74 % en septembre. Cette sécheresse, associée à des températures chaudes (supérieures de 2.4° C à la normale) a eu un impact sur l’écoulement des cours d’eau.

Les rejets d’eau chaude des centrales nucléaires ne font pas le bonheur des milieux aquatiques. Ces rejets thermiques agissent comme une barrière qui réduit considérablement les chances de survie des poissons grands migrateurs comme les saumons et truites des mers. Leur impact est d’autant plus important en période de fortes chaleurs, avec des fleuves au débit réduit et à la température en hausse.

Etant donné que la loi fixe des limites au réchauffement des fleuves, EDF peut se voir contrainte de réduire la puissance de certains réacteurs et pourrait théoriquement être conduite à les arrêter en cas de trop forte chaleur, mais tout arrêt de réacteur représente un manque à gagner d’un million d’euros par jour, si bien que le fournisseur d’électricité s’efforce d’obtenir des dérogations. Ainsi, pendant la canicule de 2003, un grand nombre de centrales ont bénéficié de dérogations successives. Dans les années suivantes, chaque centrale a eu droit à une réglementation plus souple, avec une température limite en aval à ne pas dépasser basée sur une moyenne de 24heures. Si, en cas de « canicule extrême et nécessité publique », les limitations habituelles ne peuvent être respectées, un décret de 2007 autorise à modifier encore les conditions de rejets thermiques.

En temps normal, les centrales nucléaires sont autorisées à rejeter dans l’eau d’importantes quantités de substances radioactives. La chaleur favorisant la prolifération des amibes, EDF a tendance à utiliser plus de produits chimiques en été, notamment pour éviter que les tours de refroidissement se transforment en foyers de légionellose. En dessous d’un débit particulièrement bas, les rejets chimiques dans les cours d’eau sont interdits. Ces substances sont alors stockées dans de grands réservoirs en attendant des conditions plus propices. Le problème, c’est que ces stockages précaires ne permettent de tenir que quelques semaines. Bien que la situation ne se soit encore jamais présentée, EDF pourrait être contrainte d’arrêter les centrales si la sécheresse perdurait alors que ces réservoirs sont pleins. Dans tous les cas, ces substances seront rejetées plus tard dans l’année. Or un grand nombre de communes prélèvent leur eau potable dans les cours d’eau, comme Agen (Lot-et-Garonne), à seulement 20 km en aval de la centrale nucléaire de Golfech. Et bien des agriculteurs utilisent cette eau polluée pour arroser leurs cultures. Les conséquences sont faciles à imaginer.

Le changement climatique et la multiplication des épisodes extrêmes risquent d’aggraver la pression sur les cours d’eau. Arrivera le jour  où bon nombre de centrales ne pourront plus produire d’électricité. Des études prédisent une baisse de débit d’étiage des fleuves de 20 à 40 % d’ici à 2050, mais il ne sera sans doute pas nécessaire d’attendre cette date. Dès 1995, les commissaires-enquêteurs en charge de l’enquête publique pour la centrale de Civaux avaient émis un avis défavorable, estimant que les rejets prévus n’étaient pas compatibles avec le débit de la Vienne.

Source : Réseau Sortir du Nucléaire.

NB : On pourrait accuser l’auteur de l’article de manquer d’objectivité car on connaît la position du réseau par rapport au nucléaire. Pourtant, force est de constater que les épisodes de sécheresse à répétition vont poser de sérieux problèmes à la production d’électricité par les centrales. Il ne faudrait pas oublier non plus que les barrages hydroélectriques dépendent des rivières et que leur production pourrait être rapidement affectée si le débit des cours d’eau chute trop rapidement dans les prochaines années.

Vue de la centrale nucléaire de Civaux (Crédit photo: Wikipedia)

Un projet fou pour l’Antarctique // Crazy project for Antarctica

La banquise fond, que ce soit dans l’Arctique ou l’Antarctique, à cause du réchauffement climatique. On associe inévitablement le phénomène à l’élévation du niveau des océans. Ce qui inquiète les scientifiques, ce ne sont pas les icebergs qui flottent à la surface de l’océan comme les glaçons dans un verre et ne contribuent pas à la hausse du niveau des mers. En revanche, la situation des plateformes glaciaires est plus inquiétante, car elles sont rongées par en dessous par les remontées d’eau chaude.

Afin d’essayer de lutter contre ce phénomène, une équipe de chercheurs a proposé un plan complètement fou visant à limiter la fonte des glaciers de l’Antarctique et du Groenland. L’idée, qui se présente aujourd’hui comme “le plus grand projet de génie civil de l’histoire de l’humanité” serait de construire une structure de soutien directement sous les glaciers pour les empêcher de s’effondrer. Selon l’article paru dans la revue Cryosphere,  ce type «d’intervention sur la calotte glaciaire d’aujourd’hui serait à la limite des capacités humaines. Les chercheurs font toutefois remarquer qu’il y a «suffisamment de glace empilée sur l’Antarctique pour élever les mers du globe de près de 60 mètres».

Pour leur étude, les chercheurs se sont concentrés sur le Glacier Thwaites, l’un des plus imposants de l’Antarctique, mais aussi l’un des plus fragiles. À lui seul, il a le potentiel d’augmenter le niveau de la mer d’environ trois mètres.

Deux méthodes sont proposées. La première consiste à soutenir le glacier avec une série de monticules sur environ 300 mètres, par-dessous. Dans ce cas, les eaux plus chaudes pourraient encore venir se frotter au glacier, mais cette structure aurait au moins la capacité de l’empêcher de s’effondrer. Avec cette méthode, les chercheurs estiment qu’il y a 30% de chance que le glacier ne s’effondre pas au cours des 1000 prochaines années.

La seconde approche est plus compliquée. Elle consiste à construire un mur sous le glacier, ce qui empêcherait l’eau chaude venue des bas-fonds de se frotter à la glace. Les chances de réussite sont ici estimées à 70%, toujours pour les 1000 prochaines années.

Les idées proposées sont en théorie potentiellement faisables sur le plan technique, en sachant que leur mise en oeuvre serait difficile à cause des conditions climatiques et induirait forcément une pollution de l’environnement. De plus, les deux méthodes, aussi bonnes soient les intentions, reviendraient à mettre un pansement sur une jambe de bois. Elles ne régleront pas le problème du réchauffement climatique. La vraie solution ne réside pas de ce genre de projet loufoque. Elle consiste à s’attaquer directement à la source du problème, à la cause du réchauffement climatique en limitant les émissions de gaz à effet de serre, mais nos gouvernements semblent encore bien frileux et de véritables mesures d’envergure n’ont pas été prises. .

Source : SciencePost, The Cryosphere.

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The sea ice is melting, whether in Arctic or Antarctic, because of global warming. The phenomenon is inevitably associated with rising sea levels. What worries scientists is not the icebergs that float on the ocean’s surface like ice cubes in a glass and do not contribute to rising sea levels. What worries them is the situation of the ice shelves because they are gnawed from below by the upwelling of warm water.
In an attempt to combat this phenomenon, a team of researchers proposed a completely crazy plan to limit the melting of glaciers in Antarctica and Greenland. The idea, which is supposed to be « the greatest civil engineering project in the history of humanity » would be to build a support structure directly under the glaciers to prevent them from collapsing. According to the article in the journal Cryosphere, this type of « intervention on the icecap would be at the limit of today’s human capabilities. The researchers note, however, that there is « enough ice piled up on the Antarctic continent to raise the seas by as much as 60 metres. »
For their study, the researchers focused on the Thwaites Glacier, one of the largest in Antarctica, but also one of the most fragile. On its own, it has the potential to raise the sea level by about three metres.

Two methods are proposed. The first is to support the glacier with a series of mounds about 300 metres below. In this case, the warmer waters could still come to erode the glacier, but this structure would at least have the capacity to prevent it from collapsing. With this method, researchers estimate that there is a 30% chance that the glacier will not collapse over the next 1000 years.
The second approach is more complicated. It consists in building a wall under the glacier, which would prevent the warm water coming from the shallows from rubbing the ice. The chances of success are here estimated at 70%, still for the next 1000 years.
The proposed ideas are in theory potentially technically feasible, knowing that their implementation would be difficult because of weather conditions and would necessarily lead to environmental pollution. Moreover, the two methods, even though the intentions are good, would be like putting a bandage on a wooden leg. They will not solve the problem of global warming. The real solution does not lie with this kind of crazy project. The problem should be addressed directly at the source, namely by limiting greenhouse gas emissions. But our governments still seem reluctant to take real, far-reaching measures. . .
Source: SciencePost, The Cryosphere.

Source: The Cryosphere.

La glace de mer arctique fin septembre 2018 // Arctic sea ice end September 2018

Météo France a publié une analyse précise de la situation sur la fonte de la glace de mer arctique en 2018. On apprend que le minimum annuel d’extension de la glace de mer arctique a été atteint tardivement cette année. Selon le National Snow and Ice Data Center (NSIDC), cette glace présentait une superficie de 4,59 millions de kilomètres carrés le 23 septembre 2018, soit la sixième valeur la plus basse depuis le début des mesures, ex aequo avec 2008. C’est 1,81 millions de km² de moins que la normale 1981/2010 pour ce jour de l’année, mais 1,01 million de km² de plus que le record bas pour cette date, établi en 2012.

Les climatologues pensent que les conditions plutôt fraîches observées en juillet ont certainement joué un rôle dans le ralentissement du taux de fonte estivale. Si le passage du nord-est (le long de la Sibérie) est resté ouvert cet été, le passage du nord-ouest (grand Nord canadien) est resté encombré de glace toute la saison.

Durant la première quinzaine de septembre, le taux moyen de fonte a été de 25 000 km² par jour, soit une valeur voisine de la normale à cette époque de l’année. Les températures sur le bassin arctique étaient souvent proches des normales, à l’exception notable de la mer de Sibérie orientale, où les températures ont excédé les moyennes saisonnières de 7 à 9°C. Cet excédent thermique a engendré une fonte tardive (jusqu’en dernière décade de septembre) de la banquise dans cette région du bassin arctique. Ces températures particulièrement élevées pour la saison s’expliquent par un blocage de hautes pressions, particulièrement fort en première quinzaine de septembre, centré sur la mer de Béring. Ce blocage, couplé à de basses pressions en mer des Laptev, a conduit à un afflux d’air chaud en provenance du sud sur la mer de Sibérie orientale.

La date du minimum de glace de mer a donc été tardive, 9 jours plus tard qu’en moyenne. Depuis le début des mesures en 1979, seul 1997 a connu un minimum aussi tardif (le 23 septembre). Les minima les plus précoces ont été observés un 5 septembre, en 1980 et en 1987.

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Météo France has published a precise analysis of the situation on the melting of the Arctic sea ice in 2018. We learn that the annual minimum of Arctic sea ice extent has been reached late this year. According to the National Snow and Ice Data Center (NSIDC), the sea ice had an area of ​​4.59 million square kilometers on September 23rd, 2018, the sixth lowest value since the start of the readings, tied with 2008. It is 1.81 million km² less than the 1981/2010 normal value for this day of the year, but 1.01 million km² more than the record low for that day, established in 2012.
Climatologists believe that the rather cool conditions observed in July certainly played a role in slowing the summer melting rate. While the Northeast Passage (along Siberia) remained open this summer, the Northwest Passage (along Canada’s Great North) remained ice-clogged all season.
During the first half of September, the average rate of melting was 25,000 km² per day, a value which is quite normal at this time of the year. Temperatures in the Arctic Basin were often close to normal, with the exception of the eastern Siberian Sea, where temperatures exceeded seasonal averages by 7-9°C. This thermal anomaly caused a late melting (until the last ten days of September) of sea ice in this region of the Arctic Basin. These particularly high temperatures for the season are explained by a blockage of high pressures, particularly strong in the first half of September, centered on the Bering Sea. This blockage, coupled with low pressure in the Laptev Sea, led to an influx of warm air from the south over the eastern Siberian Sea.
The date of the sea ice minimum was therefore late, 9 days later than on average. Since the beginning of the measurements in 1979, only 1997 has had a minimum so late (23 September). The earliest minima were observed on September 5th, 1980 and 1987.

Tableau montrant les 10 plus basses extensions minimales de la glace de mer dans l’Arctique (Source : National Snow and Ice Data Center)

La hausse des émissions de CO2 liées à l’énergie en 2018 // Increase of energy-related CO2 emissions in 2018

Un rapport diffusé par l’Agence Internationale de l’Energie (AIE).explique que les émissions de gaz à effet de serre du secteur de l’énergie (avec trois postes majeurs: le pétrole, le charbon et le gaz) devraient encore croître en 2018 après avoir atteint un niveau record en 2017. C’est une bien mauvaise nouvelle à quelques semaines de la COP24 prévue en décembre à Katowice (Pologne). La réunion de Katowice est censée finaliser l’accord de Paris qui entrera en vigueur en 2020 et appelle à limiter le réchauffement climatique « bien en dessous » de 2°C, voire 1,5°C si possible.

Suite à ma note sur la Courbe de Keeling, il est bon de rappeler que la notion de concentration de CO2 est à distinguer de ces chiffres concernant les émissions de CO2. Les émissions représentent ce qui entre dans l’atmosphère en raison des activités humaines, la concentration indique ce qui reste dans l’atmosphère au terme des interactions entre l’air, la biosphère et les océans. D’une année à l’autre, la concentration de CO2 peut s’accélérer ou ralentir en raison de phénomènes naturels comme El Niño, ce qui signifie que la tendance n’est pas forcément exactement la même que pour les émissions de CO2 liées à la combustion des énergies fossiles.

Du point de vue des lois de la physique et de la chimie, la limitation du réchauffement planétaire à 1,5ºC est possible, mais il faudrait, pour la réaliser, des changements sans précédent. C’est ce qu’a expliqué le GIEC dans son dernier rapport publié le 8 octobre 2018 (voir ma note à ce sujet). Au rythme actuel, le seuil de 1,5°C serait atteint entre 2030 et 2052.

Pour rester en dessous de 1,5°C de réchauffement, il faudrait une baisse émissions de CO2 de 45% d’ici 2030 par rapport à leur niveau de 2010 pour parvenir à un bilan nul des émissions aux alentours de 2050. C’est un secret de polichinelle ; le monde ne se dirige pas vers les objectifs de l’accord de Paris ; il s’en éloigne. Alors que les énergies renouvelables ont fortement augmenté, leur croissance n’est toutefois pas assez importante pour inverser les tendances des émissions de CO2.

En 2017, selon l’AIE, la consommation mondiale d’énergie primaire avait avoisiné 14 050 millions de tonnes équivalent pétrole. (Mtep), ce qui correspond à une hausse de 2,1% par rapport à 2016 et de 40% par rapport à 2000. La part des énergies fossiles dans la demande énergétique mondiale est à un niveau stable depuis plus de trois décennies malgré la forte croissance des énergies renouvelables.

La consommation de charbon avait augmenté de près de 1% en 2017, après deux années de déclin, en raison d’une forte demande asiatique pour sa production d’électricité. Les consommations de pétrole et de gaz naturel au niveau mondial avaient respectivement augmenté de 1,6% et 3%. La production du parc nucléaire mondial avait augmenté de 3%.

Les énergies renouvelables ont représenté près d’un quart de la hausse de la consommation mondiale l’an dernier. Leur développement est tiré par les filières productrices d’électricité (+6,3% en 2017), en particulier par l’éolien, le solaire photovoltaïque et l’hydroélectricité.

Source : Agence Internationale de l’Energie, Global Climat.

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A report released by the International Energy Agency (IEA) explains that greenhouse gas emissions from the energy sector (with three major fields: oil, coal and gas) are expected to increase. in 2018 after reaching a record high in 2017. This is bad news just a few weeks before COP24 in December in Katowice (Poland). The Katowice meeting is supposed to finalize the Paris agreement, which will come into force in 2020 and calls for limiting global warming « well below » 2°C, or 1.5°C, if possible.
Following my note on the Keeling Curve, it is worth remembering that the notion of CO2 concentration is to be distinguished from the figures concerning CO2 emissions. Emissions represent what enters the atmosphere because of human activities, whereas the concentration indicates what remains in the atmosphere in the wake of the interactions between the air, the biosphere and the oceans. From one year to the other, the CO2 concentration can accelerate or slow down due to natural phenomena like El Nño, which means that the trend is not necessarily exactly the same as for the CO2 emissions related to the burning of fossil energies.
From the point of view of the laws of physics and chemistry, the limitation of global warming to 1.5ºC is possible, but it would require unprecedented changes. This was explained by the IPCC in its latest report published on October 8th, 2018 (see my note on this topic). At the current rate, the 1.5°C threshold would be reached between 2030 and 2052.
To stay below 1.5°C of global warming, it would be necessary to reduce CO2 emissions by 45% by 2030 compared to their 2010 level to achieve zero emissions in the 2050’s. It is an open secret; the world is not moving towards the objectives of the Paris Agreement; it is moving away from it. Even though renewable energies have risen sharply, their growth is not large enough to reverse CO2 trends.
In 2017, according to the IEA, the world’s primary energy consumption was around 14,050 million tonnes of oil equivalent. (Mtoe), which corresponds to an increase of 2.1% compared to 2016 and 40% compared to 2000. The share of fossil fuels in global energy demand has been stable for more than three decades despite the strong growth of renewable energies.
Coal consumption increased by almost 1% in 2017, after two years of decline, due to strong Asian demand for electricity generation. World oil and natural gas consumption increased by 1.6% and 3%, respectively. The output of the world’s nuclear power stations increased by 3%.
Renewables accounted for almost a quarter of the increase in global consumption last year. Their development is driven by the electricity generating sectors (+ 6.3% in 2017), in particular by wind, solar, photovoltaic and hydropower.
Source: International Energy Agency, Global Climat.

Estimation préliminaire (en violet) des émissions de CO2 en gigatonnes (109 tonnes) pour 2018. [Source : IEA]