Il y a une
belle diversité de petits générateurs nucléaires
embarqués à bord des engins spatiaux [4], et on dit
que des générateurs électronucléaires de quelques
centaines de Kilowatts ont fonctionné dans des endroits reculés
de l'ex-URSS. De tels systèmes, comme de nombreux autres plus classiques,
ne sont pas seulement valables pour les pays en développement [5],
comme on cherche à nous le faire croire. Montés chez nous
en cogénérateurs, ils permettraient d'énormes économies
à la production et sans privations pour le public. Pour une centrale
thermique dont le rendement électrique est de 40%, on peut en plus
tirer 40% en chaleur pour le chauffage, ce qui double le rendement global.
Et si la turbine est moins performante, donc moins coûteuse, le rendement
électrique baisse mais le rendement thermique augmente d'autant...
Cette quantité de
chaleur qui, dans une machine thermique, doit obligatoirement aller à
la source froide, les industriels de l'énergie la considèrent
toujours comme une perte inévitable. Pourtant, cette phase est aussi
active que les autres dans le cycle de Carnot, qui affirme dès 1824:
il
ne suffit pas, pour donner naissance à la puissance motrice, de
produire de la chaleur, il faut encore se procurer du froid; sans lui la
chaleur serait inutile. A son époque, le rendement des machines
à vapeur restait dérisoire, malgré les ingénieuses
mais tâtonnantes améliorations de Watt. C'est pour remédier
à cette situation de gaspillage brouillon que le jeune Sadi Carnot
s'engagea dans une subtile et géniale méditation sur la "puissance
motrice du feu" [6] qui, après que Thomson (futur Kelvin)
et Clausius eurent résolu l'apparente contradiction de sa théorie
avec les résultats de Joule, servit de fondements à la thermodynamique,
nouvelle science montante du 19ème siècle, indépendante
et rivale de la mécanique alors toute puissante. Dans la forme achevée
de la thermodynamique classique, il apparaissait bien que l'énergie
mécanique produite par machine thermique est indissociable de cette
chaleur qui doit transiter de la source chaude à la source froide,
et donc qu'il faut les utiliser conjointement si on veut tirer le meilleur
profit du combustible dépensé. Une autre intuition de Carnot
se trouva confirmée. La machine peut marcher en sens inverse: en
lui fournissant de la puissance motrice, on peut faire revenir de la chaleur
de la source froide à la source chaude (figure 2).
C'est le principe des pompes à chaleur.
Une perte massive, refusée seulement par
une minorité de professionnels avisés
Malgré l'évidence
de ces données, ce furent plutôt des améliorations
d'ordre mécanique qui furent apportées aux machines, comme
le remplacement du système alternatif piston-cylindre par la turbine.
L'adoption des moteurs à combustion interne à essence ou
Diesel qui équipent les automobiles n'est pas une révolution
par rapport au cycle de Carnot : leur rendement en énergie mécanique
plafonne à 20-25%.
On n'a que rarement cherché
à tirer partie des deux flux qui s'écoulent au travers des
machines thermiques, et on laisse toujours se perdre le plus abondant:
en dehors de quelques industriels avisés [7], certains établissements
ont quand même surmonté cette désinformation généralisée.
Ce sont ceux qui, comme les hôpitaux, sont obligés de maintenir
en parfait état de marche un groupe électrogène de
secours puissant et efficace. A l'avantage thermodynamique s'ajoute pour
eux celui de pouvoir amortir des frais fixes qu'ils doivent de toute façon
supporter. Un moteur à gaz ou Diesel assure la période de
chauffe tout en produisant de l'électricité qui est achetée
par EDF: les hôpitaux de Lens, de Castres, de Périgueux, une
clinique à Toulouse, la prison centrale de Muret, de même
que certains incinérateurs alimentant le chauffage urbain, se sont
équipés de cogénérateurs.
La stratégie de l'écrémeuse...
L'industrie de l'énergie
opérant à partir des différentes sources de chaleur
devrait pouvoir se comparer avec l'industrie laitière. Depuis longtemps,
on utilise une grande partie du lait des vaches pour en tirer du beurre,
mais on tire aussi parti du lait écrémé, autrefois
pour faire la pâtée des cochons et des volailles, aujourd'hui
par de multiples autres valorisations. Or, la machine thermique (figure
1) qui tire de sa chaudière de l'énergie mécanique
(la crème) transformée ensuite en électricité
(le beurre) fonctionne à la manière d'une écrémeuse...
auto-entretenue! Mais le sous-produit, ici la chaleur qui doit retourner
au milieu environnant par la source froide, est en l'absence de cogénération
traité comme si la laiterie rejetait directement son lait écrémé
avec ses eaux usées, alors qu'il peut servir de base pour d'autres
aliments... Ce que ne se permettent pas les industriels du lait, semble
au contraire aller de soi pour ceux de l'énergie! Pour nourrir la
basse-cour, on achètera à l'extérieur... Curieuse
gestion de ses produits!
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suite:
La métaphore de
l'écrémeuse nous montre aussi que nous-mêmes en tant
qu'utilisateurs de combustibles, nous ne faisons pas pour le mieux, même
avec la meilleure des chaudières. Utiliser directement toute la
chaleur produite pour se chauffer, c'est comme si un paysan versait de
suite le lait de sa traite dans l'auge des cochons... Un meilleur usage
se ferait en remplaçant les chaudières par des modules de
cogénération, qui "écrémeraient" la partie
qui peut être transformée en électricité, le
reste (c'est-à-dire au moins les deux-tiers) étant utilisé
pour le chauffage. L'électricité produite, auto-consommée
ou envoyée sur le réseau, amènerait à réduire
le nombre et la puissance des centrales, nucléaires ou autres. On
aurait alors une gestion globale de nos énergies en accord avec
la thermodynamique la plus élémentaire. On ne devrait pas
pour autant se trouver "hors économie" puisque, malgré les
manipulations de tarifs, le kilowatt-heure électrique est payé
par EDF de l'ordre de 35 centimes, alors que le kilowatt-heure thermique
ne dépasse guère les 10 centimes.
Voilà donc des idées
toutes simples, qui n'impliquent que les technologies banales et bien rodées
du chauffage central et des moteurs thermiques. Pour ces derniers, les
fabricants de cogénérateurs (ils sont quand même cinq
ou six en France) ont trouvé un autre débouché que
dans les automobiles, ce dont, soit dit en passant, le PDG de notre firme
nationale s'est montré incapable...
Face aux diktats de la pensée unique
Si la Commission européenne
cherche à faire passer la part d'électricité produite
en cogénération de 9 à 18% d'ici à 2010 [8]
,
celle-ci reste infinitésimale en France. EDF fait tout pour freiner
le développement des petites centrales, dont elle est obligée
d'acheter la production, de par son statut de monopole. L'entreprise publique
a été sévèrement condamnée par le Conseil
de la concurrence début 1997 pour abus de position dominante vis-à-vis
de la Compagnie générale de chauffe, qui pratique la cogénération
[9].
On est frappé par
la pensée unique, centralisatrice, dogmatique, antiscientifique,
qui continue de prévaloir face à la diversité des
solutions rationnellement et économiquement fondées. Car
il ne s'agit pas là d'économies de bout de chandelle comme
avec les lampes à basse consommation, ou les illusoires et coûteux
systèmes de régulation et d'isolation à outrance qui
iraient bien jusqu'à transformer nos habitations en véritables
thermostats... Il s'agit de possibilités de réduction massive
de la consommation en énergies primaires, par des technologies existantes
simples, sans privations sensibles pour les consommateurs, donc avantageuses
au triple plan économique, humain et environnemental.
Au lieu de ça, c'est
une culture de l'hégémonie au prix du gaspillage qui se maintient
envers et contre tout, comme si les Carnot, Thomson et Clausius n'avaient
pas existé. A quoi bon alors enseigner la thermodynamique?
Les pompes à chaleur:
une merveille offerte par la thermodynamique
C'est que de plus, il y
a une façon intelligente et pertinente, parce qu'en accord avec
les lois de la thermodynamique, d'utiliser l'électricité
pour se chauffer. C'est le système des pompes à chaleur :
en apportant de l'énergie mécanique, on fait remonter de
la chaleur de la source froide (l'extérieur) vers la source chaude
(les locaux à chauffer). Il se trouve que ceci peut se faire à
très bon compte car dans ce cycle inversé (figure 2)
la différence entre la température de la source froide et
celle de la source chaude est beaucoup plus faible que dans le cas du cycle
moteur, où on cherche au contraire à la rendre aussi grande
que possible pour reculer la limite du rendement théorique dictée
par le principe de Carnot. Pour la pompe à chaleur, on définit
un "coefficient de performance" (Cop) qui est le rapport entre la quantité
de chaleur qu'elle fait ainsi remonter et l'énergie électrique
qu'elle consomme. On ne peut plus parler de "rendement" car ce Cop est
très supérieur à 1: il est théoriquement de
l'ordre de 10, et en pratique d'environ 3 à 4 [10]. Les pompes
à chaleur sont donc une merveille thermodynamique qui permet d'obtenir
3 à 4 fois plus de chaleur que d'électricité consommée
pour cela. C'est sans doute ce qui chagrine les marchands d'électricité,
qui ne les ont jamais encouragées, sauf par une discrète
allusion aux climatiseurs inversables qui peuvent assurer une fonction
chauffage, et pendant une courte période en 1978-80 où EDF
avait monté le programme "Perche" pour le système air-air,
le moins performant par rapport à ceux qui opèrent à
partir de la nappe phréatique (puits) ou de capteurs enterrés.
Le mercantilisme que manifeste un tel black-out est là encore indigne
d'une entreprise publique [11]. D'autant plus que là aussi
la technologie et le savoir-faire existent et sont bien rodés :
ce sont les mêmes que pour les réfrigérateurs et les
intallations frigorifiques.
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