Energies
Comment l'électricité est-elle gérée au niveau européen ?
Et la lumière fut… mais à quel prix ! - Avides de recherche #29
Avides de Recherche est la chaine Youtube du magazine Mondes Sociaux dont l’objet est de mettre en images et en voix des travaux de recherche en SHS dans des formes susceptibles d’intéresser des publics larges. Animée par Manon Bril, docteure en histoire à l’UT2J, ce format propose des vidéos réalisées à partir d’articles publiés dans des revues scientifiques. Ce 29e épisode d’Avides de Recherche présente en son et en images l'article d'Angelique Palle " Les flux électriques européens, de la mise en politique à la politisation ? " publié dans Géocarrefour, à lire ici : https://journals.openedition.org/geoc...
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Qu'est-ce que l'énergie ? Quelle quantité est nécessaire pour le corps humain, combien en utilise-t-on et comment ?
L'énergie et nous - Énergie#1
L'énergie est indispensable au vivant et à nos sociétés industrielles. C'est un concept central en physique. Pourtant comprendre ce qu'est l'énergie, ce n'est pas facile... Surtout que la façon dont on utilise le mot couramment ne correspond pas à la réalité. En fait, on devrait plutôt parler d'exergie et on en parle dans la vidéo ! Cette vidéo permet aussi de voir ce que le corps humain utilise comme énergie. On voit aussi que cette quantité est faible par rapport à ce que nous utilisons dans nos sociétés. Le problème, c'est que cette quantité faramineuse d'énergie repose pour beaucoup sur des ressources non-renouvelables et provoque de graves impacts environnementaux. Du coup, l'énergie dans nos sociétés est un sujet extrêmement important. C'est un sujet technique mais aussi, et surtout, politique, social et économique.
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Fonctionnement d'une centrale hydroélectrique, avantages et défauts de l'hydroélectricité, développement présent et futur en France et dans le monde.
L'hydroélectricité - Énergie#2
On va voir l’hydroélectricité en profondeur. Après un petit point sur l’énergie exploitée et le fonctionnement d’une centrale hydroélectrique, on voit quelles sont les différents types d’installations hydroélectriques (3:50): des gros barrages aux petites installations au fil de l’eau. On voit aussi quelques ordres de grandeur (7:52) pour se rendre compte qu’il faut beaucoup d’eau pour alimenter un foyer en électricité. L’un des gros avantage de l’hydroélectricité, c’est son rôle dans la stabilisation du réseau électrique (10:38) parce qu’elle permet le pilotage et le stockage. Je parle également des défauts des barrages, impacts à la constructions, risque d’accidents, effets sur le climat (13:08)… Enfin, je propose un petit résumé de son développement présent et futur en France et dans le monde (19:30).
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Fonctionnement d'une éolienne, défauts et avantages, intermittence.
L'éolien - Énergie#3
Dans cette vidéo, on étudie les éoliennes à fond. Après un petit point sur l’énergie exploitée, le fonctionnement d’une éolienne est présentée. On voit différents types d’éoliennes: terrestres et offshores (6:30). Puis, je parle un peu de l’éolien domestique (9:02). Une fois qu’on a compris comment fonctionne les éoliennes, on s’intéresse aux défauts (10:30): impact sur les oiseaux, impacts sur la santé humaine et utilisation des terres rares. Puis, ce qui est sans doute le plus gros défaut: l’intermittence (17:33). Il faut ensuite parler des avantages, qui sont assez évidents (24:28). Et enfin, je parle un peu de la situation en France et dans le monde (25:28).
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Fonctionnement d'un panneau solaires, ressources nécessaires, recyclabilité et intermittence, situation actuelle.
Le Photovoltaïque - Énergie#4
On commence par parler de l’énergie radiative que nous envoie notre cher Soleil. Ensuite, j’explique comment un panneau photovoltaïque fonctionne en me concentrant sur les technologies à base de silicium qui sont largement majoritaires (5:17). Détailler la structure me permet de dire quelques mots sur la recyclabilité de ces panneaux, sur les ressources utilisées et sur la durée de vie. La discussion se porte ensuite (9:46) sur les panneaux sur toit ou en parc. On aborde également l’intermittence (12:00) et le bas facteur de charge (12:57). Mais surtout, je prends le temps d’expliquer une notion hyper importante: le taux de retour énergétique (13:43), avant de voir ce que donne les panneaux photovoltaïques sur cet aspect fondamental On se demande également si la technologie photovoltaïque est bonne pour le climat (24:27). Enfin, on parle de la situation actuelle du photovoltaïque dans le monde et des technologies photovoltaïques prometteuses (27:30) avant de conclure (32:49).
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Utilisation d'énergie et de chaleur en France, stockage intersaisonnier, rendement et taux de retour énergétique du solaire thermique
Le solaire thermique - Énergie#5
Dans cette vidéo on parle du solaire thermique. Le solaire thermique est un moyen de production de chaleur qui est peu connu, peut-être parce qu'on sous-estime nos besoins en chaleur. On commence donc par jeter un œil à l'utilisation de l'énergie et de chaleur en France (1:10). J'explique ensuite ce qu'est le solaire thermique et les différents capteurs existants (5:59). Contrairement, à ce qu'on pourrait penser, le stockage de chaleur intersaisonnier est possible (12:10). Pour mieux visualiser à quoi ressemble le solaire thermique, on examine un petit exemple (16:16). On parle ensuite du rendement, du taux de retour énergétique, des matériaux utilisés et des émissions de CO2 que le solaire thermique permet d'éviter (21:02). Enfin, on regarde la situation du solaire thermique dans le monde et en France (26:21) et je discute des freins à son déploiement (29:40) avant de conclure (35:29).
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Le solaire à concentration permet de produire de l'électricité. Technologies, avantages, défauts, déploiement actuel dans le monde et perspectives.
Le solaire thermique à concentration – Énergie#6
Dans cette vidéo, on parle du solaire à concentration. Le solaire à concentration est une technologie majoritairement utilisé pour produire de l'électricité. En effet, concentrer le soleil permet de produire suffisamment de chaleur pour faire fonctionner une centrale thermique en utilisant le soleil comme source chaude. J'expose d'abord les différentes technologies: miroirs cylindro-paraboliques, miroirs de Fresnel et tours solaires (2:37). Je parle ensuite de l'immense avantage du solaire à concentration: la capacité de stockage qui dépend fortement du fluide caloporteur utilisé (6:36). Les questions techniques (rendement, taux de retour énergétique, émissions de CO2) sont ensuite abordées (17:20). Par contre, le solaire à concentration est encore très faiblement déployé dans le monde, j'explique donc pourquoi (22:45) avant de parler de son potentiel déploiement futur. Enfin, j'aborde la chaleur industrielle et les autres utilisations du solaire à concentration (30:16).
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Comment stocker de l'énergie sous forme mécanique ?
Stockage de l'énergie sous forme mécanique: STEP, volant d'inertie et air comprimé - Énergie#7
Dans cette vidéo, on parle du stockage de l'énergie sous forme mécanique. On commence par les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP). Les STEP permettent de stocker de grande quantité d'énergie en pompant de l'eau. Elles constituent plus de 99% du stockage de l'électricité dans le monde. Elles sont tellement avantageuses par rapport aux autres technologies qu'on veut en faire à partir d'anciennes mines, en mettre au bord de la mer, voir en construire sous forme d'atolls artificiels (6:48). Ensuite, j'utilise un petit exemple pour illustrer les difficultés à juger de la pertinence et du coût d'un moyen de stockage (8:58). Je parle également des volants d'inertie qui permettent de stocker de l'énergie sous forme cinétique dans une masse en rotation (19:42). Les volants d'inertie ont des applications différentes des STEP et j'en profite pour évoquer les volants d'inertie en béton dont la vidéo m'a beaucoup été envoyé (22:57). Enfin, je discute du stockage par air comprimé (29:00). Une technologie prometteuse mais dont le rendement est aujourd'hui faible et le développement incertain.
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Radioactivité naturelle et exposition aux différentes sources de radioactivité.
La radioactivité et notre exposition aux rayonnements ionisants - Énergie#8
Dans cette vidéo, je vous parle de la radioactivité. On fait un petit point sur ce phénomène physique découvert il y a plus d'un siècle. Cela permet de se rendre compte que la radioactivité existe naturellement et qu'on est tous exposé à des rayonnements ionisants. Non seulement, on ingère et respire des radionucléides (ce qui nous rend techniquement radioactif) mais on est également exposé au rayonnement issu de la décroissance radioactif des radionucléides primordiaux présents dans le sol et au rayonnement cosmique. L'exposition à ces sources naturelles est bien supérieure à l'exposition aux rejets des centrales nucléaires, aux résidus des essais militaires et aux retombées des accidents. Certaines pratiques médicales constituent l'immense majorité de l'exposition (volontaire) à des sources artificielles de radioactivité.
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Peut-on stocker de l'énergie avec du béton ?
Un stockage en béton ? - Énergie#7.5
Dans cette vidéo, je vous parle d’une solution de stockage qui m’avait échappé. Une start-up envisage de stocker de l’énergie sous forme potentielle en empilant des blocs de béton. L’installation n’existant pas encore, je me livre à quelques raisonnements pour juger la pertinence de cette invention sur les promesses des concepteurs. C’est un exercice un peu périlleux et j’espère que ça vous plaira !
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Impacts sanitaires réels de quelques catastrophes nucléaires.
Hiroshima, Tchernobyl, Fukushima... Les morts du nucléaire - Énergie#9
Mesure des rayonnement (4:19)
Effets Déterministes (7:48)
Effets Stochastiques (14:39)
Impact sanitaires des Bombes d’Hiroshima et Nagasaki (18:58)
Connaissances sur les doses inférieurs à 100mSv (26:41)
Impacts sanitaires : Tchernobyl (33:53)
Impacts sanitaires : Fukushima (43:42)
Conclusion (50:17)
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Résumé: Impacts sanitaires réels de quelques catastrophes nucléaires.
[Résumé] Hiroshima, Tchernobyl, Fukushima... Les morts du nucléaire - Énergie#9
Résumé de la vidéo précédente sur les impacts sanitaires du nucléaire.
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Ressources mondiales en uranium, prix et extraction, enrichissement et surgénération.
Les ressources d'uranium - Énergie#10
Bienvenue dans cette vidéo où je vous parle d'abord des ressources ultimes d'uranium, de quelques considérations sur le prix de cette ressource et des ressources non conventionnelles. On voit ensuite comment (et par qui) l'uranium est extrait. J'explique aussi la fission nucléaire et l'incroyable densité énergétique de l'uranium avant d'aborder l'enrichissement. Je finis en parlant de la surgénération avant de conclure.
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Fonctionnement des centrales nucléaires, sûreté, durée de vie et entretien.
Fonctionnement des centrales nucléaires (canicule, tritium, durée de vie...) - ÉNERGIE#11
Dans cette vidéo, je vous parle du fonctionnement des centrales nucléaires et, plus précisément, des réacteurs à eau pressurisée puisque c'est la technologie dominante dans le monde et la seule exploitée en France. Après une explication du fonctionnement, on s'intéresse plus précisément à l'évacuation de la chaleur et aux besoins en eau (13:35), ce qui m'amène à parler des effets des canicules (16:56). Je parle ensuite des rejets des centrales en fonctionnement normal et notamment du tritium (20:08). J'aborde ensuite un sujet peu évoqué: la cogénération nucléaire, donc la possibilité de produire de la chaleur avec le nucléaire (24:53). Enfin, je vous parle des émissions de dioxyde de carbone (28:23), du facteur de charge (30:05), du caractère pilotable du nucléaire (31:40), du taux de retour énergétique (34:35), de la sûreté (et notamment des barrières de confinement) (35:38) pour finir par la durée de vie et l'entretien des centrales nucléaires (37:44).
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Combustible nucléaire usé, stockage géologique, transmutation et démantèlement des centrales nucléaires
[Résumé] Les déchets radioactifs - ÉNERGIE#12
Dans cette vidéo, je fais un résumé du sujet des déchets radioactifs qui m'a occupé pendant quelques mois. J'y parle notamment:
- du combustible nucléaire usé (3:05)
- du stockage géologique profond qui est la solution proposée pour la gestion à long terme des déchets radioactifs les plus dangereux (10:38)
- de la transmutation (16:02)
- des autres catégories de déchets radioactifs (17:42)
- et du démantèlement des centrales nucléaires (21:17)
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Adaptation du réseau électrique avec l'arrivée de sources d'énergie intermittentes.
Éolien, photovoltaïque et réseau électrique - Partie 1/2 - ÉNERGIE#13
Dans cette vidéo, je regarde quelles sont les contraintes que la physique de l'électricité et du réseau électrique impose aux différents modes de production. J'explique d'abord comment les réseaux électriques fonctionnaient jusque-là avec des centrales électriques fonctionnant "en base" et d'autres modulant leur production pour ajuster la production électrique à la demande. L'arrivée de moyens de production dits intermittents, notamment la production éolienne et photovoltaïque, chamboulent ce fonctionnement historique. Puisqu'on ne contrôle pas la météo, la variabilité de ces moyens de productions est subie et le reste du système de production électrique doit s'adapter en conséquence.
Je quantifie cette intermittence (10:47). Je parle ensuite du foisonnement (13:56), l'idée que vu qu'il y aurait toujours du vent quelque part, il suffirait de répartir géographiquement les moyens renouvelables intermittents pour pallier l'intermittence. Ce qui nous amène à parler un peu des échanges d'électricité entre pays européens (20:02). Enfin, je parle de l'écrêtement (22:55), la possibilité de surdimensionner les moyens de production intermittents pour augmenter la part de l'électricité pouvant être produit par ces moyens au prix d'une faible surproduction.
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Contraintes que les moyens de production intermittents imposent sur la structure du réseau électrique.
Éolien, photovoltaïque et réseau électrique - Partie 2/2 - ÉNERGIE#14
Dans cette vidéo, je continue de regarder quelles sont les contraintes que la physique de l'électricité et du réseau impose aux moyens de production intermittents (éolien et photovoltaïque). Après un passage rapide sur le stockage (2:28) qui aura le droit à d'autres vidéos, je parle du couplage sectoriel (6:09) et du pilotage de la demande (9:30). Comme toutes les techniques abordées ne sont pas suffisantes pour gérer l'intermittence, il faut compléter la production avec des moyens de production pilotables (13:55).
Je vous parle ensuite de l'effet des moyen de productions intermittent sur la structure du réseau électrique (18:37), sur l'équilibrage du réseau électrique (20:03) et sur son inertie (27:33). C'est le moment de se rendre compte que les moyens intermittents ne participent pas à la stabilité du réseau électrique ou à sa résistance à des perturbations. Je finis en parlant des coûts d'intégration, de leur évolution en fonction du pourcentage de moyens intermittents (31:03) et de la production électrique européenne (37:56).
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Définition d'un déchet radioactif. Comment les déchets sont-ils retraités et stockés ?
⚡☢️🗑️ De la centrale aux déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #1
Dans cette vidéo, j'introduis le sujet des déchets radioactifs. J'explique rapidement ma méthode et je donne quelques sources utiles. Je définis ensuite ce qu'est un déchet radioactif et j'oriente la vidéo vers les déchets dits de "haute activité" qui sont les plus dangereux. C'est l'occasion de rappeler la différence entre danger et risque qui est fondamentale pour bien comprendre cette question. Je m'intéresse ensuite à ce qu'il y a dans le combustible usé des centrales nucléaires et la façon dont on le gère. Après un entreposage obligatoire en piscine, le combustible usé est entièrement considéré comme un déchet radioactif dans certains pays (dont les États-Unis) avant d'être entreposé à sec. D'autres pays (dont la France) ont fait le choix de retraiter le combustible et donc de séparer les éléments les plus gênants (produits de fission et actinides mineurs) des éléments valorisables (uranium et plutonium).
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Comment réduire la toxicité des déchets radioactifs ?
⚡☢️🗑️ Peut-on faire disparaître les déchets radioactifs ? - DÉCHETS RADIOACTIFS #2
Dans cette seconde vidéo sur les déchets radioactifs, j'explique comment on essaye de réduire la radiotoxicité des déchets radioactifs. Je parle donc de la transmutation. La logique de la transmutation des déchets radioactifs est de modifier la structure de certains radionucléides pour les rendre moins dangereux. La transmutation a des avantages mais également des défauts qui limitent considérablement son usage aujourd'hui et questionne son usage à l'avenir (7:18). J'aborde notamment la transmutation par laser qui a beaucoup fait parler d'elle, malgré des applications limitées (9:18). Je me penche ensuite sur le MOx (14:50): ce combustible qu'on produit à partir du plutonium issu du retraitement et de l'uranium appauvri. C'est l'occasion de parler de l'utilisation potentielle du plutonium de retraitement dans des bombes nucléaires et des avantages environnementaux du MOx qui est, au final, une forme de recyclage partielle des déchets nucléaires. Enfin, je discute un peu de l'influence du futur du nucléaire (déploiement d'une quatrième génération ou arrêt du nucléaire) sur la question des déchets radioactifs (32:36) avant de conclure (38:24).
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Quels sont les différents types de déchets nucléaires et comment démanteler une centrale nucléaire ? (enjeux, coûts...)
⚡☢️🗑️ Gestion des déchets nucléaires et démantèlement - DÉCHETS RADIOACTIFS #3
Dans cette troisième vidéo, on va s'intéresser à tous les déchets radioactifs ! Dans un premier temps (1:56), je vous parle des déchets radioactifs à vie très courte (avec une période radioactive de moins de 100 jours) qui sont majoritairement produits par le médical. Je vous parle ensuite (8:32) des déchets radioactifs de moyenne activité à vie longue qui posent des problèmes assez proches des déchets de haute activité dont on a parlé dans les deux dernières vidéos. Ces déchets sont radioactifs à cause du phénomène d'activation neutronique qui est aussi responsable de la radioactivité résiduelle dans les centrales nucléaires à l'arrêt. C'est donc l'occasion de vous parler du démantèlement des centrales nucléaires (15:00). Je vous explique comment on démantèle, quels sont les enjeux, les coûts... etc. Du coup, j'aborde deux autres catégories de déchets qui forment l'essentiel des déchets produits par le démantèlement des centrales nucléaires: les déchets de faible et moyenne à vie courte (25:00) et les déchets radioactifs de très faible activité (26:38). Après un passage par la dernière catégorie de déchets radioactifs, celle des déchets de faible activité à vie longue (39:18), il est temps de conclure (43:15).
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Comment s’assurer que la radioactivité des déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue ne présente pas de risques pour l’environnement et les sociétés humaines sur le long terme ?
⚡☢️🗑️ Stockage géologique profond des déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #4
Dans cette quatrième vidéo sur les déchets radioactifs, je vous parle enfin du mode préférentielle pour la gestion à long terme (sur des dizaines de milliers d'années) des déchets radioactifs les plus dangereux: le stockage géologique profond. Après un résumé rapide des épisodes précédents, je rappelle la problématique: Comment s’assurer que la radioactivité des déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue ne présente pas de risques pour l’environnement et les sociétés humaines sur le long terme.
Je présente les principes généraux du stockage géologique profond avant d'exposer la fascinante anecdote des réacteurs naturels d'Oklo (10:28). Je me concentre ensuite le projet Cigéo: le projet français de stockage géologique profond (14:22). J'y aborde pleins d'aspects différents: refroidissement des colis (17:33), impacts des fuites de radionucléides (22:26) ou encore la question de la mémoire (24:42). Je prends aussi le temps d'expliquer l'impact de ce stockage sur les émissions de CO2 du nucléaire (32:40) et je touche quelques mots des opposants et de Greenpeace en particulier (35:39) avant de conclure (39:00).
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Alternatives au stockage géologique profond pour les déchets nucléaires
[ANNEXE] ⚡☢️🗑️ Stockage géologique profond des déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #4
Dans cette vidéo, je vous parle des alternatives au stockage géologique profond: - Les immersions de déchets solides en mer (0:20) - Les rejets liquides qui ont encore lieu (2:50) - Le stockage dans les fonds marins ou utilisant la subduction (5:07) - L'envoi de déchets dans l'espace (5:47) - Leur stockage dans des glaciers (6:30) - Les stocker sur des sites déjà contaminés (Tchernobyl, mines... etc) (6:55) - Le stockage en forage (7:30). On voit ensuite un mode de gestion possible en cas de catastrophe (9:18), les problématiques de l'hydrogène, des déchets bitumineux et des incendies (10:40) et le stockage géologique ailleurs dans le monde (13:57).
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Qu'est ce que l'énergie et combien en utilise-t-on ?
1 - L'énergie - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
Partie 1 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en Mai 2019
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Gaz, pétrole, gaz de schiste... comment tire-t-on parti des fossiles enfouis dans le sol ?
2 - Les énergies fossiles - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
Partie 2 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en Mai 2019
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Nucléaire : fonctionnement, déchets, couts, politique.
6 - Le nucléaire - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
Partie 6 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en Mai 2019
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Renouvelables : solaire, éolien, hydroélectricité, fonctionnement technique et mise en oeuvre pratique.
7 - Les énergies renouvelables - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
Partie 7 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en Mai 2019
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Fusion vs Fission nucléaire — Science étonnante #28
Pourquoi peut-on produire de l'énergie à la fois par fusion et par fission nucléaire ? Quelle est la différence ? Est-ce qu'on peut enchaîner les deux ?
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Réseau électrique
Comment l'électricité est-elle gérée au niveau européen ?
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Adaptation du réseau électrique avec l'arrivée de sources d'énergie intermittentes.
Éolien, photovoltaïque et réseau électrique - Partie 1/2 - ÉNERGIE#13
Dans cette vidéo, je regarde quelles sont les contraintes que la physique de l'électricité et du réseau électrique impose aux différents modes de production. J'explique d'abord comment les réseaux électriques fonctionnaient jusque-là avec des centrales électriques fonctionnant "en base" et d'autres modulant leur production pour ajuster la production électrique à la demande. L'arrivée de moyens de production dits intermittents, notamment la production éolienne et photovoltaïque, chamboulent ce fonctionnement historique. Puisqu'on ne contrôle pas la météo, la variabilité de ces moyens de productions est subie et le reste du système de production électrique doit s'adapter en conséquence.
Je quantifie cette intermittence (10:47). Je parle ensuite du foisonnement (13:56), l'idée que vu qu'il y aurait toujours du vent quelque part, il suffirait de répartir géographiquement les moyens renouvelables intermittents pour pallier l'intermittence. Ce qui nous amène à parler un peu des échanges d'électricité entre pays européens (20:02). Enfin, je parle de l'écrêtement (22:55), la possibilité de surdimensionner les moyens de production intermittents pour augmenter la part de l'électricité pouvant être produit par ces moyens au prix d'une faible surproduction.
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Contraintes que les moyens de production intermittents imposent sur la structure du réseau électrique.
Éolien, photovoltaïque et réseau électrique - Partie 2/2 - ÉNERGIE#14
Dans cette vidéo, je continue de regarder quelles sont les contraintes que la physique de l'électricité et du réseau impose aux moyens de production intermittents (éolien et photovoltaïque). Après un passage rapide sur le stockage (2:28) qui aura le droit à d'autres vidéos, je parle du couplage sectoriel (6:09) et du pilotage de la demande (9:30). Comme toutes les techniques abordées ne sont pas suffisantes pour gérer l'intermittence, il faut compléter la production avec des moyens de production pilotables (13:55).
Je vous parle ensuite de l'effet des moyen de productions intermittent sur la structure du réseau électrique (18:37), sur l'équilibrage du réseau électrique (20:03) et sur son inertie (27:33). C'est le moment de se rendre compte que les moyens intermittents ne participent pas à la stabilité du réseau électrique ou à sa résistance à des perturbations. Je finis en parlant des coûts d'intégration, de leur évolution en fonction du pourcentage de moyens intermittents (31:03) et de la production électrique européenne (37:56).
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Renouvelables
Fonctionnement d'une centrale hydroélectrique, avantages et défauts de l'hydroélectricité, développement présent et futur en France et dans le monde.
L'hydroélectricité - Énergie#2
On va voir l’hydroélectricité en profondeur. Après un petit point sur l’énergie exploitée et le fonctionnement d’une centrale hydroélectrique, on voit quelles sont les différents types d’installations hydroélectriques (3:50): des gros barrages aux petites installations au fil de l’eau. On voit aussi quelques ordres de grandeur (7:52) pour se rendre compte qu’il faut beaucoup d’eau pour alimenter un foyer en électricité. L’un des gros avantage de l’hydroélectricité, c’est son rôle dans la stabilisation du réseau électrique (10:38) parce qu’elle permet le pilotage et le stockage. Je parle également des défauts des barrages, impacts à la constructions, risque d’accidents, effets sur le climat (13:08)… Enfin, je propose un petit résumé de son développement présent et futur en France et dans le monde (19:30).
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Fonctionnement d'une éolienne, défauts et avantages, intermittence.
L'éolien - Énergie#3
Dans cette vidéo, on étudie les éoliennes à fond. Après un petit point sur l’énergie exploitée, le fonctionnement d’une éolienne est présentée. On voit différents types d’éoliennes: terrestres et offshores (6:30). Puis, je parle un peu de l’éolien domestique (9:02). Une fois qu’on a compris comment fonctionne les éoliennes, on s’intéresse aux défauts (10:30): impact sur les oiseaux, impacts sur la santé humaine et utilisation des terres rares. Puis, ce qui est sans doute le plus gros défaut: l’intermittence (17:33). Il faut ensuite parler des avantages, qui sont assez évidents (24:28). Et enfin, je parle un peu de la situation en France et dans le monde (25:28).
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Fonctionnement d'un panneau solaires, ressources nécessaires, recyclabilité et intermittence, situation actuelle.
Le Photovoltaïque - Énergie#4
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Utilisation d'énergie et de chaleur en France, stockage intersaisonnier, rendement et taux de retour énergétique du solaire thermique
Le solaire thermique - Énergie#5
Dans cette vidéo on parle du solaire thermique. Le solaire thermique est un moyen de production de chaleur qui est peu connu, peut-être parce qu'on sous-estime nos besoins en chaleur. On commence donc par jeter un œil à l'utilisation de l'énergie et de chaleur en France (1:10). J'explique ensuite ce qu'est le solaire thermique et les différents capteurs existants (5:59). Contrairement, à ce qu'on pourrait penser, le stockage de chaleur intersaisonnier est possible (12:10). Pour mieux visualiser à quoi ressemble le solaire thermique, on examine un petit exemple (16:16). On parle ensuite du rendement, du taux de retour énergétique, des matériaux utilisés et des émissions de CO2 que le solaire thermique permet d'éviter (21:02). Enfin, on regarde la situation du solaire thermique dans le monde et en France (26:21) et je discute des freins à son déploiement (29:40) avant de conclure (35:29).
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Le solaire à concentration permet de produire de l'électricité. Technologies, avantages, défauts, déploiement actuel dans le monde et perspectives.
Le solaire thermique à concentration – Énergie#6
Dans cette vidéo, on parle du solaire à concentration. Le solaire à concentration est une technologie majoritairement utilisé pour produire de l'électricité. En effet, concentrer le soleil permet de produire suffisamment de chaleur pour faire fonctionner une centrale thermique en utilisant le soleil comme source chaude. J'expose d'abord les différentes technologies: miroirs cylindro-paraboliques, miroirs de Fresnel et tours solaires (2:37). Je parle ensuite de l'immense avantage du solaire à concentration: la capacité de stockage qui dépend fortement du fluide caloporteur utilisé (6:36). Les questions techniques (rendement, taux de retour énergétique, émissions de CO2) sont ensuite abordées (17:20). Par contre, le solaire à concentration est encore très faiblement déployé dans le monde, j'explique donc pourquoi (22:45) avant de parler de son potentiel déploiement futur. Enfin, j'aborde la chaleur industrielle et les autres utilisations du solaire à concentration (30:16).
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Renouvelables : solaire, éolien, hydroélectricité, fonctionnement technique et mise en oeuvre pratique.
7 - Les énergies renouvelables - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
Partie 7 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en Mai 2019
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Stockage
Comment stocker de l'énergie sous forme mécanique ?
Stockage de l'énergie sous forme mécanique: STEP, volant d'inertie et air comprimé - Énergie#7
Dans cette vidéo, on parle du stockage de l'énergie sous forme mécanique. On commence par les stations de transfert d'énergie par pompage (STEP). Les STEP permettent de stocker de grande quantité d'énergie en pompant de l'eau. Elles constituent plus de 99% du stockage de l'électricité dans le monde. Elles sont tellement avantageuses par rapport aux autres technologies qu'on veut en faire à partir d'anciennes mines, en mettre au bord de la mer, voir en construire sous forme d'atolls artificiels (6:48). Ensuite, j'utilise un petit exemple pour illustrer les difficultés à juger de la pertinence et du coût d'un moyen de stockage (8:58). Je parle également des volants d'inertie qui permettent de stocker de l'énergie sous forme cinétique dans une masse en rotation (19:42). Les volants d'inertie ont des applications différentes des STEP et j'en profite pour évoquer les volants d'inertie en béton dont la vidéo m'a beaucoup été envoyé (22:57). Enfin, je discute du stockage par air comprimé (29:00). Une technologie prometteuse mais dont le rendement est aujourd'hui faible et le développement incertain.
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Peut-on stocker de l'énergie avec du béton ?
Un stockage en béton ? - Énergie#7.5
Dans cette vidéo, je vous parle d’une solution de stockage qui m’avait échappé. Une start-up envisage de stocker de l’énergie sous forme potentielle en empilant des blocs de béton. L’installation n’existant pas encore, je me livre à quelques raisonnements pour juger la pertinence de cette invention sur les promesses des concepteurs. C’est un exercice un peu périlleux et j’espère que ça vous plaira !
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Nucléaire
Radioactivité naturelle et exposition aux différentes sources de radioactivité.
La radioactivité et notre exposition aux rayonnements ionisants - Énergie#8
Dans cette vidéo, je vous parle de la radioactivité. On fait un petit point sur ce phénomène physique découvert il y a plus d'un siècle. Cela permet de se rendre compte que la radioactivité existe naturellement et qu'on est tous exposé à des rayonnements ionisants. Non seulement, on ingère et respire des radionucléides (ce qui nous rend techniquement radioactif) mais on est également exposé au rayonnement issu de la décroissance radioactif des radionucléides primordiaux présents dans le sol et au rayonnement cosmique. L'exposition à ces sources naturelles est bien supérieure à l'exposition aux rejets des centrales nucléaires, aux résidus des essais militaires et aux retombées des accidents. Certaines pratiques médicales constituent l'immense majorité de l'exposition (volontaire) à des sources artificielles de radioactivité.
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Impacts sanitaires réels de quelques catastrophes nucléaires.
Hiroshima, Tchernobyl, Fukushima... Les morts du nucléaire - Énergie#9
Mesure des rayonnement (4:19)
Effets Déterministes (7:48)
Effets Stochastiques (14:39)
Impact sanitaires des Bombes d’Hiroshima et Nagasaki (18:58)
Connaissances sur les doses inférieurs à 100mSv (26:41)
Impacts sanitaires : Tchernobyl (33:53)
Impacts sanitaires : Fukushima (43:42)
Conclusion (50:17)
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Résumé: Impacts sanitaires réels de quelques catastrophes nucléaires.
[Résumé] Hiroshima, Tchernobyl, Fukushima... Les morts du nucléaire - Énergie#9
Résumé de la vidéo précédente sur les impacts sanitaires du nucléaire.
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Ressources mondiales en uranium, prix et extraction, enrichissement et surgénération.
Les ressources d'uranium - Énergie#10
Bienvenue dans cette vidéo où je vous parle d'abord des ressources ultimes d'uranium, de quelques considérations sur le prix de cette ressource et des ressources non conventionnelles. On voit ensuite comment (et par qui) l'uranium est extrait. J'explique aussi la fission nucléaire et l'incroyable densité énergétique de l'uranium avant d'aborder l'enrichissement. Je finis en parlant de la surgénération avant de conclure.
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Fonctionnement des centrales nucléaires, sûreté, durée de vie et entretien.
Fonctionnement des centrales nucléaires (canicule, tritium, durée de vie...) - ÉNERGIE#11
Dans cette vidéo, je vous parle du fonctionnement des centrales nucléaires et, plus précisément, des réacteurs à eau pressurisée puisque c'est la technologie dominante dans le monde et la seule exploitée en France. Après une explication du fonctionnement, on s'intéresse plus précisément à l'évacuation de la chaleur et aux besoins en eau (13:35), ce qui m'amène à parler des effets des canicules (16:56). Je parle ensuite des rejets des centrales en fonctionnement normal et notamment du tritium (20:08). J'aborde ensuite un sujet peu évoqué: la cogénération nucléaire, donc la possibilité de produire de la chaleur avec le nucléaire (24:53). Enfin, je vous parle des émissions de dioxyde de carbone (28:23), du facteur de charge (30:05), du caractère pilotable du nucléaire (31:40), du taux de retour énergétique (34:35), de la sûreté (et notamment des barrières de confinement) (35:38) pour finir par la durée de vie et l'entretien des centrales nucléaires (37:44).
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Combustible nucléaire usé, stockage géologique, transmutation et démantèlement des centrales nucléaires
[Résumé] Les déchets radioactifs - ÉNERGIE#12
Dans cette vidéo, je fais un résumé du sujet des déchets radioactifs qui m'a occupé pendant quelques mois. J'y parle notamment:
- du combustible nucléaire usé (3:05)
- du stockage géologique profond qui est la solution proposée pour la gestion à long terme des déchets radioactifs les plus dangereux (10:38)
- de la transmutation (16:02)
- des autres catégories de déchets radioactifs (17:42)
- et du démantèlement des centrales nucléaires (21:17)
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Définition d'un déchet radioactif. Comment les déchets sont-ils retraités et stockés ?
⚡☢️🗑️ De la centrale aux déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #1
Dans cette vidéo, j'introduis le sujet des déchets radioactifs. J'explique rapidement ma méthode et je donne quelques sources utiles. Je définis ensuite ce qu'est un déchet radioactif et j'oriente la vidéo vers les déchets dits de "haute activité" qui sont les plus dangereux. C'est l'occasion de rappeler la différence entre danger et risque qui est fondamentale pour bien comprendre cette question. Je m'intéresse ensuite à ce qu'il y a dans le combustible usé des centrales nucléaires et la façon dont on le gère. Après un entreposage obligatoire en piscine, le combustible usé est entièrement considéré comme un déchet radioactif dans certains pays (dont les États-Unis) avant d'être entreposé à sec. D'autres pays (dont la France) ont fait le choix de retraiter le combustible et donc de séparer les éléments les plus gênants (produits de fission et actinides mineurs) des éléments valorisables (uranium et plutonium).
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Comment réduire la toxicité des déchets radioactifs ?
⚡☢️🗑️ Peut-on faire disparaître les déchets radioactifs ? - DÉCHETS RADIOACTIFS #2
Dans cette seconde vidéo sur les déchets radioactifs, j'explique comment on essaye de réduire la radiotoxicité des déchets radioactifs. Je parle donc de la transmutation. La logique de la transmutation des déchets radioactifs est de modifier la structure de certains radionucléides pour les rendre moins dangereux. La transmutation a des avantages mais également des défauts qui limitent considérablement son usage aujourd'hui et questionne son usage à l'avenir (7:18). J'aborde notamment la transmutation par laser qui a beaucoup fait parler d'elle, malgré des applications limitées (9:18). Je me penche ensuite sur le MOx (14:50): ce combustible qu'on produit à partir du plutonium issu du retraitement et de l'uranium appauvri. C'est l'occasion de parler de l'utilisation potentielle du plutonium de retraitement dans des bombes nucléaires et des avantages environnementaux du MOx qui est, au final, une forme de recyclage partielle des déchets nucléaires. Enfin, je discute un peu de l'influence du futur du nucléaire (déploiement d'une quatrième génération ou arrêt du nucléaire) sur la question des déchets radioactifs (32:36) avant de conclure (38:24).
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Quels sont les différents types de déchets nucléaires et comment démanteler une centrale nucléaire ? (enjeux, coûts...)
⚡☢️🗑️ Gestion des déchets nucléaires et démantèlement - DÉCHETS RADIOACTIFS #3
Dans cette troisième vidéo, on va s'intéresser à tous les déchets radioactifs ! Dans un premier temps (1:56), je vous parle des déchets radioactifs à vie très courte (avec une période radioactive de moins de 100 jours) qui sont majoritairement produits par le médical. Je vous parle ensuite (8:32) des déchets radioactifs de moyenne activité à vie longue qui posent des problèmes assez proches des déchets de haute activité dont on a parlé dans les deux dernières vidéos. Ces déchets sont radioactifs à cause du phénomène d'activation neutronique qui est aussi responsable de la radioactivité résiduelle dans les centrales nucléaires à l'arrêt. C'est donc l'occasion de vous parler du démantèlement des centrales nucléaires (15:00). Je vous explique comment on démantèle, quels sont les enjeux, les coûts... etc. Du coup, j'aborde deux autres catégories de déchets qui forment l'essentiel des déchets produits par le démantèlement des centrales nucléaires: les déchets de faible et moyenne à vie courte (25:00) et les déchets radioactifs de très faible activité (26:38). Après un passage par la dernière catégorie de déchets radioactifs, celle des déchets de faible activité à vie longue (39:18), il est temps de conclure (43:15).
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Comment s’assurer que la radioactivité des déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue ne présente pas de risques pour l’environnement et les sociétés humaines sur le long terme ?
⚡☢️🗑️ Stockage géologique profond des déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #4
Dans cette quatrième vidéo sur les déchets radioactifs, je vous parle enfin du mode préférentielle pour la gestion à long terme (sur des dizaines de milliers d'années) des déchets radioactifs les plus dangereux: le stockage géologique profond. Après un résumé rapide des épisodes précédents, je rappelle la problématique: Comment s’assurer que la radioactivité des déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue ne présente pas de risques pour l’environnement et les sociétés humaines sur le long terme.
Je présente les principes généraux du stockage géologique profond avant d'exposer la fascinante anecdote des réacteurs naturels d'Oklo (10:28). Je me concentre ensuite le projet Cigéo: le projet français de stockage géologique profond (14:22). J'y aborde pleins d'aspects différents: refroidissement des colis (17:33), impacts des fuites de radionucléides (22:26) ou encore la question de la mémoire (24:42). Je prends aussi le temps d'expliquer l'impact de ce stockage sur les émissions de CO2 du nucléaire (32:40) et je touche quelques mots des opposants et de Greenpeace en particulier (35:39) avant de conclure (39:00).
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Alternatives au stockage géologique profond pour les déchets nucléaires
[ANNEXE] ⚡☢️🗑️ Stockage géologique profond des déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #4
Dans cette vidéo, je vous parle des alternatives au stockage géologique profond: - Les immersions de déchets solides en mer (0:20) - Les rejets liquides qui ont encore lieu (2:50) - Le stockage dans les fonds marins ou utilisant la subduction (5:07) - L'envoi de déchets dans l'espace (5:47) - Leur stockage dans des glaciers (6:30) - Les stocker sur des sites déjà contaminés (Tchernobyl, mines... etc) (6:55) - Le stockage en forage (7:30). On voit ensuite un mode de gestion possible en cas de catastrophe (9:18), les problématiques de l'hydrogène, des déchets bitumineux et des incendies (10:40) et le stockage géologique ailleurs dans le monde (13:57).
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Nucléaire : fonctionnement, déchets, couts, politique.
6 - Le nucléaire - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
Partie 6 du cours de Jean-Marc Jancovici à l’École des Mines de Paris en Mai 2019
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Fusion vs Fission nucléaire — Science étonnante #28
Pourquoi peut-on produire de l'énergie à la fois par fusion et par fission nucléaire ? Quelle est la différence ? Est-ce qu'on peut enchaîner les deux ?
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Déchets
Combustible nucléaire usé, stockage géologique, transmutation et démantèlement des centrales nucléaires
[Résumé] Les déchets radioactifs - ÉNERGIE#12
Dans cette vidéo, je fais un résumé du sujet des déchets radioactifs qui m'a occupé pendant quelques mois. J'y parle notamment:
- du combustible nucléaire usé (3:05)
- du stockage géologique profond qui est la solution proposée pour la gestion à long terme des déchets radioactifs les plus dangereux (10:38)
- de la transmutation (16:02)
- des autres catégories de déchets radioactifs (17:42)
- et du démantèlement des centrales nucléaires (21:17)
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Définition d'un déchet radioactif. Comment les déchets sont-ils retraités et stockés ?
⚡☢️🗑️ De la centrale aux déchets radioactifs - DÉCHETS RADIOACTIFS #1
Dans cette vidéo, j'introduis le sujet des déchets radioactifs. J'explique rapidement ma méthode et je donne quelques sources utiles. Je définis ensuite ce qu'est un déchet radioactif et j'oriente la vidéo vers les déchets dits de "haute activité" qui sont les plus dangereux. C'est l'occasion de rappeler la différence entre danger et risque qui est fondamentale pour bien comprendre cette question. Je m'intéresse ensuite à ce qu'il y a dans le combustible usé des centrales nucléaires et la façon dont on le gère. Après un entreposage obligatoire en piscine, le combustible usé est entièrement considéré comme un déchet radioactif dans certains pays (dont les États-Unis) avant d'être entreposé à sec. D'autres pays (dont la France) ont fait le choix de retraiter le combustible et donc de séparer les éléments les plus gênants (produits de fission et actinides mineurs) des éléments valorisables (uranium et plutonium).
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Comment réduire la toxicité des déchets radioactifs ?
⚡☢️🗑️ Peut-on faire disparaître les déchets radioactifs ? - DÉCHETS RADIOACTIFS #2
Dans cette seconde vidéo sur les déchets radioactifs, j'explique comment on essaye de réduire la radiotoxicité des déchets radioactifs. Je parle donc de la transmutation. La logique de la transmutation des déchets radioactifs est de modifier la structure de certains radionucléides pour les rendre moins dangereux. La transmutation a des avantages mais également des défauts qui limitent considérablement son usage aujourd'hui et questionne son usage à l'avenir (7:18). J'aborde notamment la transmutation par laser qui a beaucoup fait parler d'elle, malgré des applications limitées (9:18). Je me penche ensuite sur le MOx (14:50): ce combustible qu'on produit à partir du plutonium issu du retraitement et de l'uranium appauvri. C'est l'occasion de parler de l'utilisation potentielle du plutonium de retraitement dans des bombes nucléaires et des avantages environnementaux du MOx qui est, au final, une forme de recyclage partielle des déchets nucléaires. Enfin, je discute un peu de l'influence du futur du nucléaire (déploiement d'une quatrième génération ou arrêt du nucléaire) sur la question des déchets radioactifs (32:36) avant de conclure (38:24).
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Quels sont les différents types de déchets nucléaires et comment démanteler une centrale nucléaire ? (enjeux, coûts...)
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Dans cette troisième vidéo, on va s'intéresser à tous les déchets radioactifs ! Dans un premier temps (1:56), je vous parle des déchets radioactifs à vie très courte (avec une période radioactive de moins de 100 jours) qui sont majoritairement produits par le médical. Je vous parle ensuite (8:32) des déchets radioactifs de moyenne activité à vie longue qui posent des problèmes assez proches des déchets de haute activité dont on a parlé dans les deux dernières vidéos. Ces déchets sont radioactifs à cause du phénomène d'activation neutronique qui est aussi responsable de la radioactivité résiduelle dans les centrales nucléaires à l'arrêt. C'est donc l'occasion de vous parler du démantèlement des centrales nucléaires (15:00). Je vous explique comment on démantèle, quels sont les enjeux, les coûts... etc. Du coup, j'aborde deux autres catégories de déchets qui forment l'essentiel des déchets produits par le démantèlement des centrales nucléaires: les déchets de faible et moyenne à vie courte (25:00) et les déchets radioactifs de très faible activité (26:38). Après un passage par la dernière catégorie de déchets radioactifs, celle des déchets de faible activité à vie longue (39:18), il est temps de conclure (43:15).
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Dans cette quatrième vidéo sur les déchets radioactifs, je vous parle enfin du mode préférentielle pour la gestion à long terme (sur des dizaines de milliers d'années) des déchets radioactifs les plus dangereux: le stockage géologique profond. Après un résumé rapide des épisodes précédents, je rappelle la problématique: Comment s’assurer que la radioactivité des déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue ne présente pas de risques pour l’environnement et les sociétés humaines sur le long terme.
Je présente les principes généraux du stockage géologique profond avant d'exposer la fascinante anecdote des réacteurs naturels d'Oklo (10:28). Je me concentre ensuite le projet Cigéo: le projet français de stockage géologique profond (14:22). J'y aborde pleins d'aspects différents: refroidissement des colis (17:33), impacts des fuites de radionucléides (22:26) ou encore la question de la mémoire (24:42). Je prends aussi le temps d'expliquer l'impact de ce stockage sur les émissions de CO2 du nucléaire (32:40) et je touche quelques mots des opposants et de Greenpeace en particulier (35:39) avant de conclure (39:00).
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Alternatives au stockage géologique profond pour les déchets nucléaires
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Fossiles
Gaz, pétrole, gaz de schiste... comment tire-t-on parti des fossiles enfouis dans le sol ?
2 - Les énergies fossiles - Cours des Mines 2019 - Jancovici - [EN subtitles available]
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