"LA CULTURE EN PARTAGE" avec
Frédéric MORIN architecte-conférencier

Comment protéger nos actuelles habitations et lieux de vie existants de l'inéluctable augmentation de la chaleur estivale à venir, pour maintenir notre perception personnelle du confort avec des moyens individuels, avec des moyens économes en énergie comme en finances ?
Comment protéger en été sans pour autant réduire les apports solaires hivernaux qui nous sont utiles pour diminuer nos factures énergétiques et financières ?
Voici quelques aménagements que vous pouvez réaliser chez vous à votre choix, à votre rythme et en fonction de vos capacités financières, sans aucune injonction morale : vous faites bien comme vous pouvez et voulez en fonction de votre perception personnelle du confort !

7) produire localement de l'électricité sans avoir besoin d'une source froide = PHOTOVOLTAÏQUE DOMESTIQUE D'AUTOCONSOMMATION !

=> militer pour extraire les panneaux solaires (thermiques comme photovoltaïques) de la « compétence » de l'ABF comme de « France Nature Environnement »
=> autoconsommation sans revente type SolarCoop (+ projet Dwatt parking "gare SNCF" à Saillans)
=> ombrières photovoltaïques sur parkings (cf. Casino de Crest)
=> ombrières photovoltaïques protégeant des cultures (= "agrivoltaïque" cf. à Piolenc)
=> photovoltaïque flottant sur étangs de stockage (cf. à Piolenc)


PRODUIRE DE L'ELECTRICITE SANS SOURCE FROIDE = CAPTEURS PHOTOVOLTAÏQUES.

Schéma de principe d'une cellule photovoltaique : les photons solaires sont transformés en différence de potentiel entre la face ensoleillée et celle à l'ombre :


La puissance du rayonnement solaire circulant dans l'espace dans l'environnement orbital de la Terre est de l'ordre de 1.370 watts par mètre-carré perpendiculaire au rayon solaire.
Du fait de la réverbération de l'atmosphère d'une part et des pertes de transmission durant la traversée de l'atmosphère du fait de la vapeur d'eau, des poussières et des aérosols, la puissance instantanée reçue sur Terre lorsque le soleil brille est de l'ordre de 1.000 watts par mètre-carré perpendiculaire au soleil.

Mais lorsque les brouillards ou nuages se forment ou se font plus épais, alors la puissance isntantanée reçue tombe rapidement à 500 W/m² ou 250 W/m² voire même pas grand chose lorsqu'il pleut, même si un rayonnement diffus nous éclaire.
On comprend ainsi mieux la différence entre :
1 - la puissance instantanée (et non pas l'énergie qui est une puissance multipliée par du temps) solaire incidente au sol lorsque le soleil brille dans un ciel dégagé et transparent ;
On voit bien que la puissance diminue avec l'ennuagement, mais il en reste toujours un peu puisque nous continuons à voir de jour grâce à elle. La puissance solaire dans le vide d'environ 1.370 W/m² est réduite par l'atmosphère à environ 1.000 W/m² par ciel limpide et à moins de 250 W/m² par ciel nuageux ;
2 - la puissance maximale instantanée délivrée par un capteur photovoltaïque = AAA Watts-crête spécifiée par le constructeur, puissance éventuellement obtenue lorsque la surface de celui-ci est exactement perpendiculaire aux rayons du soleil direct (ce qui est rare, pour finir, de plus AAA ne peut absolument pas atteindre 1.000 W/m²) ;
3 - la puissance instantanée délivrée par le capteur photovoltaïque = BBB Watts à tout moment de la journée, y compris en cas d'éclairage diffus au travers des nuages ; c'est l'indication affichée par une prise de comptage habituellement fournie par le "constructeur" des panneaux ;
4 - la quantité d'énergie délivrée pendant un temps X par un capteur photovoltaïque = CCC kiloWattsheure. C'est l'indication délivrée par la prise de comptage habituellement fournie par le constructeur des panneaux en actionnant le bouton ad-hoc.

Tout naturellement, les puissance et énergie constatées dépendent de l'orientation de la surface réceptrice et de son inclinaison au-dessus de l'horizon. Ici encore, le site de l'UCL de Louvain en Belgique https://energieplus-lesite.be/theories/climat8/ensoleillement-d8/ délivre de précieuses indications :


Paire de panneaux photovoltaïques de 375 Wcrète chacun = 750 Wc au total, avec onduleur arrière destiné à l'alimentation directe en autoconsommation d'une habitation via un simple branchement sur une prise électrique extérieure. Déclaration de production sans revente à ENEDIS en-dessous de 3 kWc, pas de déclaration de travaux ni Permis de Constrire si installation posée au sol.
Voilà comment couvrir une partie du socle incompressible de ses consommations électriques (réfrigérateur-congélateur, informatique, une partie de l'éclairage si LED, ventilation voire pompe-à-chaleur réversible = climatisation en été) :


Pour se faire une idée sur cette filière dans une version militante plutôt que commerciale, voir :
https://www.solarcoop.fr/

En octobre 2022, la pose de 2 paires de panneaux photovoltaïques de 375 W crète chacun = 1500 Wc au total, avec 2 onduleurs en faces arrières, est destinée à l'alimentation directe en autoconsommation de mon habitation à Saillans.
Achetée auprès de SolarCoop, cette petite installation couvre effectivement une part significative de la consommation diurne et verse un excédent de production sur le réseau ENEDIS/EDF dès que le soleil brille, sauf lorsque le cumulus alimenté via une horloge au milieu des heures creuses diurnes se déclanche.
En période hivernale, seule la consommation de la pompe à chaleur est couverte (outre 2 frigos et le "socle de consommation" de l'électronique), mais pas celle des radiateurs électriques radiants :

Pour augmenter l'efficacité du dispositif lorsqu'on bénéficie du tarif heures-pleines/heures-creuses, il convient de réfléchir au moment où l'on lance ses gros consommateurs que sont les lave-linge et lave-vaisselle, au moment où l'on repasse son linge, et à la manière de commander la mise en route automatique de son chauffe-eau électrique, avec une horloge de tableau électrique plutôt qu'avec le classique contacteur jour-nuit (qui lui peut être utilement conservé pour les lessives ou la vaisselle)...
La mesure de l'évolution des consommations grâce au compteur linky montre que la rentabilité économique de ces installations photovoltaïques domestiques décevra ceux qui n'ont que cet aspect-là en tête. Il faut un brin de militantisme pour re réjouir de donner à EDF/ENEDIS son excédent de production...

De toute évidence, le plus intéressant (économiquement et éthiquement parlant) est la couverture photovoltaïque du besoin estival en climatisation, lequel besoin est spécifiquement corrélé à un fort ensoleillement !

Si on trouvait une source de chaleur autre que le soleil pour chauffer l'eau de nos centrales de production d'électricité (les hydrocarbures fossiles sont des produits de la photosynthèse), il serait néanmoins judicieux de trouver aussi un moyen de conserver froide la source froide qu'est le milieu terrestre dans lequel nous vivons... (et d'autres espèces animales et végétales aussi) ! Vous trouverez beaucoup plus bas dans cette page des points de vue peu orthodoxes mais très sérieusement documentés et argumentés...

Dans la vallée de la Drôme où la bien-pensance dominante combat les supermarchés, il faut remarquer les ombrières photovoltaïques du supermarché Casino de Crest qui abritent du soleil les véhicules des clients :

Les clients sont-ils vraiment maltraités comme il est d'usage de l'affirmer haut et (très) fort dans la région ?

La sous-face de ces ombrières photovoltaïques se reflètent sur le pare-brise d'une voiture stationnée à l'ombre :

Ces ombrières cumulant autour de 250.000 W-crête défigurent-elles vraiment le paysage ?

Un peu plus haut dans la vallée de la Drôme à Aouste, la société DMD Industrie a fait installer des panneaux photovoltaïques orientables qui suivent la course du soleil :

Les terres agricoles sont précieuses et finissent par se raréfier. L'installation d'ombrières photovoltaïques en hauteur suffisante pour le passage des engins réduit l'ensoleillement souvent excessif dans le Midi de la France et réduit corrélativement le stress hydrique estival sans oblitérer la ressource en eau : ici le Domaine Nidolères dans le Roussillon en 2018. Certains qualifient ces pratiques de « agri-voltaïque » :


Des expériences semblables ont été conduites à Piolenc (84) en 2019 :

À Piolenc également, la première centrale photovoltaïque flottante de France a été inaugurée en octobre 2019. Sans consommation de terre agricole, cette centrale développe 47.000 panneaux photovoltaïques développant 17 hectares, pour une puissance de 17 Méga-W-crête et un investissement de 17.300.000 Euros :



Cette réalisation offre l'exemple d'une intelligente économie des terres agricoles conjuguée à la limitation de l'évaporation de la ressource en eau. Il n'y a pas de combustible à renouveller ni stocker, pas de déchet d'exploitation ni de risque susceptible d'engager la sécurité des populations civiles...

Lorsqu'ils sont installés à une hauteur suffisante (en pas seulement dans des garrigues méridionnales), ces panneaux solaires photovoltaïques sont-ils vraiment destructeurs de terres agricoles ou bien au contraire ne permettraient-ils pas une meilleure exploitation en limitant les apports solaires qui grillent les végétaux ? Sont-ils vraiment incompatibles avec le pastoralisme ou bien ne faciliteraient-ils pas la repousse de l'herbe ?

« Quand on sait, ça évite de réfléchir... » (aphorisme prêté à "Les Soulèvements de la Terre")

Plutôt que d'avoir tenté de diversifier la Recherche et Développement dans des dispositifs décentralisés de production d'énergie décarbonée et renouvelables tels que ci-dessus, est-on aujourd'hui vraiment certain d'avoir bien fait de consacrer l'essentiel des investissements financiers et intellectuels officiels de la Nation dans des dispositifs centralisés qui accumulent à la fois les sur-coûts (de 3,3 Mds d'Euros à 12,4 Mds d'Euros portés à 13,2 Mds en décembre 2022) et les retards de démarage qui atteignent désormais 12 ans avec une mise en route repoussée à mi-2024 ? N'a-t-on pas investi dans des dispositifs qui s'avérent aussi capricieux qu'une star du Show-Bizz ?

N'est-ce pas là une nouvelle boîte de Pandore ?
« Faire émerger le nucléaire de petite taille » : est-ce vraiment utile ?



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Par comparaison avec cette simplicité au moins apparente des capteurs solaires photovoltaïques aujourd'hui disponibles y compris pour le grand public qui peut ainsi gagner son indépendance énergétique, voici le schéma de fonctionnement du travail une machine thermique ditherme, entre une source chaude chauffée par du combustible et une source froide vers laquelle se dirige la chaleur dégagée par la combustion dudit combustible : c'est une différence de potentiel :

Une partie seulement de cette différence de potentiel peut être transformée en « travail », c'est-à-dire en mouvement, par exemple faire bouger une locomotive ou faire tourner une turbine à vapeur lorsque cette vapeur s'échappe vers la source froide (différence de potentiel). Cette turbine animera un alternateur qui va créer entre ses pôles une différence de potentiel électrique. Cette électricité est distribuée par des câbles (avec des perte en ligne liées au réchauffement des câbles) vers les utilisateurs finaux de cette différence de potentiel thermique devenu électrique :

L'énergie finalement consommée par l'utilisateur finale au bout de la ligne est nettement inférieure à la chaleur transférée par le combustible initial à la source froide qu'est le milieu dans lequel est implanté la première machine à vapeur :

Voilà comment la température de la source froide de n'importe laquelle des centrales de production d'électricité, nucléaire ou pas, est maintenue à un niveau « acceptable » : par transfert de sa chaleur dans l'atmosphère par des tours dites « Tours Aéro-Réfrigérantes » qui évaporent de l'eau comme ici à Cruas :

Voici comment ça fonctionne :
Comme toutes les matières, l'eau peut changer de phase pour passer de l'état solide, = la glace, à l'eau liquide entre 0°C et 100°C ou à l'état gazeux = vapeur au-dessus de 100°C si on augmente la pression : c'est la variation d'enthalpie. Ces changements de phases s'accompagnent d'absorption ou de dégagement de chaleur beaucoup plus importants que le simple réchauffement sans changement d'état ou de phase. La variation d'enthalpie génère un réchauffement lorsque la vapeur d'eau se condense ou à l'inverse un refroidissement lorsque le corps passe de l'état liquide à l'état gazeux.
Ainsi, 93 Wh sont nécessaires pour chauffer 1 litre d'eau de 20°C à 99°C, mais le passage de l'état liquide de 99,99°C à 100°C consommera 625 Wh. Cette énergie est apportée par une flamme sous une casserole, ou bien elle est prélevée dans le milieu ambiant lorsqu'une surface d'eau s'évapore :

Il arrive que la température locale monte un peu trop et inquiète les autorités qui envisagent les remèdes appropriés. Faut-il arrêter la production d'électricité ou bien relever le niveau des plafonds réglemntaires des températures à ne pas dépasser ? :

Ce graphique des variations d'enthalpies ci-dessus dit aussi qu'à l'inverse, la condensation de la quantité de vapeur d'eau nécessaire à produire 1 litre d'eau de pluie dégage 625 Wh dans l'atmosphère : c'est l'une des conséquence du principe de « Conservation de l'Energie » de la thermodynamique.
Peut-on vraiment affirmer que la production d'électricité par les centrales thermiques maintenues à bonne température par leurs Tours Aéro-Réfrigérantes évaporant l'eau des fleuves ne réchauffe pas l'atmosphère de la planète ?
Question subsidiaire : quid de la classification en « équivalement CO2 » de la vapeur d'eau parmi les différents gaz à effet de serre, alors que ladite vapeur d'eau participe déjà de 60 à 75% de l'effet de serre sur la Terre ?
Voici ce qui se passe à l'échelle de la planète :

Comme la production d'électricité à la surface de la Terre est constante, 24 heures sur 24, la vapeur d'eau dégagée par le refroidissement est constamment renouvellée. Il est illusoire (pour ne pas employer un autre mot plus fâcheux) de d'abriter derrière le fait que la vapeur d'eau n'a une durée de vie dans l'atmosphère que de 10 jours environ pour balayer l'impact de la production humaine de vapeur d'eau parmi les gaz à effet de serre. Ce qui est perdu un jour est instantanément remplacé. Parmi les différents gaz à effet de serre, la vapeur d'eau compte pour 60% de leur efficacité pour l'ensemble de la planète avant qu'elle ne se condense en nuages ce qui porte alors son intervention totale dans l'effet de serre entre 75% et 90% localement :

Voici la comparaison des effets des différents gaz à effet de serre sur la transmission des rayonnements dans l'atmosphère, à la réception comme à l'émission. La vapeur d'eau est transparente au rayonnement visible (sauf les nuages...) et enferme sur la planète avec efficacité les infrarouges :

L'essentiel de la production d'électricité à la surface de la Terre est assurée par des centrales thermiques classiques « à flamme » qui consomment des hydrocarbures fossiles : la proportion est de l'ordre de 62% à 63% :

En absorbant de l'oxygène, la combustion des hydrocarbures (molécules de type CH4 = méthane) dégage non seulement de la chaleur (ce qui est le but pour transformer l'eau en vapeur d'eau) mais aussi du CO2 qui est issu de la combinaison des atomes de carbone avec les oxygènes apportés par l'air. Même le fameux « Gaz Naturel ») produit du CO2, ce qui oblitère grandement les performances écologiques des véhicules électriques lorsque leur carburant effectif est pour finir du gaz, du pétrole ou du charbon.
La combustion de n'importe-quel hydrocarbure, fût-il renouvelable, dégage également de la vapeur d'eau, issue de la combinaison des atomes d'hydrogène du combustible avec les oxygènes indispensables à la combustion.

On peut donc affirmer que l'électricité issue des centrales thermiques traditionnelles chauffe déjà deux fois : une première fois par la combustion de l'hydrocarbure (serait-il renouvelable que cela ne changerait rien) et la deuxième fois pour maintenir froide la source froide de la machine ditherme au sens de la thermodynamique.
On peut encore étudier la succession des rendements de Carnot à l'occasion des différentes transformations. La turbine à gaz naturel (dont le prix de fabrication du kWh électrique sert de référence à l'établissement du prix des échanges énergétiques dans la CEE) a un rendement maximal de 35% (cf. ENGIE = https://www.engie.com/activites/thermique/centrales-thermiques + Wikipedia = https://fr.wikipedia.org/wiki/Perte_en_ligne_(électricité)) si elle n'est pas couplée à de la co-génération thermique. L'alternateur animé par toutes les turbines a un rendement de 92%. Les pertes en lignes Très Haute Tension et Haute Tension sont estimées à 6% par RTE. Les pertes de Moyenne Tension (20.000 V) et Basse Tension (400-240 V) sont estimées à 12% par ENEDIS.

Tous les consommateurs électriques d'une maison, par exemple un réfrigérateur ou un radiateur électrique, sont ainsi alimentés par un process qui délivre entre 26 % et 27 % de l'énergie dégagée par le gaz naturel initialement brûlé. Ainsi, la consommation par un radiateur électrique de 1.000 Wh mobilisera la consommation de la turbine à gaz naturel à hauteur de 3.700 Wh en dégageant la dispersion par la turbine dans l'atmosphère de 3.700 W x (1-35%) = 2.400 Wh et ce même si ce gaz naturel est renouvelable (= bio-masse).

LA CHALEUR DEGAGEE PAR UN CHAUFFAGE ELECTRIQUE DANS UN QUELCONQUE INTERIEUR S'ACCOMPAGNE D'UN DEGAGEMENT AU MOINS DOUBLE DE CHALEUR, et plutôt triple, AU NIVEAU DE L'INSTALLATION THERMIQUE (nucléaire ou conventionnelle) DE PRODUCTION DE L'ELECTRICITE.
Pour ce qui est des centrales nucléaires, Wikipedia indique le rendement global à la sortie des alternateurs = puissance électrique nette sur puissance thermique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucléaire_de_Flamanville. Les réacteurs à eau pressurisée (EPR-2ème génération) affichent un rendement de 1330 MW-électriques / 3817 MW-thermiques = 34,8 % , soit un rendement légèrement supérieur à celui des centrales à gaz classiques (= 32% à la sortie de l'alternateur).
Les pertes en lignes Très Haute Tension et Haute Tension sont estimées à 6% par RTE.
Les pertes de Moyenne Tension (20.000 V) et Basse Tension (400-240 V) sont estimées à 12% par ENEDIS.

La puissance délivrée au compteur domestique n'est que de 28,7% de la chaleur dégagée par une centrale nucléaire récente.

L'EPR-3 de Flamanville devrait délivrer 1630 MW-électriques / 4300 MW-thermiques = 37,9% lorsqu'il sera en activité...

Les Diagnostics de Performances Energétiques (DPE) des logements sanctionnent le fait que l'élecricité effectivement consommée et facturée correspond à une consommation d'énergie primaire triple de celle constatée dans le logement.

Pourquoi donc ce qui est officiellement affirmé pour les maisons se trouve factuellement oublié pour les véhicules ?

La charge de la batterie d'une voiture électrique n'est pas plus indolore sur le réchauffement climatique.
Le moteur de la voiture ne délivre que 85% de l'énergie accumulée par la batterie. En conséquence, l'énergie motrice appliquée au roulage d'une voiture électrique n'est que de 22 à 24 % de l'énergie utilisée pour fabriquer l'électricité avec une turbine à gaz naturel... qui dégage de la vapeur d'eau et du CO2 en brûlant.
Il faut malheureusement constater que la recharge de la batterie d'une petite voiture par une centrale thermique moderne au Gaz Naturel (= turbine à gaz) rejette environ 120 gr de CO2 par kilomètre parcouru par ladite petite voiture électrique :

Notre (petite) voiture diesel consomme un peu moins de 4 litres de gazole aux 100 km (consommation mesurée) = des dégagements thermiques de 43 kWh/100km du fait de la combustion du gazole et de CO2 inférieurs à 100 gr/km (données officielles).

Sauf si son électricité est exclusivement hydroélectrique, photovoltaïque ou éolienne, une petite voiture électrique type Renault Zoé, consommant théoriquement 15 kWh/100km, consomme en fait, par le biais de la remontée de la chaine des rendements en cascade, plus de 60 kWh/100km d'énergie primaire pour fabriquer "son" électricité et réchauffe donc l'environnement environ 50% de plus que notre diesel même si "son" électricité est nucléaire (43 kWh de gazole + 50% = 64,5 kWh).
De plus, si son électricité est classiquement thermique (ce qui survient nécessairement souvent dans la situation présente de carence de nombreux réacteurs nucléaires français) alors cette Zoé dégage en plus 100 gr/km de vapeur d'eau (10,10kg/100km) et 120 gr/km de CO2 (12,34kg/100km) de par la combustion des hydrocarbures, qu'ils soient fossiles ou "renouvelables".

Que se passe-t-il dans les (nombreux) pays où la production d'électricité est très très loin d'être décarbonée ?
N'est-ce pas scandaleux d'y promouvoir les véhicules électriques ?

Les experts savent que les voitures électriques sont vertueuses... mais ils ne prennent pas la peine de vérifier dans quelles conditions elles pourraient éventuellement l'être.

Est-on vraiment certain que le vélo électrique ne réchauffe pas la planète bien davantage que le cycliste qui aurait transpiré à pédaler ?


Si on trouvait une source de chaleur autre que le soleil pour chauffer l'eau de nos centrales de production d'électricité, il serait de bon ton de trouver aussi un moyen de conserver froide la source froide qu'est le milieu terrestre dans lequel nous vivons...(et d'autres espèces vivantes aussi) !

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Vous pouvez continuer à voir comment protéger nos actuelles habitations et lieux de vie existants de l'inéluctable augmentation de la chaleur estivale à venir, pour maintenir notre perception personnelle du confort avec des moyens individuels, avec des moyens économes en énergie comme en finances.
Protéger en été sans pour autant réduire les apports solaires hivernaux qui nous sont utiles pour diminuer nos factures énergétiques et financières.

1) renvoyer le maximum de lumière hors de l'atmosphère terrestre


2) protéger ses espaces de vie du soleil direct d'été tout en bénéficiant de celui d'hiver en créant des espaces tampons périphériques utilisables (= terrasse d'été ou d'hiver y compris en toiture) ou non utilisables (= doubles-peaux verticales ou horizontales en toiture) :


3) assurer le rafraîchissement nocturne par la ventilation naturelle (ou assistée par un extracteur en toiture au fonctionnement programmable par une simple prise avec horloge)


4) climatiser "naturellement" = en réduisant la consommation énergétique :


5) stocker la (de plus en plus rare) eau de pluie pour ralentir le cycle de l'eau (les stockages d'eau de pluie ne sont pas concernés par les A.P. d'interdiction d'arrosage en cas de Crise)


6) capturer la (de plus en plus rare) eau de pluie ou plutôt d'orage une fois qu'on sait la stocker


7) produire localement de l'électricité sans avoir besoin d'une source froide = PHOTOVOLTAÏQUE DOMESTIQUE D'AUTOCONSOMMATION !

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