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Nucléaire, batteries électriques... le rôle essentiel de l'eau

L’eau est une ressource indispensable pour plusieurs filiales énergétiques. Elle joue un rôle primordial dans le refroidissement des centrales nucléaires. Elle est également utilisée en grande quantité dans l’extraction du lithium composant les batteries électriques. La production d’hydrogène par électrolyse, même « vert » consomme un volume colossal d’eau. Cependant, les dérèglements climatiques et la sécheresse menacent de plus en plus cette ressource si précieuse pour notre autonomie énergétique mais surtout pour notre environnement. Retour sur ce rôle si important tenu par l’eau.
Par Actu énergie
19 Avr 2023

L’eau est une ressource naturelle précieuse et une source d’énergie importante, particulièrement pour la production électrique dans le cas de l’hydroélectricité. Elle représente une part importante de notre mix énergétique, jouant un rôle de régulateur pour assurer la fourniture d’électricité lors des pics de consommation.

Mais savez-vous que l’eau joue également un rôle majeur pour la production de certaines filiales énergétiques ?

Refroidissement des centrales nucléaires, extraction du lithium composant nos batteries électriques ou encore production d’hydrogène par électrolyse… l’eau est une ressource indispensable pour ces secteurs d’activité.

Utilisée pour le refroidissement des centrales nucléaires

Le refroidissement des centrales de production électrique nucléaire représente 31% de la consommation totale française.

En circuit ouvert, l'eau de refroidissement utilisée dans les centrales nucléaires est prélevée par pompage depuis un cours d’eau au débit suffisant ou directement dans la mer, d’où leur implantation proche de fleuves ou sur le littoral. Pour ce type de centrales, la quasi-totalité de cette eau est renvoyée à la source, mais à une température plus élevée. 98 % de l’eau prélevée par les centrales est restituée à l’environnement, les 2% restants sont consommés par évaporation atmosphérique à travers les tours aéroréfrigérantes. Le bilan de la consommation d’eau pour les 30 réacteurs concernés est environ de 5 à 10 % de la consommation de l’eau en France.

En circuit fermé, les prélèvements d’eau sont plus faibles, l’installation de la centrale peut se faire à proximité d’un cours d’eau à faible débit. L’eau va être refroidie au moyen d’une tour aéroréfrigérante, en revanche une grande partie de l’eau du circuit est rejetée dans l’atmosphère et donc consommée.

L’extraction du lithium très gourmande en eau

Le lithium est un élément clé composant les batteries des voitures électriques, censées décarboner nos transports et préserver la planète du changement climatique. Son extraction est cependant énergivore et consomme de très grandes quantités d'eau.

Pour extraire le lithium des roches, elles doivent dans un 1er temps être broyées. De l'eau est ensuite ajoutée pour former une pâte placée dans un réservoir où de l'air insufflé permet de séparer le lithium de la roche. Après filtration, la poudre de lithium obtenue doit encore raffinée : elle est chauffée à une température pouvant atteindre jusqu'à 1000°C, puis des produits chimiques et de l'eau sont ensuite ajoutés avant filtrage.

Ce processus d’une durée de 1 à 2 mois est très coûteux en raison de sa forte consommation énergétique et l'utilisation en grande quantité d'eau et de produits chimiques la rend peu respectueuse de l'environnement. De quoi remettre en cause l’utilisation du terme « écologique » accoudé aux véhicules électriques.

Des techniques alternatives sont en cours de développement pour extraire le lithium en utilisant des procédés comme le ferait un aimant, réduisant son empreinte environnementale. Des batteries à base de sodium ont également été conçues, un élément plus facilement exploitable.

9 litres d’eau pour 1 kg d’hydrogène vert !

L’hydrogène « vert » provient de l’électrolyse de l’eau, grâce à une électricité produite via des sources bas carbone, comme le nucléaire ou les énergies renouvelables.

Or si l’électricité est verte, la production de l’hydrogène n’en est pas pour autant écologique. En effet, il faut 9 litres d’eau pour pouvoir produire 1 kg d’hydrogène vert ! Un impact environnemental non négligeable.

Il existe un vrai dilemme, entre la volonté de produire de l’hydrogène non carboné à grande échelle pour notamment révolutionner le secteur des transports avec des batteries à hydrogène et la nécessaire préservation de l’eau, pour ne pas détruire notre environnement.

Produire de l’hydrogène vert par l’électrolyse de l’eau de mer pourrait être une solution. Elle représente une ressource presque infinie et est considérée comme un électrolyte naturel de base. Une véritable réserve presque inépuisable d’hydrogène vert et un impact environnemental réduit.

La hausse des températures menace l’environnement et la production énergétique

Les systèmes de refroidissement à circuit ouvert des centrales nucléaires génèrent une pollution thermique importante du fait de l'augmentation de température entre l’eau prélevée et l’eau restituée. La réglementation environnementale impose un débit et une température donnés du cours d’eau dans lequel l’eau est rejetée pour maintenir des conditions vivables pour la faune et la flore aquatiques, sans quoi l’activité serait un désastre écologique.

Or le dérèglement climatique a entraîné une hausse des températures et une sécheresse touchant nos cours d’eau. La production de nos centrales nucléaires s’en trouve alors directement impactée car de nombreux réacteurs ont dû réduire leur activité ou être mis à l’arrêt pendant des épisodes de sécheresse l’année dernière. Ces phénomènes de sécheresse et de canicule sont amenés à devenir très fréquents et constituent ainsi une sévère menace pour notre production d’électricité.

Un constat similaire pourrait être dressé concernant les projets de production d’hydrogène vert ou d’extraction de lithium en France. Les volumes d’eau nécessaires à ces activités étant considérables, des prélèvements dans nos cours d’eau en souffrance seraient une catastrophe pour l’environnement et les éco-systèmes.

 

L’eau est une ressource formidable qui joue un rôle majeur et très souvent insoupçonné dans la production énergétique. Les filiales énergétiques concernées doivent cependant prendre en compte le changement climatique et la sécheresse qui touchent notre monde afin d’adapter ou révolutionner leurs procédés et ainsi préserver cette ressource si précieuse pour notre monde.

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