Les turbines hydroélectriques sont de plus en plus exploitées pour répondre aux impératifs de la transition énergétique. Plus de hauteur de chute, plus de débit : la part de l’hydroélectricité augmentera dans le mix électrique et le phénomène de cavitation, une usure mécanique due aux contraintes exercée par l’eau, aussi. L’enjeu est de trouver des matériaux et revêtements pour résister à l’usure prématurée des turbines.

La cavitation est un phénomène qui affecte les turbines des centrales hydroélectriques. Il survient lorsque des bulles de vapeur se forment dans l’eau en raison de chutes soudaines de pression. Ce processus se produit principalement dans les zones où le débit est très élevé et la pression de l’eau peut descendre sous un certain seuil critique, notamment à proximité des pales de la turbine. L’eau passe de l’état liquide à vapeur et ces bulles, lorsqu’elles implosent, peuvent endommager la turbine.

Le débit et la hauteur de chute sont surtout responsables de l’apparition de la cavitation. Les sollicitations mécaniques augmenteront avec l’augmentation de ces deux critères qui caractérisent une centrale hydroélectrique. En effet, la transition énergétique augmentera le recours à l’hydroélectricité, déjà responsable de 12 % de la production électrique française en 2021.

Comment survient la cavitation

Ces formations de bulles peuvent se déplacer dans l’eau librement et, lorsqu’elles atteignent une région de l’eau où la pression est plus importante, elles implosent. C’est cette implosion qui pose problème. Elle crée un jet de liquide et des ondes de choc qui frappent les surfaces métalliques de la turbine. Avec le temps, ces micro-impacts provoquent une érosion des pales, abîmant le matériel et réduisant l’efficacité de la conversion de l’énergie. Piqures, fissurations, arrachement de matière : en plus des dommages mécaniques, la présence de bulles modifie l’écoulement de l’eau, ce qui perturbe la performance globale de la turbine.

Selon leur utilisation et leur qualité de fabrication, les turbines ne sont pas toutes sujettes à des phénomènes de cavitation destructeurs. À gauche, une roue de la STEP de Revin, mise au rebu après 40 ans de service, peu affectée. À droite, une micro-turbine fortement touchée / Images : Révolution Énergétique, Wikimedia.

Mieux connaître le phénomène pour adapter le matériel

Afin de mieux caractériser les dommages causés par le phénomène de cavitation, deux types d’essais sont réalisés en laboratoire. Le premier est le « tunnel d’essais ». Il permet d’accélérer l’eau à plusieurs dizaines de mètres par seconde pour engendrer la chute de pression et soumettre la turbine à ces contraintes. La seconde est vibratoire : l’envoi d’ultrasons dans l’eau fait chuter sa pression et des bulles se forment. L’érosion engendrée par ces deux processus est accélérée et permet de soumettre la turbine à toutes les détériorations : trous de forte profondeur et à basse fréquence (faible apparition temporelle et spatiale) pour le premier tunnel d’essai, faible profondeur et grande fréquence pour le test vibratoire.

Les matériaux fissurés sont analysés en surface grâce à un microscope électronique puis en volume grâce à une tomographie aux rayons X pour savoir ce qu’il s’y passe en son sein. Cela permet de tester différents matériaux et revêtements pour les turbines.

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L’Organisation non gouvernementale Oxfam France publie une étude dans laquelle elle dénonce les dérives des agrocarburants. Ces derniers proviendraient à « 86 % de cultures qui rentrent directement en compétition avec les cultures alimentaires » et dont le soutien de l’Union européenne (UE) serait encore trop marqué.

Depuis deux décennies, l’Union européenne (UE) mise grandement sur les agrocarburants pour répondre aux enjeux climatiques en réduisant les émissions de gaz à effet de serre. Cependant, comme le souligne un rapport publié par Oxfam daté de septembre 2024, cette solution se révèlerait bien plus nocive que bénéfique. En dépit de son étiquette « verte », la production d’agrocarburants aurait des effets désastreux sur l’environnement, la sécurité alimentaire mondiale et les droits humains. En 2020, sur les 47 milliards de litres de carburants consommés dans le pays, 4 milliards étaient des biocarburants. Un autre chiffre : 15 % des huiles végétales produites dans le monde sont aujourd’hui destinées aux carburants.

Le rapport met en avant un constat alarmant : en tenant compte des émissions liées aux changements d’affectation des sols, notamment la déforestation, les agrocarburants produits à partir d’huiles végétales comme le soja, le colza et l’huile de palme émettent davantage de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles. En 2022, le biodiesel issu de ces matières premières a généré 17 % d’émissions de plus que le diesel fossile, un paradoxe pour ce qui était initialement présenté comme une solution climatique. Les États membres de l’UE pourraient aller plus loin en réduisant le plafond sur les biocarburants de première génération pour alléger la pression exercée sur l’environnement.

Un impact direct sur la sécurité alimentaire

Au-delà des impacts climatiques, la production d’agrocarburants exerce une pression croissante sur les ressources agricoles, déjà mises sous grande tension avec la crise alimentaire mondiale. En 2022, 783 millions de personnes étaient confrontées à la faim, et, dans le même temps, l’Europe continuait d’utiliser des champs pour faire rouler ses voitures. Le rapport estime que les cultures utilisées pour les agrocarburants auraient pu nourrir 1,6 milliard de personnes si elles avaient été destinées à la consommation humaine.

L’utilisation de ces cultures vivrières pour la production de carburant contribue à une hausse des prix alimentaires, fragilisant les populations les plus vulnérables. L’huile végétale a, par exemple, doublé de prix entre 2020 et 2021. Oxfam souligne que la demande croissante en agrocarburants alimente la volatilité des prix agricoles, aggravant l’insécurité alimentaire, notamment dans les pays à faible revenu, déjà durement frappés par l’inflation. Les agrocarburants ne font pas que déplacer la production alimentaire, ils favorisent aussi l’accaparement des terres au détriment des communautés locales, compromettant leur subsistance et exacerbant les inégalités sociales.

Timothy Searchinger, chercheur à l’université de Princeton (États-Unis) et spécialiste reconnu des biocarburants, se félicite de « l’excellence et la crédibilité » du rapport d’Oxfam auprès du journal Le Monde. Selon le scientifique, « ce ne sont pas juste les biocarburants issus d’huile de soja ou d’huile de palme qu’il faut interdire, mais tous types d’agrocarburants à base d’huiles végétales ». Car tous les marchés sont liés : « lorsque l’usage de biodiesel issu d’huile de colza augmente en Europe, cela accroît les importations d’autres types d’huiles, y compris d’huile de palme. » Un exemple criant : les huiles de cuisson usagées valent aujourd’hui plus cher que les huiles vierges avec la demande croissante de l’aviation.

Une solution loin d’être durable

Les critiques ne se limitent pas aux impacts écologiques ou alimentaires. De graves violations des droits humains sont également rapportées dans les plantations destinées aux agrocarburants. Le rapport cite des exemples d’accaparement de terres, de travail forcé, de violations des droits des femmes et de précarisation des conditions de travail dans certaines chaînes d’approvisionnement, notamment en Amérique latine. Oxfam recommande à l’UE l’abandon progressif des agrocarburants issus de cultures vivrières et l’investissement dans les énergies renouvelables.

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L’entreprise est en grande difficulté depuis son rachat en 2012 par Électricité de France (EDF). Alors qu’une lutte acharnée contre l’inondation du marché photovoltaïque par la Chine la fait vaciller, la voilà engagée dans un rachat par la startup Carbon.

En 2021, l’arrivée des méga usines, les « gigafactories », célébrées en grande pompe à l’Élysée, pouvait menacer les producteurs français de panneaux solaires. Déjà bien installé, Photowatt et ses 170 salariés craignaient d’être pris entre le marteau et l’enclume : la baisse des prix induite par la concurrence chinoise et les gigafactories venues la contrer par la production de masse.

À peine achetée en 2012 par la filière renouvelable d’EDF, la maison mère cherchait un repreneur pour Photowatt. Il est le seul fabricant de lingots de silicium français, et ne produit plus aujourd’hui que des wafers et assemble des panneaux. Le rachat avait été orchestré par Nicolas Sarkozy, en pleine campagne de présidentielle. Ce coup avait été dénoncé par son rival d’antan, François Hollande.

La startup Carbon en lice pour le rachat

EDF peine depuis des années à redresser Photowatt. Dotée d’une capacité de production annuelle de 250 mégawatts (MW), la startup du sud de la France Carbon s’est proposée pour la racheter l’entreprise installée à Bourgoin-Jallieu en Isère.

Carbon et EDF Renouvelables, une filiale à 100 % d’EDF, « sont parvenus à un projet d’accord pour la cession de Photowatt», lequel projet « prévoit le maintien de l’emploi sur le site de Bourgoin-Jallieu », a indiqué Carbon. « L’objectif, c’est d’assurer la croissance de Photowatt sur le long terme et de pérenniser l’expertise », sans pouvoir donner plus de détails avant que les salariés ne soient informés. Côté EDF, pas plus de détails n’a été donné à la presse. L’entreprise renationalisée tiendra Conseil social et économique (CSE) le 19 septembre, lequel dessinera les contours de la vente.

Des salariés inquiets

Cédric Thuderoz, coordinateur régional de la CGT Énergie est inquiet. Intégrer Carbon représente un saut dans l’inconnu. D’abord, concernant la production, l’échelle n’a rien à voir. 250 MW pour Photowatt contre une ambition de 20 000 MW pour Carbon d’ici 2030. EDF, fort de sa nationalisation, laisse sa filiale à une startup dont la même source, doute des capacités à lever les 1,4 milliard d’euros pour sa gigafactory.

Autre symbole de la dissymétrie dans le rachat : EDF finance « en grande partie » l’opération de reprise pour adapter le site, « car Carbon n’en a pas les moyens ». Les salariés considèrent qu’EDF « cherche à soigner son image en déléguant la fermeture de Photowatt à un tiers ».  Alors que le siège et le plus grand site de production de Carbon se situeront à Fos-sur-mer, le futur nous dira où le centre de gravité se déplacera, anéantissant ou conservant Photowatt.

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Les Émirats arabes unis (EAU) ont franchi une étape historique en annonçant la mise en service complète de la centrale nucléaire de Barakah. Située à l’ouest d’Abu Dhabi, cette centrale est désormais pleinement opérationnelle après l’activation de son quatrième réacteur.

Avec une production annuelle de 40 TWh d’électricité, Barakah couvrira jusqu’à 25 % des besoins en énergie des Émirats, pays traditionnellement dépendant de ses réserves pétrolières. Ce projet, d’une valeur de 24,4 milliards de dollars, avait lancé ses activités en 2020 et commercialisé ses premiers mégawattheures en 2021. L’État fédéral compte sept émirats pour une population de 9,3 millions d’habitants, dont environ 80 % d’expatriés. Les besoins en électricité ne cessent d’y augmenter à mesure que les étés caniculaires s’intensifient.

La centrale de Barakah a permis aux EAU de devenir le premier pays du monde arabe à se doter d’une centrale électronucléaire. Si l’Iran avait déjà pris les devants dans la région, l’Arabie saoudite aspirait également à rejoindre ce cercle fermé en s’équipant de ses propres infrastructures nucléaires.

Un pilier de la transition énergétique aux Émirats arabes unis

Les Émirats, malgré leur rôle de premier plan dans l’exportation mondiale de pétrole, affichent leur volonté de diversifier leur mix énergétique. Outre le nucléaire, ils investissent dans les énergies renouvelables, une démarche soutenue par des engagements pris lors de la Conférence des Nations unies sur le climat (COP28) qui s’est tenue l’année dernière dans le pays.

La production électrique de Barakah n’alimentera pas uniquement les foyers, mais jouera aussi un rôle dans l’économie industrielle des Émirats. Abu Dhabi National Oil Company (ADNOC), Emirates Steel et Emirates Global Aluminium sont parmi les grandes entreprises qui bénéficieront de cette nouvelle source d’énergie pilotable et décarbonée.

Des enjeux géopolitiques à surveiller

Le programme nucléaire émirati reste purement civil, insistent les autorités du pays. Elles assurent qu’il ne contient aucun volet militaire, dans un contexte de tensions régionales accrues. « Les Émirats restent attachés aux normes les plus élevées de sécurité et de non-prolifération nucléaires ainsi qu’à une coopération solide et continue avec l’AIEA et les partenaires nationaux et internationaux », avait souligné en février Hamad Alkaabi, le représentant des EAU auprès de l’Agence internationale de l’énergie atomique. Toutefois, la centrale de Barakah, séparée des côtes iraniennes seulement par les eaux du Golfe, suscite des inquiétudes chez certains voisins comme le Qatar, qui la considère comme une menace potentielle pour la paix régionale. Abou Dhabi est en froid diplomatique avec le Qatar, avec lequel il n’entretient plus de relations officielles depuis juin 2017.

La production de la centrale nucléaire de Barakah peut être suivie en temps réel sur le site de l’Agence émiratie de l’énergie nucléaire.

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