estia-1a/EnjeuxSocioEco/TD3.md

![[2025-10 ESTIA TD Energie Climat ING1 A.pdf#page=4]]

### 1) Puissance totale – Fruges vs. Gravelines

- **Parc(s) éolien(s) de Fruges** : 70 éoliennes. La fiche technique de l’éolienne du parc indique **2,3 MW** nominaux →  
    $(P_\text{Fruges} = 70 \times 2{,}3 = \mathbf{161\ MW})$.

- **CNPE de Gravelines** : 6 réacteurs de **900 MW** chacun →  
    $(P_\text{Gravelines} = 6 \times 900 = \mathbf{5,400\ MW})$.


---

### 2) Nombre d’éoliennes pour égaler la puissance de Gravelines

- Avec des machines **2 MW** : $(5,400 / 2 = \mathbf{2,700})$ éoliennes.
    
- Avec des machines **15 MW** : $(5,400 / 15 = \mathbf{360})$ éoliennes.
    

---

### 3) Nombre d’éoliennes pour égaler la **production annuelle** (CF 85 % vs 45 %)

Hypothèses demandées : **nucléaire CF = 85 %**, **éolien offshore CF = 45 %**.  
On égalise l’énergie annuelle :   
$N = \frac{P_\text{nuke}\times CF_\text{nuke}}{P_\text{turbine}\times CF_\text{wind}}$  

- **Turbine 2 MW** : $(N = \frac{5,400 \times 0{,}85}{2 \times 0{,}45} \approx \mathbf{5,100})$ éoliennes.
    
- **Turbine 15 MW** : $(N = \frac{5,400 \times 0{,}85}{15 \times 0{,}45} \approx \mathbf{680})$ éoliennes.
    

> Vérif énergie annuelle de Gravelines (ordre de grandeur) : (5{,}4\ \text{GW} \times 8,760\ \text{h} \times 0{,}85 \approx \mathbf{40,2\ TWh/an}). (cohérent avec les historiques publics) ([Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Gravelines_Nuclear_Power_Station?utm_source=chatgpt.com "Gravelines Nuclear Power Station"))

---

### 4) Limites et proposition pour un remplacement 100 % éolien

- **Limites** de l’équivalence par facteur de charge :
    
    - Le **CF éolien est subi** (dépend du vent, variable, corrélé régionalement), donc la **puissance garantie** et l’**adéquation instantanée** ne sont pas assurées.
        
    - Besoin de **réserves**, **stockage**, **flexibilité de la demande**, **renforcement réseau** et **pilotage** pour passer les creux de production.
        
    - Le **CF nucléaire est choisi** au sens où l’outil est **pilotable** : on peut décider quand produire (modulation/arrêts planifiés), indépendamment de la météo.
        
- **Feuille de route 100 % éolien** (idée de mix et d’infrastructures) :
    
    - **Surdimensionnement** de la capacité éolienne (overbuild) par rapport à la moyenne nécessaire.
        
    - **Stockages** multi-échelles : batteries (intra-jour), **STEP** et **hydrogène**/PtX (inter-journalier à saisonnier).
        
    - **Flexibilité** (effacement industriel, pilotage conso, tarification dynamique), **réseaux** (renforcement, interconnexions), et **backup** pilotable bas-carbone transitoire si nécessaire.
        
    - **Diversification géographique** et **technologique** (onshore + offshore, couplage avec solaire) pour lisser la variabilité.
        
 
---

### 5) Comparaison d’empreinte CO₂ annuelle (à **100 % de CF** pour simplifier)

À puissance installée identique (**5,4 GW**), l’énergie annuelle serait (5{,}4 \times 8,760 = \mathbf{47{,}3\ TWh}). Les émissions annuelles dépendent alors des **facteurs ACV** (gCO₂e/kWh) :

- **Nucléaire (France/Europe, ACV)** : ~**5,5–6 gCO₂e/kWh** (médiane UNECE ≈ 5,5 ; base ADEME ≈ 6). → **≈ 0,26–0,28 MtCO₂e/an**.
    
- **Éolien onshore** : ~**11–16 gCO₂e/kWh** (IPCC/UNECE ; ADEME ~14,1). → **≈ 0,52–0,67 MtCO₂e/an**.
    
- **Éolien offshore** : ~**12–23 gCO₂e/kWh** (UNECE ; ADEME ~15,6). → **≈ 0,57–1,09 MtCO₂e/an**.
    

**Conclusion** : sur une base ACV, **nucléaire et éolien sont tous deux très bas-carbone**, l’ordre de grandeur annuel reste **< 1,1 MtCO₂e** pour 5,4 GW. **Le nucléaire ressort généralement un peu plus bas** que l’éolien (surtout offshore haut de fourchette), mais **les fourchettes se recoupent** selon hypothèses (mix amont, logistique, durée de vie, facteurs régionaux). Le différentiel CO₂ n’est **pas l’argument principal** pour trancher entre ces deux options ; la décision se joue plutôt sur **pilotabilité, coûts système, réseaux, acceptabilité, calendrier et risques**.

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## Sources

- ESTIA / 2025-2026 / JB Jarin — **TD 3 : Mix énergétique, pilotable & intermittent (nucléaire / éolien)** — Énoncé et données.
    
- **UNECE (2021)** — _Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options_ (PDF) — valeurs ACV : nucléaire ≈ 5,5 gCO₂e/kWh ; éolien onshore < 16 ; offshore < 23.
    
- **ADEME (Base Carbone / Bilans-GES)** — facteurs ACV pour électricité nucléaire en France ≈ **6 gCO₂e/kWh**. ([sfen.org](https://www.sfen.org/rgn/les-emissions-carbone-du-nucleaire-francais-37g-de-co2-le-kwh/?utm_source=chatgpt.com "Les émissions carbone du nucléaire français : 4g de CO2 ..."))
    
- **Les Énergies Renouvelables (2025)** — synthèse ADEME : éolien **onshore ≈ 14,1** gCO₂e/kWh ; **offshore ≈ 15,6** gCO₂e/kWh. ([ECOinfos](https://www.les-energies-renouvelables.eu/conseils/bilan-carbone/bilan-carbone-emission-co2-source-energie-renouvelable/?utm_source=chatgpt.com "Emission de CO2 par source d'énergie renouvelable"))
    
- **Wikipedia / EDF / presse** — données de cadrage public sur **Gravelines** (6×900 MW ; puissance ~5,46 GW ; prod. annuelle typique). ([Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Gravelines_Nuclear_Power_Station?utm_source=chatgpt.com "Gravelines Nuclear Power Station"))
-												Update Dim. 12 octobre 2025

											
										
										
											2025-10-12 14:15:39 +02:00
+								![[2025-10 ESTIA TD Energie Climat ING1 A.pdf#page=4]]
 								### 1) Puissance totale – Fruges vs. Gravelines
 								- **Parc(s) éolien(s) de Fruges** : 70 éoliennes. La fiche technique de l’éolienne du parc indique **2,3 MW** nominaux →
 								    $(P_\text{Fruges} = 70 \times 2{,}3 = \mathbf{161\ MW})$.
 								- **CNPE de Gravelines** : 6 réacteurs de **900 MW** chacun →
 								    $(P_\text{Gravelines} = 6 \times 900 = \mathbf{5,400\ MW})$.
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 								### 2) Nombre d’éoliennes pour égaler la puissance de Gravelines
 								- Avec des machines **2 MW** : $(5,400 / 2 = \mathbf{2,700})$ éoliennes.
 								- Avec des machines **15 MW** : $(5,400 / 15 = \mathbf{360})$ éoliennes.
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 								### 3) Nombre d’éoliennes pour égaler la **production annuelle** (CF 85 % vs 45 %)
 								Hypothèses demandées : **nucléaire CF = 85 %**, **éolien offshore CF = 45 %**.
 								On égalise l’énergie annuelle :
 								$N = \frac{P_\text{nuke}\times CF_\text{nuke}}{P_\text{turbine}\times CF_\text{wind}}$
 								- **Turbine 2 MW** : $(N = \frac{5,400 \times 0{,}85}{2 \times 0{,}45} \approx \mathbf{5,100})$ éoliennes.
 								- **Turbine 15 MW** : $(N = \frac{5,400 \times 0{,}85}{15 \times 0{,}45} \approx \mathbf{680})$ éoliennes.
 								> Vérif énergie annuelle de Gravelines (ordre de grandeur) : (5{,}4\ \text{GW} \times 8,760\ \text{h} \times 0{,}85 \approx \mathbf{40,2\ TWh/an}). (cohérent avec les historiques publics) ([Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Gravelines_Nuclear_Power_Station?utm_source=chatgpt.com "Gravelines Nuclear Power Station"))
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 								### 4) Limites et proposition pour un remplacement 100 % éolien
 								- **Limites** de l’équivalence par facteur de charge :
 								    - Le **CF éolien est subi** (dépend du vent, variable, corrélé régionalement), donc la **puissance garantie** et l’**adéquation instantanée** ne sont pas assurées.
 								    - Besoin de **réserves**, **stockage**, **flexibilité de la demande**, **renforcement réseau** et **pilotage** pour passer les creux de production.
 								    - Le **CF nucléaire est choisi** au sens où l’outil est **pilotable** : on peut décider quand produire (modulation/arrêts planifiés), indépendamment de la météo.
 								- **Feuille de route 100 % éolien** (idée de mix et d’infrastructures) :
 								    - **Surdimensionnement** de la capacité éolienne (overbuild) par rapport à la moyenne nécessaire.
 								    - **Stockages** multi-échelles : batteries (intra-jour), **STEP** et **hydrogène**/PtX (inter-journalier à saisonnier).
 								    - **Flexibilité** (effacement industriel, pilotage conso, tarification dynamique), **réseaux** (renforcement, interconnexions), et **backup** pilotable bas-carbone transitoire si nécessaire.
 								    - **Diversification géographique** et **technologique** (onshore + offshore, couplage avec solaire) pour lisser la variabilité.
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 								### 5) Comparaison d’empreinte CO₂ annuelle (à **100 % de CF** pour simplifier)
 								À puissance installée identique (**5,4 GW**), l’énergie annuelle serait (5{,}4 \times 8,760 = \mathbf{47{,}3\ TWh}). Les émissions annuelles dépendent alors des **facteurs ACV** (gCO₂e/kWh) :
 								- **Nucléaire (France/Europe, ACV)** : ~**5,5–6 gCO₂e/kWh** (médiane UNECE ≈ 5,5 ; base ADEME ≈ 6). → **≈ 0,26–0,28 MtCO₂e/an**.
 								- **Éolien onshore** : ~**11–16 gCO₂e/kWh** (IPCC/UNECE ; ADEME ~14,1). → **≈ 0,52–0,67 MtCO₂e/an**.
 								- **Éolien offshore** : ~**12–23 gCO₂e/kWh** (UNECE ; ADEME ~15,6). → **≈ 0,57–1,09 MtCO₂e/an**.
 								**Conclusion** : sur une base ACV, **nucléaire et éolien sont tous deux très bas-carbone**, l’ordre de grandeur annuel reste **< 1,1 MtCO₂e** pour 5,4 GW. **Le nucléaire ressort généralement un peu plus bas** que l’éolien (surtout offshore haut de fourchette), mais **les fourchettes se recoupent** selon hypothèses (mix amont, logistique, durée de vie, facteurs régionaux). Le différentiel CO₂ n’est **pas l’argument principal** pour trancher entre ces deux options ; la décision se joue plutôt sur **pilotabilité, coûts système, réseaux, acceptabilité, calendrier et risques**.
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 								## Sources
 								- ESTIA / 2025-2026 / JB Jarin — **TD 3 : Mix énergétique, pilotable & intermittent (nucléaire / éolien)** — Énoncé et données.
 								- **UNECE (2021)** — _Life Cycle Assessment of Electricity Generation Options_ (PDF) — valeurs ACV : nucléaire ≈ 5,5 gCO₂e/kWh ; éolien onshore < 16 ; offshore < 23.
 								- **ADEME (Base Carbone / Bilans-GES)** — facteurs ACV pour électricité nucléaire en France ≈ **6 gCO₂e/kWh**. ([sfen.org](https://www.sfen.org/rgn/les-emissions-carbone-du-nucleaire-francais-37g-de-co2-le-kwh/?utm_source=chatgpt.com "Les émissions carbone du nucléaire français : 4g de CO2 ..."))
 								- **Les Énergies Renouvelables (2025)** — synthèse ADEME : éolien **onshore ≈ 14,1** gCO₂e/kWh ; **offshore ≈ 15,6** gCO₂e/kWh. ([ECOinfos](https://www.les-energies-renouvelables.eu/conseils/bilan-carbone/bilan-carbone-emission-co2-source-energie-renouvelable/?utm_source=chatgpt.com "Emission de CO2 par source d'énergie renouvelable"))
 								- **Wikipedia / EDF / presse** — données de cadrage public sur **Gravelines** (6×900 MW ; puissance ~5,46 GW ; prod. annuelle typique). ([Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Gravelines_Nuclear_Power_Station?utm_source=chatgpt.com "Gravelines Nuclear Power Station"))