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Hypothèse sur l’implantation

Suite à la décision de construire MAX IV et ESS, un développement a été envisagé. Ainsi, le nouveau Science Village est directement influencé par ces deux grandes infrastructures scientifiques.​

 

INFRASTRUCTURES SCIENTIFIQUES

Lund est une ville de choix pour l’implantation de grands équipements scientifiques. Nous nous pencherons sur les raisons qui ont poussé la construction des accélérateurs en périphérie de la ville de Lund. Afin de mieux comprendre, nous pouvons vulgariser en comparant un accélérateur avec un centre de données.

 

À gauche, vous pouvez observer le centre de données (data center) de la compagnie Google en Oregon. Ils se servent de l'eau d'un lac à proximité afin de profiter de la climatisation naturelle (free cooling) (ESS,2017). â€‹

Climat favorable

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Un premier facteur qui influence l’implantation des accélérateurs est qu'ils, tout comme les centres de données, émettent beaucoup de chaleur. Ils doivent être continuellement réfrigérés ou tempérés. Ainsi, de manière générale, les centres de données seront implantés dans des pays nordiques afin de profiter du refroidissement naturel.​

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À Lund, la température est favorable au refroidissement naturel, car neuf mois par année, la température moyenne est plus basse que 15°C (Highcharts, 2017). Selon une étude de Depoorter et al., l’implantation de climatisation par refroidissement naturel pouvait faire économiser de 5,4% à 7,9% de la consommation en énergie dépendamment de la localisation du centre de données (Wahlroosa M.; Pärssinenb M.; Rinnea S.; Syria S.; Mannerb J., 2017, p.1097). 

Économique

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Deuxièmement, Depoorter et al. ont comparé le coût total en énergie d’un centre de données en fonction du coût de l’énergie de différents pays. En Suède, l’électricité est considérablement moins chère qu’en Allemagne et les centres de données peuvent sauver jusqu’à 42,5% en coûts énergétiques (Wahlroosa M.; Pärssinenb M.; Rinnea S.; Syria S.; Mannerb J., 2017, p.1097). Comme montré dans le tableau ci-contre, en 2014, un kilowattheure en Suède était environ 8 cents américaines, soit similaire au Canada, comparativement à 19 cents américaines pour un kilowattheure en Allemagne (World Energy de BP, 2014).

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L’étude démontre également que due à la grande production d’énergies renouvelables en Suède, un centre de données émettrait 30 fois moins de CO2 que s’il était implanté à Londres (Wahlroosa M.; Pärssinenb M.; Rinnea S.; Syria S.; Mannerb J., 2017, p.1097). Comme démontré dans le graphique, en 2014, plus de 50% du portefeuille énergétique de la suède était renouvelable, comparativement à environ 6% pour le Royaume-Uni (World Energy de BP, 2014).

Écologique

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La quantité d'électricité requise pour l'exploitation d'ESS correspond à la production annuelle de 30 à 40 éoliennes; cela équivaut à la consommation annuelle d’environ 40 000 appartements suédois. Lorsque ESS sera entièrement mis en service, la consommation d'énergie à Lund augmentera de 20 à 30% (ESS,2017). La charge supplémentaire sur le système d'alimentation nordique nécessiterait une compensation de puissance en combustibles fossiles. Par conséquent, ESS ne peut pas simplement acheter de l'électricité à partir d'une source d'énergie existante. Il était nécessaire pour ESS d'investir dans la construction de nouvelles installations de production renouvelables pour compenser sa consommation gigantesque en énergie (ESS,2017).​

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ESS s'engage à recycler l'énergie excédentaire de ses opérations. La quantité totale d'énergie excédentaire est récupérée sous forme d'eau chaude résultant du processus de refroidissement dans l'installation.  la chaleur résiduelle de haute température peut être transférée et recyclée directement dans un réseau de chauffage urbain.  Les températures plus basses conviennent pour être utilisées dans des systèmes de production alimentaire (ESS 2017).

Emprise au sol

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Troisièmement, l’occupation au sol de ces deux infrastructures scientifiques est énorme. En effet, l’ESS requiert un terrain d’environ 1 km2, tandis que le MAX IV possède un anneau de stockage qui a une un diamètre de 168 mètres, soit similaire à celui du Colisée de Rome (Science Village, 2017). Il était probablement inconcevable de construire ces accélérateurs dans les quartiers existants de Lund.

 

Il y a également l’enjeu de la radioactivité qui pourrait justifier l’implantation des accélérateurs en périphérie de la ville. L'ESS générera du rayonnement radioactif; l’objectif est de maintenir l'exposition radioactive au public et à l'environnement en dessous de 0,05 mSv par an. Cela représente de 1 à 2% de l’exposition normale au rayonnement et peut être comparé à 5 prises de radiographies lors d’une visite chez le dentiste (ESS,2017). Ainsi, en termes de rayonnement, ESS déclare qu’il aura un effet négligeable sur l'environnement et sur les personnes vivant à proximité de l'installation (ESS, 2017).

DATA CENTER

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Le centre de données est généralement utilisé pour remplir une mission critique relative à l'informatique et à la télématique. Il comprend en général un contrôle sur l'environnement (climatisation). Des enjeux environnementaux sont liés à la consommation d'électricité des centres de données, et à leur coproduit qu'est la chaleur, dissipée par les serveurs et les systèmes de stockage en particulier (France for Datacenter, 2010).

FREE COOLING

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Le refroidissement naturel est une méthode économique qui utilise l'air extérieur de basse température, afin de refroidir un fluide qui sera utilisé dans un système de climatisation. Le refroidissement naturel n'est pas toujours possible. Lorsque la température extérieure est trop élevée (soit au-dessus de 15°C), la réfrigération mécanique doit être utilisée.​

(Wahlroosa M.; Pärssinenb M.; Rinnea S.; Syria S.; Mannerb J., 2017, p.1100) 

MAX IV

ESS

Un accélérateur pour la recherche sur le rayonnement synchrotron

Le plus puissant accélérateur de protons au monde

Concept énergétique de l'ESS en 4 étapes 

 

Responsable : consommer le moins d’énergie possible

Renouvelable : consommer strictement des énergies renouvelables

Recyclable : recycler le plus de pertes de chaleur possible

Température moyenne de Lund en fonction des mois de l'année 

(Highcharts, 2017)

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