Les énergies renouvelables

1. Les énergies renouvelables

2. Énergies renouvelables Une énergie renouvelable est une source d'énergie qui se renouvelle assez rapidement pour être considérée comme inépuisable à l'échelle de l'homme. Les énergies renouvelables sont issues de phénomènes naturels réguliers ou constants provoqués par les astres, principalement le soleil (rayonnement), mais aussi la lune (marée) et la terre(énergie géothermique). Aujourd'hui, on assimile souvent les énergies renouvelables aux énergies propres, mais il faut a priori les distinguer bien que certaines énergies soient renouvelables et propres. Les énergies renouvelables (bois, solaire, hydroélectricité...) proviennent principalement de l'énergie solaire (sauf la géothermie et l'énergie marémotrice). De plus, toutes les énergies renouvelables (sauf l'énergie marémotrice) ont pour origine l’énergie nucléaire naturelle du soleil (par fusion nucléaire) ou de la Terre (par désintégration naturelle des roches de la croûte terrestre). Le pétrole ou le gaz naturel ne sont pas des énergies renouvelables car il faudrait des millions d'années pour reformer la quantité d'énergie fossile que l'on consomme actuellement. De même, l'énergie nucléaire n'est pas une énergie renouvelable car la réserve d‘uranium disponible sur Terre est limitée. Source : www.wikipedia.org

3. Leurs origines Comment en est-on arriver la ? Combustion du bois : Le début de l'utilisation du bois comme combustible, ou bois énergie, est contemporain de la maîtrise du feu. Le bois est utilisé comme source d'énergie thermique afin de chauffer et de cuisinier, mais aussi de déshydrater ou de fumer les aliments pour mieux les conserver. Par la suite, on a découvert qu'une combustion lente et partielle du bois avec un apport minime d'oxygène permettait de produire du charbon de bois. Ce dernier fournit plus de chaleur que le bois et représente une source d'énergie plus compacte. Cependant, le charbon de bois n'est pas une source d'énergie efficace, sauf à récupérer la grande quantité d'énergie du bois perdue lors de sa fabrication. Énergie hydraulique : De nombreuses civilisations se sont servies de la force de l'eau, qui représentait une des sources d'énergie les plus importantes avant l'ère de l‘électricité. Un exemple connu est celui des moulins à eaux, placés le long des rivières. Aujourd'hui, bien que de nombreux sites aient été parfaitement équipés, cela ne suffit plus à compenser l'augmentation vertigineuse de la consommation.

4. Énergie éolienne : Elle a été exploitée à l'origine à l'aide de moulins à vent équipés de pales en forme de voile, comme ceux que l'ont peut voir aux Pays-Bas. Ces moulins permettaient de pomper l'eau ou d'actionner des meules pour moudre le grain. Aujourd'hui, on retrouve ce système dans des éoliennes de pompage. Plus petites et possédant plus de pales qu'un moulin traditionnel, elles tournent plus rapidement. On peut en trouver notamment dans les grandes plaines des États-unis. Une autre utilisation ancestrale de l'énergie éolienne, bien plus ancienne encore que les moulins à vent, est la force propulsive du vent, utilisée dès l‘antiquité pour se déplacer sur l'eau avec des bateaux à voile. Énergies géothermiques : Les grecs et les romains de l'antiquité connaissaient déjà l'usage de l’énergie géothermique, comme le montrent les villes d’eau que l’on peut trouver en France notamment (Aix-les-Bains, Aix-en-Provence), mais également les puits provençaux qu'ils construisaient pour climatiser leurs habitations. (source: www.wikipedia.org )

5. Présentation des nouvelles énergies renouvelables Énergie hydraulique : Énergie produite par une chute d’eau entre deux niveaux, l’un étant plus élevé que l’autre. L’énergie hydraulique moderne doit son développement à John Smeaton, ingénieur britannique des travaux publics qui fut à l’origine de la première grande turbine hydraulique en fonte. Cette source d’énergie joua un rôle déterminant lors de la révolution industrielle. Elle donna en effet une impulsion au développement des industries du textile et du cuir. Elle contribua également à l’expansion des premières villes industrielles européennes et américaines jusqu’au milieu du X1Xème siècle. L’énergie hydraulique est fournie par des roues à eau ou des turbines hydrauliques. Source d’énergie renouvelable, on peut l’utiliser dès que l’eau atteint un volume suffisant et un débit régulier. L’exploitation de cette énergie nécessite aujourd’hui des installations de grandes tailles, comprenant des lacs de réserves, des barrages, des canaux de dérivation et l’installation de grandes turbines ainsi que des systèmes de production d’énergie électrique. Le développement de l’énergie hydroélectrique exige d’importants capitaux. Ainsi, cette source d ’énergie est souvent plus rentable pour une région ou le charbon et le pétrole sont bon marché. Énergie biomasse : Masse totale des organismes vivants présent sur une surface déterminée, ou des organismes appartenant à une espèce ou à un ensemble d’espèce. La valeur de la biomasse est très variable selon les régions et les organismes. Celles des végétaux est très supérieur à celles des animaux et atteint son maximum dans les forets. La biomasse des animaux qui vivent dans le sol est bien supérieure à celle des animaux du milieu épigé (au-dessus de la surface du sol). Dans les déserts ou la végétation et les animaux sont très rares, la biomasse peut etre presque nulle, de l’ordre de quelques kilos à l’hectare seulement. L’énergie de la biomasse désigne l’énergie pouvant être extraite directement, ou indirectement, de matières biologiques. Au Brésil, la canne à sucre est transformée en bioéthanol. En France, dans certaines fermes, les rafles du mais sont brulées pour assurer le séchage des grains, ce qui permet une économie de fioul. L’utilisation des énergies de la biomasse n’est cependant pas le remède miracle à la crise de l’énergie. C’est une énergie renouvelable à utiliser avec discernement, en concurrence avec beaucoup d’autres.

6. Énergie solaire : énergie produite par le soleil à la suite de réactions de fusions nucléaires, source de la plupart des énergies disponibles sur Terre et exploitable pour la production d’électricité. Elle se propage sous la forme de photons, et est sans cesse renouvelée. L’énergie lumineuse issue du soleil est à la base de la majeure partie des énergies disponibles: énergies hydrauliques, électrique, thermique et chimique. Par exemple, les combustibles fossiles, tels que le charbon, le gaz naturel et le pétrole, ont été formés à la suite d’un stockage d’énergie solaire par des organismes, sur une longue période. En fait, l’énergie nucléaire est la seul à ne pas provenir de l’énergie solaire. Cette dernière est indispensable pour maintenir sur Terre les conditions lumineuses et thermiques nécessaires à la vie. Énergie éolienne : cette énergie résulte de la force exercée par le vent sur les pales d’une hélice montée sur un arbre rotatif, lui-meme relié soit à des systèmes mécaniques qui servent à moudre le grain ou à pomper l’eau, soit à un aérogénérateur qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. Lorsque l’arbre est connecté à une charge, par exemple une pompe, la machine est appelée roue éolienne; lorsque celle-ci est utilisée pour produire de l’électricité, il s’agit d’une turbine éolienne ou d’un aérogénérateur. -Turbines éoliennes : découverte au Danemark à la fin du XIXème siècle, ou elles sont encore largement répandues. - Pompes à eau : Ce sont des moulins à vent tournant à faible vitesse. Elles sont munies d’un rotor d’un diamètre compris entre 2 et 5m, doté de pales fixées sur un arbre horizontal. La roue fait tourner des engrenages qui actionnent une pompe à piston. Lorsque la vitesse du vent est trop forte des systèmes de sécurité stoppent automatiquement le rotor pour empêcher son endommagement. - Générateurs : dans un aérogénérateurs, un rotor convertit l’énergie cinétique du vent en énergie cinétique de rotation pour l’arbre. Un train d’engrenages permet d’augmenter ou de réduire la vitesse. Un générateur convertit l’énergie de la rotation de l’arbre en énergie électrique. L’énergie éolienne, dont la production ne s’accompagne pas d’émission de gaz à effets de serre, est une solution intéressante pour remplacer les combustibles fossiles tels que le pétrole. Mais la France est un des rares pays européens à ne pas avoir développé de programme en matière d’énergie éolienne. Énergie géothermique : La températures augmentent à fur et à mesure que l’on s’enfonce dans le sol terrestre. A l’exception des sources thermales naturelles, le flux géothermiques est beaucoup trop faibles pour être exploité directement. L’énergie géothermique est transférée à la surface de la Terre par diffusion dans des milieux géologiques particuliers. Source : Encarta, encyclopédie Microsoft, 1999.

7. Avantages Les énergies renouvelables ont bien évidemment des avantages, répartissables sous différents points. Avantages sur le plan environnemental Tout d’abord, l'énergie renouvelable n'est pas limitée par l'épuisement de son gisement. Ensuite, la production de gaz à effet de serre est le plus souvent faible pendant la production d'énergie. Dans le cas de la biomasse, le gaz carbonique produit par la conversion thermochimique (c’est-à-dire combustion) est normalement compensé par la réabsorption par la flore. Enfin,les déchets produits par un système de production d'énergie renouvelable sont essentiellement des déchets de démantèlement des installations de production en fin de vie, au contraire des centrales thermiques à hydrocarbures ou nucléaire qui produisent des déchets pendant leurs utilisations. Déchets par ailleurs beaucoup plus important. Avantages sur le plan social Premièrement, les impacts en cas d'accident grave sont plus facilement maîtrisables comparés à ceux de l'industrie électronucléaire ou pétrolière (exemple de Tchernobyl, conséquence de défaillances nucléaires) Deuxièmement, les ressources exploitées sont locales, permettant ainsi un développement local des territoires : cela permet le développement de l’économie local ainsi que de crées des emplois qui ne seront pas délocalisables et donc important pour l’économie d’un pays. Tout cela vient en aide à un pays dans son idée de son développement. Troisièmement, les déchets sont peu dangereux. Avantages sur le plan économique D’abord, il y a une valeur carbone pour ce type d'énergie. De plus, le démantèlement des systèmes de production d'énergie renouvelable est facile et rapide. Finalement, les déchets sont peu coûteux. Avantages sur le plan géopolitique Les énergies renouvelables améliorent l’indépendance énergétique, au contraire des hydrocarbures, tels le pétrole, dont quelques pays dominent le marché, et dont les autres pays sont fortement dépendant et subissent les conséquences négatives des difficultés de ces pays maîtres. Source : www.wikipedia.org

8. Inconvénients Aujourd'hui, on assimile souvent le terme d'énergie renouvelable à celui d’énergie propre. Au sens strict, la définition est différente : une énergie propre ne produit pas de polluant, ou bien elle produit des polluants qui disparaissent rapidement. Par conséquent, une énergie renouvelable n'est pas nécessairement propre, et inversement. On peut citer le cas de la biomasse. En effet, cette dernière peut produire des déchets. L'énergie issue de la combustion de la biomasse est propre à condition que la production ne soit pas excessive et permette à la flore de réabsorber tout le dioxyde de carbone dégagé. Conditions géographiques Tout d’abord, la production d'énergie renouvelable, reposant sur l'exploitation de phénomènes naturels, requière certaines conditions géographiques (comme par exemple la présence d'un vent suffisamment puissant pour permettre l'utilisation d‘éoliennes). Certains pays ou certaines régions peuvent par conséquent être défavorisés. Ensuite, une difficulté propre aux énergies renouvelables est leur nature volatile et leur irrégularité (à l'exception de l’énergie thermique, qui n'est cependant accessible que là où la croûte terrestre est mince, comme les sources chaudes et les geysers.). Puisque les sources d'énergie renouvelable fournissent une énergie d'une intensité relativement faible répartie sur de grandes surfaces, de nouveaux genres de « centrales » sont nécessaires pour les convertir en sources utilisables. Petit exemple pour mieux comprendre la « faible intensité sur de grandes surfaces »: il convient de noter que pour produire 1 000 kWh d'électricité par an (qui représente la consommation annuelle par habitant dans les pays occidentaux), le propriétaire d'une habitation en Europe nuageuse doit installer huit mètres carrés de panneaux solaires. Intégration dans le paysage La construction des installations nécessaires a parfois un impact sur le paysage. Les éoliennes sont souvent prises, et dans une moindre mesure les toitures solaires pour exemples. C'est pourquoi des efforts sont fait pour tenter d'intégrer ces installations dans le paysage (peindre les éoliennes en vert par exemple si toutefois les oiseaux peuvent les distinguer !). Risques pour la faune. La construction d'un barrage hydroélectrique a des conséquences lourdes : inondation de vallées entières, modification profonde de l'écosystème local. De plus, les barrages hydroélectriques font obstacle à la migration des poissons, ce qui représente un problème, notamment pour les fleuves du nord-ouest de l'Amérique du Nord, où les populations de saumons ont été réduites de manière importante. Autre faits, plus insolites, on a également accusé les éoliennes de représenter un danger pour les oiseaux (bien qu'une éolienne tue 0 à 3 oiseaux par an alors qu'un kilomètre de ligne à haute tension en tue plusieurs dizaines par an, il y en a 100 000 km en France). Il semblerait que le plus gros risque soit pour les chauves-souris, dont on retrouve régulièrement des cadavres sur les sites éoliens, y compris des espèces protégées. Pour l'instant, les causes de ces collisions avec les éoliennes ne sont pas encore bien identifiées. Néanmoins, certains ont pensé que les mouvements des hélices interféraient avec les ultrasons, mais cette hypothèse n'a pas encore été vérifiée.

9. Contraintes économiques et organisationnelles La mise en œuvre concrète de ses énergies renouvelables doit se plier aux contraintes des marchés. La logique des fonds de placement n'est pas toujours une logique d'investissement. De plus, les agents économiques concernés sont dispersés. Il faut les rassembler et imaginer des conditions d'organisation adaptées : contrats de filière, contrats territoriaux,… Tout reste à faire pour la définition des filières industrielles. Cela passe par une prise de position des politiques des pays. Stockage et distribution Finalement, un des grands problèmes avec l'énergie, c'est le transport dans le temps ou l'espace. C'est particulièrement vrai avec les énergies renouvelables qui dépendent du climat et varient énormément dans le temps (selon les saisons). L'énergie solaire et ses dérivés (vent, chute d'eau, etc.) n'est pas disponible à la demande, il est donc nécessaire de compenser, en disposant d'un stockage suffisant, auprès du consommateur, du producteur, ou à travers un réseau d'échange. Des exemples d'une utilisation directe d'énergie renouvelable sont les fours solaires, les pompe à chaleur géothermiques, et les moulin à vent mécaniques. Des exemples d'une utilisation indirecte, passant par d'autres formes d'énergie, sont la production d'électricité par des éoliennes ou des cellules photovoltaïques, ou la production de carburants tels que l‘éthanol issu de la biomasse, qui passe par des centrales de stockages. L'utilisation de l'énergie renouvelable, qui peut souvent être produite « sur place », diminue les appels aux systèmes de distribution de l'électricité. Un ménage moyen disposant d'un système solaire photovoltaïques avec du stockage d'énergie, et de panneaux solaires de la bonne taille, n'a besoin de recourir à des sources d'électricité extérieures que quelques heures par semaine. En généralisant cet exemple, les avocats de l'énergie renouvelable pensent que les systèmes de distribution d'électricité (transformateurs, ...) devraient être moins importants et plus faciles à maîtriser. De plus, dans les pays fortement industrialisés, où la plupart des consommateurs et producteurs d'énergie sont reliés à un réseau électrique qui peut assurer des échanges d'un bout à l'autre d'un pays ou entre pays, ce réseau peut-être considéré comme un moyen de stockage virtuel. Les aléas de la production et de la consommation peuvent être compensés par le foisonnement (cf. lexique). Des études sur l'énergie éolienne en Allemagne ont ainsi montré la relative stabilité des apports et une bonne gestion du réseau pour des pourcentages d'apports éoliens pouvant aller jusqu'à 20 ou 25% de la production. Le Danemark assure 30% de sa production électrique en hiver grâce à l'énergie éolienne sans recourir au stockage. la diversification des sources peut également entraîner des complémentarités intéressantes pour éviter un stockage artificiel. Source : www.wikipedia.org

10. Graphique Ce document est une série de graphiques extrait d’un rapport ministériel. Il date de Juin 2006 et a été fait par l’Observatoire de l’Énergie et des matières premières. Ce rapport, très complet, fait le point sur la situation française, et de son évolution dans le temps. Il nous montre également la part des énergies renouvelables dans la consommation totale d’énergie en France en 2005. On peut observer que l’utilisation des énergies renouvelables à, dans la plupart des cas, fortement augmentées. On peut également voir que ces ER (énergies renouvelables représentent 16% de la consommation d’énergie primaire en 2005.) En raison de son format PDF, il est impossible de le faire apparaître ici. Néanmoins, voilà le lien qui vous permettra de jeter un œil sur ces documents http://www.industrie.gouv.fr/energie/statisti/pdf/historique-enr02.pdf

11. Description de l’image Cette image est une caricature extrait du site Internet www.ciele.org . On peut y distinguer les différente types d’énergies renouvelables, tels, la biomasse, l’énergie solaire ( représentée par le soleil), l’énergie éolienne ( représentée par le nuage qui souffle), la géothermie ( représentée par la terre), l’énergie hydraulique ( représentée par la cascade). Source : www.ciele.org

12. Quelque exemple locale Exemple de la SARL MULLIEZ implantée à Saverne Cette entreprise familiale qui s’occupe de l’installation de chauffages et climatisation chez les particuliers, est depuis quelque années, spécialisée dans les énergies renouvelables. En effet, elle s’est spécialisée dans l’installation de pompes à chaleurs, panneaux solaires, et d’autres installations dont le but est d’utiliser les ressources appelées énergies renouvelables Pour de plus amples informations sur cette entreprise: www.mulliez-net.com

13. Lexique énergie renouvelable: source d'énergie qui se renouvelle assez rapidement pour être considérée comme inépuisable à l'échelle de l'homme. Les énergies renouvelables sont issues de phénomènes naturels réguliers ou constants provoqués par les astres, principalement le soleil (rayonnement), mais aussi la lune (marée) et la terre(énergie géothermique). Aujourd'hui, on assimile souvent les énergies renouvelables aux énergies propres, mais il faut a priori les distinguer bien que certaines énergies soient renouvelables et propres. Énergie hydraulique : Énergie produite par une chute d’eau entre deux niveaux, l’un étant plus élevé que l’autre. Énergie biomasse :Masse totale des organismes vivants présent sur une surface déterminée, ou des organismes appartenant à une espèce ou à un ensemble d’espèce. Énergie solaire : énergie produite par le soleil à la suite de réactions de fusions nucléaires, source de la plupart des énergies disponibles sur Terre et exploitable pour la production d’électricité. Elle se propage sous la forme de photons, et est sans cesse renouvelée. Énergie éolienne : cette énergie résulte de la force exercée par le vent sur les pales d’une hélice montée sur un arbre rotatif, lui-meme relié soit à des systèmes mécaniques qui servent à moudre le grain ou à pomper l’eau, soit à un aérogénérateur qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. Lorsque l’arbre est connecté à une charge, par exemple une pompe, la machine est appelée roue éolienne; lorsque celle-ci est utilisée pour produire de l’électricité, il s’agit d’une turbine éolienne ou d’un aérogénérateur. Énergie géothermique : La températures augmentent à fur et à mesure que l’on s’enfonce dans le sol terrestre. A l’exception des sources thermales naturelles, le flux géothermiques est beaucoup trop faibles pour être exploité directement. L’énergie géothermique est transférée à la surface de la Terre par diffusion dans des milieux géologiques particuliers.