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Qu'est-ce qu'une énergie renouvelable?

Définition

Une source d'énergie est dite renouvelable si sa quantité est infinie à l'échelle humaine. Il n'y a en réalité que 2 sources conséquentes d'énergie renouvelables sur Terre, le rayonnement solaire du Soleil et l'attraction de la Lune. On pourrait penser au vent, mais il apparaît lorsqu'il y a des différences de températures entre deux masses d'air, donc le vent est créé par l'énergie solaire.

Différence entre énergie renouvelable et énergie propre

Propre ou verte = pas de rejet de CO2

Une énergie est dite propre (ou verte) lorsque sa production ne rejette pas ou très peu de CO2. Plus généralement, elle ne participe pas ou peu à l'effet de serre ou à la destruction de la couche d'ozone, mais aussi préserve les ressources naturelles. Et même si la plupart des énergies renouvelables sont propres, il ne faut pas confondre les deux termes qui sont bien deux concepts distincts.

L'énergie grise...

cycle de l'énergie grise En réalité aucune énergie n'est propre puisque par définition, elle induit une modification de l'environnement (rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme). A notre échelle (humaine), seul le rayonnement solaire et la géothermie (très haute température) peuvent être considéré comme des énergies propres, mais uniquement dans leur but premier c'est-à-dire la production de chaleur pour chauffer directement la Terre.

En effet, pour exploiter ces sources d'énergie à d'autres usages (ou des usages plus spécifiques), il faut nécessairement transformer cette énergie. Or, ces transformations sont faites à partir de "mécanismes", qui eux-mêmes ont eu besoin d'énergie et de matières pour être fabriqués, libérant donc du CO2 et consommant des ressources plus ou moins rares.

Liste non exhaustive de moyens de production d'énergie renouvelable

L'électricité : Ni renouvelable, ni propre sauf exceptions

centrale electrique fioul L'électricité n'est ni propre, ni une énergie renouvelable dans la majorité des cas. Cela vient du fait que l'électricité est une énergie "secondaire", c'est-à-dire qu'elle n'est pas présente à l'état naturel(dans le sens où nous l'utilisons) et est donc le fruit d'une première transformation. C'est d'ailleurs pourquoi lorsque l'on parle d'énergie finale, ou d'énergie primaire, l'électricité se voit affecter un facteur 2,58.

L'électricité peut cependant être une énergie verte si elle est uniquement produite par des sources d'énergie renouvelables ou propres, ce qui est le cas dans certains pays ou régions (l'Islande par exemple ou le Quebec).

Cependant en France et comme dans la plupart des pays elle est produite à partir, certes d'une petite partie d'énergie renouvelables et propres, mais aussi grâce à des centrales à charbon, à pétrole, à gaz ou... à uranium dans les centrales nucléaires. Toutes ces sources rejettent une quantité plus ou moins importante de CO2 lors de leur combustion (charbon, pétrole, gaz) ou lors de leur extraction (Uranium). Utiliser uniquement de l'électricité n'est donc pas une solution écologique! Sauf si elle est entièrement créée à partir d'un barrage hydraulique, de panneaux solaires (photovoltaïques) ou d'une éolienne.

émissions de C02 en fonction du type d'énergieAinsi, selon la méthode de comptabilisation d'un bilan carbone (ADEME), on peut voir (ci-contre) que les émissions de CO2 de l'électricité sont certes plus basses que les autres énergies mais ne sont pas négligeables. De plus, on peut remarquer que selon l'usage que l'on fait de l'électricité, les émissions par kWh varient. Cela est dû au fait que l'été par exemple, la demande en électricité est faible donc la production est surtout composée de nucléaire et les émissions de CO2 de la climatisation sont relativement peu élevées comparée à celles du chauffage. Ces chiffres sont très intéressants même s'il faut garder à l'esprit que ce sont des valeurs moyennes et que d'une heure à l'autre, le mix électrique et donc les émissions changent. Le site de RTE permet ainsi de voir en instantanée (tous les quarts d'heure) le mix électrique (% de nucléaire, % de gaz, % d'éolien, ect...) ainsi que les émissions de C02 qui en résultent.

La biomasse : Renouvelable et propre, sauf exceptions

Renouvelable

cycle carbone bois energie La biomasse est une ressource renouvelable (secondaire car dépendante notamment de l'énergie solaire) puisque infini. Cependant, l'utilisation du bois tant pour le chauffage que pour l'ameublement nécessite une gestion attentive des forêts (ou des cultures) et donc une procédure de replantation pour qu'elle demeure infini. C'est la principale mission des filières bois qui font le lien entre forêt, scierie et utilisateur.

Une énergie verte ou propre

Le bois, durant tout ça vie capte du CO2 pour le décomposer en O2 et en carbone (qui est donc la principale matière qui compose un arbre). Lorsqu'un arbre est brûlé il rejette logiquement le CO2 qu'il a ainsi accumulé (le dioxyde de carbone se recombine à partir du carbone et de l'oxygène nécessaire à la combustion). Mais au final, la quantité qu'il rejette est exactement la même que celle qu'il a absorbé. Il n'y a donc pas de création de dioxyde de carbone et c'est pourquoi on l'appelle énergie verte ou propre. Petit bémol cependant, pour que le chauffage au bois reste une solution verte, il est impératif que la distance de transport du bois soit faible pour limiter les rejets de CO2 dû au transport, qui engendrerait un bilan carbone important. Là encore, c'est l'un des principaux enjeux de la filière bois locale.

Cependant, la combustion incomplète du bois, dû à un mauvais réglage de combustion, un bois de mauvaise qualité ou une humidité trop importante peut entraîner le rejet de polluants. Il est donc impératif de choisir un appareil performant et un bois de qualité.

L'énergie hydraulique

Principe

moulin_roue_eauL’énergie hydraulique découle principalement de l’énergie potentielle et cinétique de l’eau. En effet, l’eau s’écoule de sa source (point haut) vers la mer (point bas, niveau de référence 0m), cette différence de hauteur créer donc une énergie valorisable en électricité. Les agriculteurs sont les premiers utilisateurs de l’énergie hydraulique. En effet, depuis des milliers d’années on se sert de l’eau pour créer de l’énergie mécanique dans les moulins à eau pour faire de la farine.

Désormais on se sert de cette différence de hauteur pour faire de l’électricité. Celle-ci est créée grâce aux champs électromagnétiques tournants. L’énergie potentielle est transformée en énergie cinétique puis en énergie mécanique grâce à la turbine puis en électricité grâce à l’alternateur.

Type de générateurs

Les barrages hydrauliques

On retrouve la plupart des barrages hydrauliques en montagne. En amont d’un barrage, est créée une zone de retenue d’eau, tandis qu’en aval l’eau coule à faible débit. La retenue d’eau permet d’avoir un stock d’énergie afin d’adapter la puissance du barrage avec la demande en électricité

Les micro-turbines

Il existe aussi des barrages de rivières (appelés « au fil de l’eau ») qui eux fonctionnent en continu. Les micro-turbines sont implantées sur des rivières où le débit et le dénivelé sont suffisants pour produire de l’électricité. Leur puissance reste assez faible comparée aux barrages hydrauliques de montagne.

Les Station de Transfert d’Energie par Turbinage-pompage (STEP)

schéma d'une STEPLes STEP sont implantées dans les régions montagneuses, elles fonctionnent entre deux bassins de retenue d’eau (inférieure et supérieure). L’eau est pompée en période creuse vers le bassin supérieur (demande d’énergie faible, prix de l’énergie bas) puis est turbinée en période de pointe vers le bassin inférieur (demande d’énergie élevée, prix et revente de l’énergie élevés).

L’énergie hydraulique en France et au Québec

En 2009, le pourcentage d’énergie hydraulique en France était de 3,5% de l’énergie totale produite (11% de l’électricité). Malgré ce chiffre bas, le potentiel hydrique de la France semble totalement épuisé, seule la filière de la micro-hydraulique pourrait encore se développer.

photo complexe de la grande quebec Au Québec, 97% de l’énergie totale produite vient des barrages hydrauliques. Hydro-Québec est l’entreprise qui gère la majeure partie de l’électricité au Québec soit 59 centrales hydroélectriques. L’énergie produite est telle qu’Hydro-Québec vend son énergie dans le Nord-Est Américain (Canada et USA). Malgré cela, des projets sont encore en construction et en développement. Le Québec détient aussi un des complexes les plus importants du monde : Le complexe de « La Grande »(photo ci-contre).

L'énergie houlomotrice

Principe

L'énergie houlomotrice est une énergie renouvelable et provient de l'énergie des vagues (de la houle) formées par le vent, à ne pas confondre avec l'énergie marémotrice, l'énergie des marées.

Le gisement

On estime que le potentiel de production en France de l'énergie houlomotrice est d'environ est de 40TWh/an soit environ 8% de la production d'électricité (2007) française. Ce n'est donc pas avec les vagues que l'on va produire toute l'énergie de la France demain, mais le potentiel est assez important pour que des recherches soient faites.

Les technologies

Pelamis Wave Energy Converter

Les différentes articulations des tubes vont être mises en mouvement grâce aux mouvements des tubes. Ces articulations vont alors compresser de l'huile pour produire ensuite de l'électricité. La plus grande "ferme" de Pelamis est aujourd'hui au Portugal, installée en 2008. Elle a une puissance d'environ 2,2MW.

Pelamis Wave Energy Converter Le Pelamis Wave Energy Converter

AquaBuOY

Plusieurs techniques (voir plus bas) existent aujourd'hui pour récupérer l'énergie houlomotrice, mais elles fonctionnent sur le même principe. Les vagues vont transmettre au système un mouvement de va-et-vient vertical. Un piston va alors compresser de l'eau ou de l'huile qui, une fois sous pression, va faire tourner une turbine. Cette turbine, couplée à un alternateur, produira de l'électricité.

Actuellement, aucune ferme d'AquaBuOY n'est encore en service (seul un projet pilote de 250kW avait été mis en place). Cependant, la société qui les vend (Finavera Renewables) va en installer plusieurs, d'une puissance de 2MW au large de San Fransisco.

photo et schéma de principe de l'AquaBuOY Photo et schéma de principe de l'AquaBuOY

Wave dragon

Enfin, une dernière technologie (il en existe de nombreuses autres, mais elles fonctionnent sur le même principe), le Wave dragon. Le principe est simple, lorsqu'une vague frappe du haut du système, une partie de l'eau va en son milieu et fait tourner une turbine. Aujourd'hui, environ 80MW sont installés au large des côtes du Pays de Galles.

wave dragon Schéma de principe du Wave dragon

avantages

inconvénients

Conclusion

Il existe de très nombreux moyens de produire de l'énergie renouvelable. Les plus courantes dans l'habitat sont le solaire avec les panneaux solaires thermiques et les panneaux photovoltaïques, la géothermie et l'aérothermie.

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