Les énergies renouvelables sont une excellente alternative aux énergies fossiles telles que le pétrole, le gaz naturel et le charbon. Elles sont plus propres, moins chères et plus durables. Dans cet article, nous vous présentons les différents types d’énergies renouvelables et leur utilisation.
L’énergie est indispensable à la vie et au développement économique et le plus grand défi de ce siècle va être de couvrir les besoins énergétiques de l’humanité. Est-ce possible ?
À la fin de l’année 2011, nous avons passé la barre des 7 milliards d’habitants sur la planète et nous sommes 700 millions de plus au début de cette année 2020 (soit un rythme de + 230 000 par jour : 400 000 naissances moins 170 000 décès !) ! Cela nous conduit à plus de 10 milliards de terriens en 2050, dans moins de 35 ans. Certains économistes se basent même maintenant sur 11 voire 12 milliards d’individus.
La croissance démographique implique bien évidemment de considérer pour cet ensemble de populations, les besoins en eau, en alimentation, en éducation sans oublier la santé. Or tout ramène à l’énergie.
L’alimentation des habitants de la planète dépend à la fois de la disponibilité en eau, en engrais, en sols. Là aussi, la soif d’énergie est grande. On sait combien les choix d’affectation des terres – entre ce qui sera consacré aux cultures vivrières et aux bio-carburants – sont essentiels. Les émeutes de la faim que l’on a vues dans certains pays en voie de développement sont essentiellement dues à la spéculation sur les céréales dans les pays « riches » anticipant la demande croissante dans ces applications.
Qu’est-ce que l’énergie – définition ?
L’énergie est la capacité d’effectuer un travail. Elle peut exister sous forme potentielle, cinétique, thermique, électrique, chimique, nucléaire ou autre.
L’énergie, en physique, est la capacité d’effectuer un travail. Elle peut exister sous forme potentielle, cinétique, thermique, électrique, chimique, nucléaire ou sous d’autres formes diverses. Il y a, en outre, la chaleur et le travail, c’est-à-dire l’énergie en cours de transfert d’un corps à un autre. Après son transfert, l’énergie est toujours désignée en fonction de sa nature. Ainsi, la chaleur transférée peut devenir de l’énergie thermique, tandis que le travail effectué peut se manifester sous forme d’énergie mécanique.
Toutes les formes d’énergie sont associées au mouvement. Par exemple, un corps donné possède de l’énergie cinétique s’il est en mouvement. Un dispositif tendu comme un arc ou un ressort, bien qu’au repos, a le potentiel de créer un mouvement ; il contient de l’énergie potentielle en raison de sa configuration. De même, l’énergie nucléaire est une énergie potentielle car elle résulte de la configuration des particules subatomiques dans le noyau d’un atome.
Formes d’énergie – Exemple
L’énergie existe sous plusieurs formes : chaleur, énergie cinétique ou mécanique, lumière, énergie potentielle et énergie électrique.
- Chaleur – La chaleur ou l’énergie thermique est une énergie provenant du mouvement des atomes ou des molécules. Elle peut être considérée comme une énergie liée à la température.
- Énergie cinétique – L’énergie cinétique est l’énergie du mouvement. Un pendule qui se balance possède de l’énergie cinétique.
- Énergie potentielle – C’est l’énergie due à la position d’un objet. Par exemple, une balle posée sur une table a une énergie potentielle par rapport au sol car la gravité agit sur elle.
- Énergie mécanique – L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle d’un corps.
- Lumière – Les photons sont une forme d’énergie.
- Énergie électrique – Il s’agit de l’énergie provenant du mouvement des particules chargées, comme les protons, les électrons ou les ions.
- Énergie magnétique – Cette forme d’énergie résulte d’un champ magnétique.
- Énergie chimique – L’énergie chimique est libérée ou absorbée par des réactions chimiques. Elle est produite par la rupture ou la formation de liaisons chimiques entre les atomes et les molécules.
- Énergie nucléaire – Il s’agit de l’énergie provenant des interactions avec les protons et les neutrons d’un atome. Elle est généralement liée à la force forte. Des exemples sont l’énergie libérée par la fission et la fusion.
D’autres formes d’énergie peuvent inclure l’énergie géothermique et la classification des énergies comme renouvelables ou non renouvelables.
Il peut y avoir un chevauchement entre les formes d’énergie et un objet possède invariablement plus d’un type à la fois. Par exemple, un pendule oscillant possède à la fois de l’énergie cinétique et potentielle, de l’énergie thermique et (selon sa composition) de l’énergie électrique et magnétique.
Qu’est-ce qu’une énergie renouvelable ? Que signifie ?
Une énergie renouvelable est une énergie renouvelée ou régénérée naturellement à l’échelle d’une vie humaine. Les énergies renouvelables parfois désignées par les termes « énergies vertes » ou « énergies propres » sont issues de phénomènes naturels, réguliers ou constants, provoqués par les astres. Le Soleil est à l’origine de nombreuses énergies renouvelables. Son rayonnement constitue en lui-même une énergie exploitable.
Ce rayonnement donne aussi naissance à d’autres formes d’énergie, ainsi le cycle de l’eau permet de créer de l’hydroélectricité, le vent est aussi exploité. La photosynthèse a aussi comme origine le soleil, elle créé différents matériaux exploitables énergétiquement, mais pas toujours renouvelables. La chaleur interne de la Terre est aussi source d’énergie renouvelable, comme la géothermie. La rotation des astres, système Terre-Lune, engendre des mouvements d’eau à la surface de la Terre, mouvements exploitables énergétiquement via l’énergie marémotrice.
Le caractère renouvelable d’une énergie dépend de la vitesse à laquelle la source se régénère, mais aussi de la vitesse à laquelle elle est consommée. Le pétrole ainsi que tous les combustibles fossiles ne sont pas des énergies renouvelables, les ressources étant consommées à une vitesse bien supérieure à la vitesse à laquelle ces ressources sont naturellement créées.
Les différents types d’énergie renouvelable ont des cycles de vie différents, ce qui est important à prendre en compte dans leur utilisation.
Quel est le principe des énergies renouvelables ?
Les énergies renouvelables sont celles qui ne s’épuisent pas et peuvent être utilisées inlassablement. Cela inclut l’énergie hydraulique, l’énergie éolienne, l’énergie solaire, l’énergie géothermique et l’énergie des marées. Ces énergies sont en quelque sorte « renouvelées » car elles ne s’épuisent pas.
Quelles sont les sources d’énergie renouvelables ENR – Energies propres ?
Le soleil, l’eau, le vent, le bois et les autres produits végétaux sont autant de ressources naturelles capables de générer de l’énergie grâce aux technologies développées par les hommes. Leur relatif faible impact sur l’environnement en fait des énergies d’avenir face au problème de la gestion des déchets du nucléaire et aux émissions de gaz à effet de serre. Les énergies renouvelables représentent par ailleurs une chance pour plus de 2 milliards de personnes isolées d’accéder enfin à l’électricité.
Ces atouts, alliés à des technologies de plus en plus performantes, favorisent le développement des énergies renouvelables mais de manière encore très inégale selon le type de ressources considérées. D’une façon générale, les énergies renouvelables sont des modes de production d’énergie utilisant des forces ou des ressources dont les stocks sont illimités. L’eau des rivières faisant tourner les turbines d’un barrage hydroélectrique ; le vent brassant les pales d’une éolienne ; la lumière solaire excitant les photopiles ; mais aussi l’eau chaude des profondeurs de la terre alimentant des réseaux de chauffage.
Sans oublier ces végétaux, comme la canne à sucre ou le colza, grâce auxquels on peut produire des carburants automobiles ou des combustibles pour des chaudières très performantes. Tout cela constitue les énergies nouvelles et renouvelables, » ENR » pour les adeptes du jargon énergétique, et plus justement ER pour les seules énergies renouvelables. En plus de leur caractère illimité, ces sources d’énergie sont peu ou pas polluantes.
Le solaire, l’éolien, l’eau et la géothermie ne rejettent aucune pollution, lorsqu’elles produisent de l’énergie. La combustion de la biomasse génère certains gaz polluants, mais en bien moindre quantité que des carburants fossiles, tels que le charbon ou le fioul. La consommation d’énergie ne cessant d’augmenter, il semble néanmoins peu probable que les énergies renouvelables remplacent les autres ressources énergétiques dans un avenir proche. Aussi est-il important que chacun de nous surveille au plus près sa propre consommation d’énergie.
Quelles sont les 5 différents types d’énergie renouvelable liste ? Les différents types d’énergies renouvelables
L’énergie éolienne
C’est une source d’énergie qui dépend du vent. Le soleil chauffe inégalement la Terre, ce qui crée des zones de températures et de pression atmosphérique différentes tout autour du globe. De ces différences de pression naissent des mouvements d’air, appelés
vent. Cette énergie permet de fabriquer de l’électricité dans des éoliennes, appelées aussi aérogénérateurs, grâce à la force du
vent.
- Le mât
- L’hélice
- La nacelle qui contient l’alternateur producteur d’électricité
- Les lignes électriques qui évacuent et transportent l’énergie électrique (lorsqu’elle est raccordée au réseau)
L’énergie solaire
L’énergie solaire est une source d’énergie qui dépend du soleil. Cette énergie permet de fabriquer de l’électricité à partir de panneaux photovoltaïques ou des centrales solaires thermiques, grâce à la lumière du soleil captée par des panneaux solaires.
- Les panneaux solaires convertissent directement la lumière en courant électrique continu.
- L’onduleur permet ensuite de transformer l’électricité obtenue en courant alternatif compatible avec le réseau.
- Le compteur mesure la quantité de courant injectée dans le réseau.
L’énergie hydraulique permet de fabriquer de l’électricité, dans les centrales hydroélectriques, grâce à la force de l’eau. Cette force dépend soit de la hauteur de la chute d’eau (centrales de haute ou moyenne chute), soit du débit des fleuves et des rivières (centrales au fil de l’eau).
L’énergie hydraulique
L’énergie hydraulique dépend du cycle de l’eau. Elle est la plus importante source d’énergie renouvelable. Sous l’action du soleil, l’eau des océans et de la terre s’évapore. Elle se condense en nuages qui se déplacent avec le vent. La baisse de température au-dessus des continents provoque des précipitations qui alimentent l’eau des lacs, des rivières et des océans.
- Le barrage qui retient l’eau
- La centrale qui produit l’électricité
- Les lignes électriques qui évacuent et transportent l’énergie électrique
L’énergie issue de la biomasse
L’énergie issue de la biomasse est une source d’énergie renouvelable qui dépend du cycle de la matière vivante végétale et animale.
L’énergie biomasse est la forme d’énergie la plus ancienne utilisée par l’homme depuis la découverte du feu à la préhistoire. Cette énergie permet de fabriquer de l’électricité grâce à la chaleur dégagée par la combustion de ces matières (bois, végétaux, déchets agricoles, ordures ménagères organiques) ou du biogaz issu de la fermentation de ces matières, dans des centrales biomasse.
Les déchets sont directement brûlés en produisant de la chaleur, de l’électricité ou les deux (cogénération).
L’énergie géothermique
L’énergie géothermique dépend de la chaleur de la Terre.
- Cette énergie permet de fabriquer de l’électricité dans les centrales géothermiques, grâce à l’eau très chaude des nappes dans le sous-sol de la Terre.
- La température des roches augmente en moyenne de 1 °C tous les 30 m de profondeur. En certains points du globe, en particulier dans les régions volcaniques, qui correspondent à des intrusions de magma dans la croûte terrestre, cela peut aller jusqu’à 100 °C par 100 m.
Une centrale géothermique est composée de 3 parties :
- La pompe
- L’usine qui produit l’électricité
- Les lignes électriques qui la transportent
Quel est l’avantage des énergies renouvelables par rapport aux énergies non renouvelables ?
Les énergies renouvelables présentent de nombreux avantages par rapport aux énergies non renouvelables. En premier lieu, elles sont inépuisables et ne génèrent donc aucun déchet. De plus, elles sont peu polluantes et ne requièrent donc pas de technologies compliquées pour être mises en œuvre. Enfin, elles sont souvent moins chères à long terme que les énergies non renouvelables, car elles ne nécessitent pas de importations ou de stockage.
Situation de la France et de ses partenaires européens
Le développement des énergies renouvelables est un des éléments importants de la politique énergétique de l’Union Européenne. Le livre blanc de 1997 fixe l’objectif de 12 % d’énergie renouvelable pour l’Union en 2010. Par la suite, des directives sont venues préciser cet objectif :
- La directive électricité renouvelable (2001) fixe l’objectif indicatif de 21 % d’électricité renouvelable dans la consommation brute de l’Union en 2010 (l’objectif assigné à la France est également de 21 %)
- La directive biocarburant (2003) donne des objectifs indicatifs de 5,75 % de substitution par les biocarburants pour 2010
- La Commission étudie actuellement la possibilité d’une directive chaleur renouvelable.
Les différents pays de l’Union ont donc mis en place des politiques plus ou moins volontaristes en matière d’énergies renouvelables en associant des mesures économiques, légales et sociales.
Le Danemark était le leader de l’électricité éolienne et reste le pays qui produit les niveaux les plus élevés d’électricité à partir du vent. Mais l’Allemagne a commencé à accroître sérieusement sa capacité éolienne au milieu des années 1990 avec l’application des subventions et des prêts bon marché, et a maintenant plus d’un tiers de toute la capacité de production éolienne du monde.
La France produit 6% de son énergie à partir de sources renouvelables, 4 % provenant de la biomasse (essentiellement bois énergie) et 2 % de l’hydraulique. L’éolien, en revanche, est encore très peu développé malgré des taux de croissance annuels voisins de 100 %. De même la France compte parmi les mauvais élèves européens en matière de surface solaire installée par habitant.
Quel est le type d’énergie renouvelable le plus utilisé dans le monde ?
Aujourd’hui, l’énergie renouvelable la plus utilisée dans le monde est l’énergie hydraulique. Elle représente environ 16 % de la production d’électricité mondiale et près de 85 % de l’électricité renouvelable. L’énergie hydraulique est produite par la force de l’eau en mouvement, que ce soit par les marées, les courants, les chutes d’eau ou les glaciers. Cette énergie est transformée en électricité grâce à des turbines et des générateurs.
L’énergie hydraulique a de nombreux avantages. Elle est renouvelable, ce qui signifie qu’elle ne s’épuisera jamais. Elle est aussi propre, car elle ne produit pas de pollution atmosphérique. Enfin, elle est peu coûteuse à produire une fois que les centrales hydrauliques ont été construites.
A quel point les énergies renouvelables sont-elles efficientes ?
L’efficacité des énergies renouvelables varie selon la technologie utilisée et les conditions environnementales. Les énergies renouvelables sont généralement plus efficaces lorsqu’elles sont utilisées dans des conditions optimales. Par exemple, les panneaux solaires photovoltaïques sont plus efficaces lorsqu’ils sont exposés à une grande quantité de lumière du soleil. Les éoliennes sont également plus efficaces lorsque les vents sont forts.
Dans des conditions moins idéales, les énergies renouvelables peuvent être moins efficaces que les énergies non renouvelables. Par exemple, lorsque les conditions atmosphériques sont défavorables, les panneaux solaires photovoltaïques peuvent produire moins d’électricité et les éoliennes peuvent tourner moins vite.
Contraintes et limites
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 : par exemple, la collecte et la combustion de la biomasse peut produire des nuisances (piétinement, réduction de biodiversité, etc.) et des polluants (NOx, suies, etc.).
