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Introduction – énergie renouvelable

« Comment fera-t-on lorsqu’il n’y aura plus de pétrole ? » Je me posais déjà cette question lorsque j’étais enfant. « On trouvera autre chose », disait ma mère.

Quarante ans plus tard, on n’a toujours pas trouvé, notre monde est encore plus dépendant des énergies fossiles (charbon, gaz et pétrole), qui finiront forcément par manquer un jour. Certes, une forte prise de conscience écologique a émergé ces dernières années, liée en particulier au réchauffement climatique.

Certes, on développe beaucoup les énergies renouvelables et on lutte davantage contre les gaspillages. Malgré cela, la consommation mondiale d’énergie fossile augmente toujours. Un problème dramatique pour lequel on n’a pas de vraie solution.

Qu’est-ce que l’énergie ? Définition

Le mot « énergie » vient du grec energeia, qui veut dire « force en action ». Cette idée de « force en action » associe l’énergie à la puissance et la capacité à vaincre l’inertie, c’est-à-dire la « propriété de la matière qui fait que les corps ne peuvent d’eux-mêmes modifier leur état de mouvement » (Larousse). Avec la révolution industrielle, le concept se dessine et recouvre des réalités nombreuses :

mettre en mouvement, chauffer, comprimer, éclairer, sonoriser, transmettre une information – on distingue ainsi plusieurs formes d’énergie, par exemple l’énergie cinétique ou l’énergie thermique.

L’énergie voit alors sa définition se préciser : c’est la capacité d’un système à modifier son état, à produire des transformations – par exemple, à produire du mouvement, de la chaleur, ou de la lumière.

L’énergie est quantifiable, mais elle reste abstraite.

Quels sont les 5 types d’énergies renouvelables ?

Il existe différents types d’énergie libre :

• L’énergie de gravitation. Un objet soumis à l’attraction terrestre possède une énergie potentielle qui, lorsqu’il « tombe », se transforme en énergie cinétique. Capter cette énergie grâce à une turbine permet ainsi de générer de l’électricité. Exemple :
l’énergie hydraulique. L’eau qui s’écoule dans les canalisations met en mouvement les turbines.

• L’énergie cinétique. Un corps en mouvement possède une énergie de mouvement : l’énergie cinétique. Elle est présente partout. Exemple : le vent, les cours d’eau, les vagues…

• L’énergie rayonnante ou radiative. Cette énergie repose sur le principe du rayonnement électromagnétique qui se réalise par déplacement de particules ou d’ondulations. La lumière visible, les rayons X, les ondes infrarouges, les ondes ultraviolettes ou les ondes radio, par exemple, sont différents types de rayonnements électromagnétiques. On utilise quotidiennement cette énergie pour allumer une ampoule électrique ou un appareil de chauffage… Mais c’est aussi l’énergie produite par le Soleil.

• L’énergie thermique. C’est la manifestation de l’énergie sous forme de chaleur. Plus la température d’un objet est élevée, plus l’énergie thermique de l’objet est importante. Elle est fournie par la combustion ou par le rayonnement solaire, par exemple. Selon les cas, elle peut permettre de cuire des aliments, d’accélérer des réactions chimiques, mais aussi de générer des mouvements. Exemple :
la géothermie, la biomasse, le solaire thermique…

• L’énergie chimique. Elle est produite par un mélange de produits chimiques : une réaction chimique. L’énergie associée à la liaison des atomes dans les molécules se traduit souvent par une source de chaleur. La combustion des énergies fossiles ainsi que les piles ou batteries (assemblage de piles) sont des exemples de production d’énergie chimique.

• L’énergie nucléaire. Elle est fournie par la chaleur dégagée par la fission d’un minerai combustible :
l’uranium. Le principe est que l’énergie nécessaire pour casser le noyau d’un atome est très inférieure à celle dégagée par l’émission de neutrons. Dans le cas d’une centrale nucléaire, la chaleur produite par les réactions en chaîne produites au sein du réacteur est utilisée pour transformer de l’eau en vapeur qui permet de mettre en mouvement une turbine génératrice d’électricité.

• L’énergie électrique. Il s’agit de l’énergie liée aux phénomènes électriques tels que la circulation du courant électrique. Elle est associée au déplacement des électrons à travers un matériau conducteur. L’électricité se manifeste de manière naturelle dans la foudre, les influx nerveux de certains organismes ou sous forme d’électricité statistique créée par le frottement ou la mise en contact de matériaux différents. Elle peut également être créée en utilisant une source d’énergie.

• L’énergie magnétique. Les aimants permanents émettent des champs magnétiques, tout comme les bobines dans lesquelles circulent des courants électriques ; ce phénomène permet par exemple de faire tourner un moteur.

Plus de détails consulter l’article : Les différents types d’énergies renouvelables

Quels sont les avantages des énergies renouvelables sur l’environnement pdf ?

Les EnR ont l’avantage de pouvoir être produites au plus près de la consommation. Le bois énergie en est l’exemple le plus flagrant. Il n’est pas non plus nécessaire de produire de l’énergie solaire ou éolienne dans de grandes centrales, les entreprises, et même les consommateurs individuels, peuvent dans de nombreux cas exploiter l’énergie sur place. 

Le coût nivelé de l’énergie (c’est-à-dire la valeur actuelle nette du coût unitaire de l’électricité sur la durée de vie d’un actif) est d’ores et déjà compétitif pour certaines énergies renouvelables (par exemple le bois énergie chez les particuliers). 

Les énergies renouvelables ont un bilan environnemental meilleur que les autres sources d’énergie sur la plupart des impacts environnementaux, voici les principaux avantages : 

Avantages sur le plan environnemental

• L’énergie renouvelable n’est pas limitée par l’épuisement de son gisement (sauf pour la biomasse, comme le bois). Elle connait toutefois d’autres limites (superficie nécessaire, infrastructures, rendement, intermittence, stockage, etc.).
• La production de gaz à effet de serre est très inférieure à celle des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz). Dans le cas de la biomasse, le gaz carbonique produit par la conversion thermochimique (combustion) du méthane, 10 fois plus nocif du point de vue « effet de serre« , et est normalement compensé par la réabsorption par la flore.
• 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 nucléaires.
• De façon « cachée », les énergies renouvelables émettent toutefois des gaz à effet de serre, notamment lors de la production des dispositifs d’exploitation énergétiques (panneaux solaires, éoliennes, etc). Ces émissions sont très inférieures à celles des énergies fossiles, mais du même ordre de grandeur que celles de l’électricité d’origine nucléaire.

Avantages de l’énergie solaire

• Le solaire est utile pour la production décentralisée d’électricité ou de chaleur, pour actionner des systèmes isolés.
• C’est une énergie renouvelable puisque le soleil va briller encore cinq milliards d’années. De plus, cette énergie est propre.

Avantages de l’énergie éolienne

• C’est une énergie propre.
• Le mini-éolien permet aux particuliers de fabriquer leur énergie pour répondre à leurs propres besoins.
• Certaines éoliennes arrivent à capter les vents faibles.

Exemple d’énergie renouvelable

Il y a plusieurs exemples d’EnR, qui sont des sources d’énergie qui peuvent être régénérées naturellement et qui ne s’épuisent pas avec le temps. Voici quelques exemples :

1. L’énergie solaire : l’énergie solaire est produite à partir de la lumière du soleil. Les panneaux solaires convertissent cette énergie en électricité.
2. L’énergie éolienne : l’énergie éolienne est produite à partir du vent. Les éoliennes convertissent l’énergie cinétique du vent en électricité, sans générer du dioxyde de carbone au cours de son cycle de vie.
3. L’énergie hydraulique : l’énergie hydraulique est produite à partir de l’eau. Les barrages hydroélectriques utilisent la force de l’eau pour produire de l’électricité.
4. L’énergie géothermique : l’énergie géothermique est produite à partir de la chaleur de la Terre. Les centrales géothermiques utilisent cette chaleur pour produire de l’électricité.
5. L’énergie biomasse : l’énergie biomasse est produite à partir de matières organiques, comme les déchets agricoles, les déchets de bois, et les déchets alimentaires. Ces matières organiques peuvent être brûlées pour produire de l’électricité ou transformées en biocarburants.

Toutes ces sources d’énergie peuvent être utilisées pour produire de l’électricité ou de la chaleur, et sont considérées comme des alternatives plus durables et respectueuses de l’environnement aux sources d’énergie fossiles comme le pétrole et le gaz naturel.

Quelles sont les nouvelles sources des énergies renouvelables ?

Il n’y a pas de définition précise de ce qui est considéré comme une « nouvelle » EnR, mais voici quelques exemples d’énergies renouvelables émergentes ou en développement :

1. L’énergie des vagues : L’énergie des vagues est produite par la conversion de l’énergie cinétique des vagues en électricité. Les technologies pour capter l’énergie des vagues sont encore en développement, mais elles ont le potentiel de fournir une source d’énergie renouvelable importante dans certaines régions.
2. L’hydrogène renouvelable : L’hydrogène est un vecteur énergétique qui peut être produit à partir d’énergies renouvelables telles que l’énergie solaire ou éolienne. L’hydrogène peut ensuite être utilisé pour produire de l’électricité ou comme carburant pour les véhicules à pile à combustible.
3. L’énergie thermique des océans : L’énergie thermique des océans est produite par la différence de température entre les couches supérieures et inférieures de l’océan. Cette différence de température peut être utilisée pour produire de l’électricité.
4. Les biocarburants de deuxième et troisième génération : Les biocarburants sont des carburants liquides produits à partir de matières organiques. Les biocarburants de première génération ont été critiqués pour leur impact environnemental et social, mais les biocarburants de deuxième et troisième génération sont produits à partir de matières premières non alimentaires et peuvent être produits de manière plus durable.
5. L’énergie solaire thermique concentrée : L’énergie solaire thermique concentrée est produite à partir de miroirs qui concentrent la lumière solaire sur une petite surface, chauffant un fluide qui est ensuite utilisé pour produire de l’électricité. Cette technologie est en développement et est utilisée dans certaines régions pour produire de l’électricité à grande échelle.

La mer, un potentiel énergétique pour le futur Il existe encore bien des technologies en cours de développement qui utilisent des énergies renouvelables marines.

Exemples :
• L’utilisation des algues marines pour produire des biocarburants ;
• L’énergie osmotique : c’est l’énergie exploitable à partir de la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce, qui sont séparées par une membrane semi-perméable.

Les sources d’énergie renouvelables ont encore du mal à remplacer le pétrole dans les secteurs du transport et de l’industrie, en raison de leur intermittence. Les grands pays sont confrontés à des difficultés pour stabiliser la production d’énergie renouvelable en raison du manque d’équipement en hydroélectricité et en nucléaire.

En conséquence, il semble actuellement difficile pour les grandes nations industrialisées de remplacer les énergies fossiles par des sources d’énergie renouvelable de manière viable. Pour que cela devienne possible, une réduction significative de la consommation énergétique actuelle est nécessaire, en particulier dans les transports, afin de limiter autant que possible l’utilisation du pétrole.

Quelles sont les inconvénient des énergies renouvelable ?

Bien que les énergies renouvelables soient considérées comme des sources d’énergie plus durables et respectueuses de l’environnement que les énergies fossiles, elles ont également des inconvénients. Voici quelques-uns des inconvénients courants des énergies renouvelables :

1. Intermittence : L’une des principales limites des énergies renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire est leur intermittence. Elles dépendent des conditions météorologiques et ne sont donc pas toujours disponibles lorsque l’on en a besoin.
2. Coûts important élevés : Les technologies de production d’énergies renouvelables telles que les panneaux solaires et les éoliennes peuvent être coûteuses à produire et à installer, ce qui peut limiter leur utilisation.
3. Occupation des terres : Les projets d’énergie renouvelable tels que les parcs éoliens et les fermes solaires peuvent nécessiter des grandes surfaces de terres pour leur installation, ce qui peut avoir un impact sur les habitats naturels et les communautés locales.
4. Dépendance aux matériaux rares : Certaines technologies d’énergie renouvelable, telles que les batteries pour le stockage d’énergie solaire, nécessitent des matériaux rares tels que le lithium, ce qui peut avoir des implications sur la disponibilité des matériaux et leur impact environnemental.
5. Nuisances sonores et visuelles : Les éoliennes peuvent créer des nuisances sonores pour les communautés avoisinantes, tandis que les installations solaires peuvent être considérées comme des intrusions visuelles.