Généralités sur les énergies renouvelables

Introduction :

L’énergie électrique est au cœur de notre  société moderne qui serait bien en peine si elle devait s’en passer. Sa facilité de transport et surtout sa transformation en une autre forme d’énergie en font un élément désormais indispensable.

En effet, quel appareil domestique ou industriel n’utilise pas d’électricité que ce soit pour faire de l’éclairage, du chauffage, des mouvements de rotation ou translation, de la transmission de signaux, de l’imagerie médicale et bien d’autres choses encore… la liste est presque infinie en fait. C’est pour cela que la production de l’énergie électrique est importante et qu’il est intéressant de pouvoir trouver des solutions afin d’en produire toujours plus mais de manière plus propre et plus durable.

L’utilisation de combustibles carbonés comme base de la production représente, du point de vue climatique, un danger aux risques importants, difficiles à quantifier pour l’économie, l’environnement et la santé des êtres humains. Cela fait maintenant plusieurs années que les scientifiques du monde entier sonnent l’alarme, avertissant que si on change pas le mode de production de l'électricité dans les années qui viennent, nous devons nous préparer à un avenir désastreux. 

Des solutions alternatives aux énergies fossiles que sont le charbon et le pétrole sont donc des voies vers lesquelles notre société toute entière doit s’engager. De plus, la consommation d’énergie, toujours en augmentation, fait réduire les réserves en énergies fossiles et rapproche l’échéance de leur épuisement, ou du moins leur extraction à moindre frais. En effet, pour prendre l’exemple du pétrole, les puits sont désormais beaucoup plus profonds et les gisements plus difficiles d’accès ce qui nécessite plus d’infrastructures et de transformations avant de pouvoir être utilisé comme combustible pour être transformé sous une autre forme d’énergie.

Cet exemple montre qu’un jour viendra où les solutions à base d’énergie renouvelable et alternatives qui sont en ce moment trop coûteuses et peu rentables, se révéleront moins chers que les énergies fossiles. Espérons toutefois que nous saurons développer ces énergies renouvelables avant ce jour.

1. Énergie solaire 

Le rayonnement solaire constitue la ressource énergétique la mieux partagée sur la terre et la plus abondante.


Une partie de ce rayonnement peut être exploitée pour produire directement de la chaleur (solaire thermique) ou de l’électricité : c’est l’énergie solaire photovoltaïque. 

L'énergie solaire photovoltaïque désigne l'électricité produite par transformation d'une partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque. Plusieurs cellules sont reliées entre elles et forment un panneau solaire (ou module) photovoltaïque. Plusieurs modules qui sont regroupés dans une centrale solaire photovoltaïque sont appelés champ photovoltaïque. Le terme photovoltaïque peut désigner soit le phénomène physique - l'effet photovoltaïque - ou la technologie associée.

   2. Énergie hydroélectrique 

L'hydroélectricité ou l’énergie hydroélectrique résulte de la transformation en énergie électrique de l'énergie hydraulique, c'est-à-dire l'énergie fournie par une masse d'eau en mouvement (fleuves, rivières, chutes d’eau, courants marins…).

Durant la première moitié du 20ème siècle l'énergie hydraulique était la source principale mondiale d'électricité. Aujourd'hui elle est considérée comme une technologie mâture qui contribue de manière significative à la fourniture d'énergie renouvelable de par le monde.

Du fait de sa grande flexibilité elle se positionne aujourd'hui comme une composante essentielle de la production d'électricité et la ressource la plus significative à court et moyen terme d'énergie renouvelable.


L’énergie cinétique de l’eau se transforme en énergie électrique grâce à des centrales hydroélectriques, certaines installations comportent des barrages, qui servent à augmenter la hauteur de la chute de l’eau ou à régulariser le débit, et des réservoirs où l’eau est emmagasinée comme réserve d’énergie. D’autre produisent de l’électricité en utilisant le débit de l’eau de façon immédiate (centrales au fil de l’eau). 

Donc l’eau accumulée dans ces barrages ou dérivées par les prises d’eau entraîne la rotation de la turbine d’une génératrice qui est accouplée mécaniquement à un alternateur qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique

L’hydroélectricité offre une production active durant les heures de fortes consommations d’énergie électrique. Mais elle représente aussi quelques impacts tels que les perturbations de la faune et la flore, modification du débit et du niveau de l’eau, et quelques dangers pour les personnes habitant en aval de la retenue.

  3. Énergie marémotrice

L’énergie marémotrice est une énergie connue depuis l’antiquité,  après la découverte des marées par les grecs et les romains, et la découverte  de la loi de la gravitation, l’homme a réussi de tirer  profit de ce phénomène pour la production de l’énergie électrique. 

Les marées sont d'une part dues à l’attraction des astres comme la lune ou le soleil qui exercent une attraction gravitationnelle, et d’autre part, à la force centrifuge qui est présentée grâce à la rotation de la Terre sur elle-même lorsqu’elle tourne autour du soleil. Plus l’astre est proche, plus l’intensité est forte.

On appelle marnage; la différence d’hauteur d'eau entre une pleine mer et une basse mer consécutives.

Une hydrolienne est une turbine sous marine qui utilise l'énergie des courants marins pour produire de l'électricité. Elle fonctionne selon un principe relativement simple. Les pales s'actionnent grâce à la force des courants marins, cela crée une énergie potentielle et grâce à un alternateur, celle-ci est transformée en courant électrique puis transportée jusqu'à la terre ferme par des câbles sous-marins.

  4. La biomasse

La biomasse désigne l’ensemble des matières organiques pouvant se transformer en énergie.

L'utilisation des ressources en biomasse et en particulier de la biomasse végétale dégage très peu de gaz à effet de serre.

  5. Énergie géothermique

L'énergie géothermique est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen.

La géothermie est l’exploitation de la chaleur stockée dans le sous-sol (croûte posée sur un manteau de roche en fusion). Leur principe consiste à creuser un trou dans cette croûte, à envoyer un fluide caloporteur au fond à l’aide d’un tuyau et à récupérer ce fluide chauffé.

On peut l’utiliser sous forme de chauffage ou pour la transformer en électricité en utilisant ainsi la chaleur pour tourner des turbines qui entraînent des alternateurs.

  6. Énergie éolienne

L'activité solaire est aussi la principale cause des phénomènes météorologiques. Ces derniers sont notamment caractérisés par des déplacements de masse d'air à l'intérieur de l'atmosphère. L’énergie due de ces déplacements de masse d'air est à la base de l'énergie éolienne.

Elle représente une ressource indigène gigantesque, sans coûts de combustible et disponible en permanence dans pratiquement tous les pays du monde.

L’énergie éolienne est devenue un enjeu économique important. Elle présente un grand avantage à travers les emplois générés par ce secteur. Des usines de plusieurs millions de dollars sont mises en service dans le monde entier pour leur fabrication. Dans les pays en développement.

Un aérogénérateur, plus communément appelé éolienne, est un dispositif qui transforme une partie de l'énergie cinétique du vent (fluide en mouvement) en énergie mécanique disponible sur un arbre de transmission puis en énergie électrique par l'intermédiaire d'une génératrice 

Conclusion

Les sources d'énergies renouvelables présentent l'avantage d'être disponibles en quantité illimitée. Leur exploitation est un moyen de répondre aux besoins en énergie tout en préservant l'environnement.