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Association « Jeunesse Environnement »

Le Pourquoi du Comment des énergies renouvelables…

ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


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SOMMAIRE

INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P.3 ENERGIE SOLAIRE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .P.4, 5, 6, 7 EOLIENNE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P.8, 9, 10 ENERGIE HYDRAULIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P.11 ENERGIE GEOTHERMIQUE . . . .. . . . . . . . . .P.12, 13 BIOMASSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .P.14, 15, 16 EDITION. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P.16

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INTRODUCTION

Chers Lecteurs, Chères Lectrices, Actuellement, les énergies renouvelables sont au cœur des sujets de discussions, c’est pour cela que nous avons décidé de créer un guide sur ce sujet. Une énergie renouvelable, appelée aussi « énergie verte », est une énergie renouvelée ou régénérée naturellement à l’échelle d’une vie humaine. Et nous avons choisi de vous présenter 5 grands types d’énergies renouvelables dans ce guide : >L’énergie éolienne (produite par la force du vent.) ; >L’énergie hydraulique (produite par la force de l’eau.) ; >L’énergie solaire (produite par les rayons du soleil.); >L’énergie géothermique (produite par les eaux souterraines.) ; >L’énergie biomasse (produite par les matières organiques.) Bonnes Lectures,

Yohann WEIHSBACH Président de l’association Jeunesse Environnement

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SOLAIRE

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L’énergie solaire est l’énergie produite par le rayonnement du soleil, directement ou de manière diffuse à travers l’atmosphère. L'Homme utilise l'énergie solaire pour la transformer sous d'autres formes d'énergie : énergie alimentaire, énergie cinétique, énergie thermique, électricité ou biomasse. L'énergie solaire est donc à l'origine de toutes les énergies sur Terre à l'exception de l'énergie nucléaire, de la géothermie et de l'énergie marémotrice. Par extension, l'expression « énergie solaire » est souvent employée pour désigner l'électricité ou l'énergie thermique obtenue à partir de cette dernière. Les techniques pour capter directement une partie de cette énergie sont disponibles et sont constamment améliorées. On peut distinguer le solaire passif (La plus ancienne utilisation de l'énergie solaire consiste à bénéficier de l'apport direct du rayonnement solaire, c'est-à-dire l'énergie solaire passive. Pour qu'un bâtiment bénéficie au mieux des rayons du Soleil, on doit tenir compte de l'énergie solaire lors de la conception architecturale (façades doubles, orientation vers le sud, surfaces vitrées, etc.). L'isolation thermique joue un rôle important pour optimiser la proportion de l'apport solaire passif dans le chauffage et l'éclairage d'un bâtiment. Dans une maison solaire passive, l'apport solaire passif permet de faire des économies d'énergie importantes. Dans ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


les bâtiments dont la conception est dite bioclimatique, l'énergie solaire passive permet aussi de chauffer tout ou partie d'un bâtiment pour un coût proportionnel quasi nul.) , le solaire photovoltaïque (L'énergie solaire photovoltaïque est l'électricité produite par transformation d'une partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque.

Plusieurs cellules sont reliées entre elles sur un module solaire photovoltaïque. Plusieurs modules sont regroupés pour former une installation solaire chez un particulier ou dans une centrale solaire photovoltaïque. L'installation solaire peut alimenter un besoin sur place (en association avec un moyen de stockage) ou être injectée, après transformation en courant alternatif, dans un réseau de distribution électrique (le stockage n'étant alors pas nécessaire). Le terme photovoltaïque peut désigner soit le phénomène physique, l'effet photovoltaïque découvert par Antoine Becquerel en 1839, ou la technologie associée.) et le solaire thermique (Le solaire thermique consiste à ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


utiliser la chaleur du rayonnement solaire. Il se décline de différentes façons : en usage direct de la chaleur : chauffe-eau et chauffages solaires, cuisinières et sécheuses solaires ; en usage indirect, la chaleur servant pour un autre usage : rafraichissement solaire, centrales solaires thermodynamiques.) Sur le long terme, les prix du charbon, du gaz et du pétrole augmentent avec l'épuisement de la ressource. Le solaire apporte une source inépuisable d'énergie et la commission européenne pour les énergies renouvelables prévoit que l'énergie solaire représentera une part de 20 % dans les énergies renouvelables, celles-ci devant apporter 20 % de l'énergie en 2020 et 50 % en 2040. Les investissements initiaux nécessaires à l’équipement en panneaux solaires restent encore bien souvent rédhibitoires. Les recherches se concentrent donc dans cette direction. La tendance actuelle est une utilisation moindre du silicium pour réduire les coûts, l’utilisation de toits en acier et la recherche sur les méthodes de stockage d’énergie des plantes. Augustin Mouchot commence à s'intéresser à l'énergie solaire en 1860. En 1873, une subvention du conseil général de Tours lui permet de construire un four solaire de 4 m2 qu'il présente à l'Académie des sciences en octobre 1875. En 1877, une subvention du conseil général d'Alger lui permet de construire sur le même principe un « grand appareil de 20 m 2 » ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


lequel reçoit une Médaille d'Or à l'Exposition universelle de 1878. En août 1882, lors de la Fête de l'Union française de la jeunesse, Abel Pifre utilise un récepteur solaire d'Augustin Mouchot pour actionner une machine à vapeur qui lui permet de tirer un journal.

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EOLIENNE

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Selon Hubert Reeves, « chaque éolienne est garantie d'un peu moins de gaz carbonique dans l'atmosphère ou d'un peu moins de déchets nucléaires à gérer par les générations à venir ». Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement ou pour produire de l'électricité. L’énergie éolienne est une énergie renouvelable idéale selon Ressources naturelles Canada. Les régions du monde où les champs éoliens sont les plus nombreux sont le Danemark, le nord de l'Allemagne et la Californie (USA). On peut trouver également de nombreux parcs éoliens dans les îles des Shetlands (Ecosse), mais aussi en Bretagne, dans l'Aude, Meuse (France), dans la plaine du Pô (Italie) et en Galicie (Espagne), où l'on peut en voir des centaines tout au long de la côte. L'efficacité d'une éolienne dépend de son emplacement. Un site avec des vents d'environ 30 km/h de moyenne sera environ huit fois plus productif qu'un autre site avec des vents de 15 km/h de moyenne. Une éolienne fonctionne d'autant mieux que les vents sont réguliers et fréquents. Les éoliennes sont utilisables quand la vitesse du vent est supérieure à une valeur comprise entre 10 et 20 km/h. ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


Une éolienne utilisée pour fournir de l'électricité aux réseaux délivre des puissances importantes, de l'ordre de 2 MW à l'intérieur des terres et de 5 MW en mer. C'est ainsi que certains navires sont maintenant équipés d'éoliennes pour faire fonctionner des équipements tels que le conditionnement d'air. Pour une éolienne de 3 m de diamètre et 2 m de haut, une production de 8 ::: kWh/an est annoncée. Il s’agit d’une forme d’énergie indéfiniment durable et propre. Elle ne nécessite aucun carburant. Elle ne crée pas de gaz à effet de serre. Chaque mégawatt-heure d’électricité produit par l’énergie éolienne aide à réduire de :,8 à :,9 tonne les émissions de CO2 rejetées chaque année par la production d’électricité d'origine thermique. Lorsque de grands parcs d’éoliennes sont installés sur des terres agricoles, seulement 2 % du sol environ est requis pour les éoliennes. La surface restante est disponible pour l’exploitation agricole, l’élevage et d’autres utilisations. Elle ne produit pas de déchets toxiques ou radioactifs car une éolienne est constituée principalement de métal et de matière plastique. En 2004, les parts de marché mondiales des principaux fabricants d'éoliennes étaient les suivantes : le danois Vestas avec 34,1 % ; l'espagnol Gamesa avec 18,1 % ; l'allemand Enercon avec 15,8 % ; l'américain GE Wind avec 11,3 %. Ce développement de la capacité de production répond à une demande croissante d'une partie de la population pour une production d'énergie renouvelable. Les principaux ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


fabricants d'éoliennes, sont surtout originaires du Danemark et d'Allemagne, pays qui ont investi ce secteur de manière très volontariste. Les éoliennes permettent, au travers de la taxe professionnelle, de participer au développement local avec une contribution annuelle de l'ordre de 1: ::: € par MW Certaines communes rurales peuvent ainsi revivre et assurer des travaux pour lesquels elles s'endettaient jusque-là. Depuis l'Antiquité, les moulins à vent convertissent l'énergie éolienne en énergie mécanique. En 1888, Charles F. Brush construit une petite éolienne pour alimenter sa maison en électricité, avec un stockage par batterie d'accumulateurs. Une éolienne expérimentale de 800 kVA fonctionne de 1955 à 1963 en France, à Nogent-le-Roi dans la Beauce. Elle avait été conçue par le Bureau d'Études Scientifiques et Techniques de Lucien Romani et exploitée pour le compte d'EDF. Simultanément, deux éoliennes Neyrpic de 130 et 1 000 kW furent testées par EDF à Saint-Rémy-des-Landes (Manche) 2. Il y eut également une éolienne raccordée au secteur sur les hauteurs d'Alger (Dély-Ibrahim) en 1957.Cette technologie ayant été quelque peu délaissée par la suite, il faudra attendre les années 1970 et le premier choc pétrolier, pour que le Danemark reprenne les développements d'éoliennes.

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| HYDRAULIQUE | L'énergie hydroélectrique est une énergie renouvelable. Elle est aussi considérée comme une énergie propre, bien qu'elle fasse parfois l'objet de contestations environnementales, soit en raison de son emprise foncière, soit plus récemment sur son bilan carbone. L'hydroélectricité est considérée comme une énergie propre et inépuisable, contrairement au pétrole ou au gaz naturel. Malgré des coûts de réalisation généralement élevés, les coûts de maintenance sont raisonnables, les installations sont prévues pour durer longtemps, et l'énergie de l'eau est gratuite et renouvelable si elle est bien gérée. Donc le bilan est plutôt positif, c'est un des systèmes de production d'électricité les plus rentables ; en outre c'est un des plus souples. L'énergie hydroélectrique est stockable, elle peut donc être utilisée en pointe, c’est-à-dire quand la demande est la plus forte sur le réseau public de distribution électrique. En revanche, la production d'hydroélectricité est limitée par la réserve d'eau disponible, ce qui dépend du climat et des pompages réalisés en amont de la retenue pour l'eau sanitaire et l'irrigation. La puissance hydroélectrique installée dans le monde en 2004 était estimée à 715 gigawatts (GW), soit environ 19% de la puissance électrique mondiale. Près de 15 % de la puissance électrique installée en Europe est d’origine hydraulique. ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


| GEOTHERMIE | La géothermie, du grec Géo (la terre) et thermie (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à l'exploiter. On distingue trois types de géothermie : - la géothermie peu profonde à basse température - la géothermie profonde à haute température ; - la géothermie très profonde à très haute température. Ces trois types de géothermie prélèvent la chaleur contenue dans le sol. 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 la source d'énergie principale de l'Islande, mais ce sont les Philippines qui en sont le plus gros consommateur, 28% de l'électricité générée y étant produite par la géothermie. La plus grande partie de la chaleur interne de la Terre (87%), est produite par la radioactivité des roches qui constituent le manteau et la croûte terrestre : Radioactivité naturelle produite par la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium. ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


Depuis l'aube de l'humanité, l'homme a toujours su tirer parti de cette énergie. Il s'agit principalement d'extraire la chaleur contenue dans le sous-sol afin de l'utiliser pour les besoins en chauffage. Plus on fore profond dans la croûte terrestre, plus la température augmente. En moyenne, l'augmentation de température atteint 20 à 30 degrés par kilomètre. Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie de profondeur (haute et basse énergie), présente l’avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent). C’est donc une source d'énergie quasi-continue car elle est interrompue uniquement par des opérations de maintenance sur la centrale géothermique.

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BIOMASSE

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Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des matières organiques pouvant devenir des sources d'énergie. Ces matières organiques qui proviennent des plantes sont une forme de stockage de l'énergie solaire, captée et utilisée par les plantes grâce à la chlorophylle. Elles peuvent être utilisées soit directement (bois énergie) soit après une méthanisation de la matière organique (biogaz) ou de nouvelles transformations chimiques (biocarburant). Elles peuvent aussi être utilisées pour le compostage. La biomasse est une énergie qui peut être chimiquement polluante lorsqu'elle est mal utilisée. Bien qu'elle libère du CO2 en brûlant, comme le charbon, le gaz ou le pétrole, il ne faut pas oublier que le carbone stocké dans la biomasse a récemment été extrait de l'atmosphère par la photosynthèse des plantes ou algues, alors que ce processus a eu lieu ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


il y a des millions d'années pour les ressources fossiles. Le bilan quantitatif CO2 est donc nul mais à condition que toute l'énergie qu'il a fallu dépenser pour extraire du combustible de la biomasse soit elle aussi d'origine biomasse, sinon il y aurait alors un bilan CO2 défavorable. En régime industriel établi, l'on utilisera pour ce conditionnement du combustible « biomasse ». Il faut par contre faire très attention à ne pas libérer d'autres gaz à effet de serre, comme le méthane (CH4), qui a un pouvoir réchauffant environ 21 fois plus important que CO2 : la moindre fuite sérieuse dans une installation peut rendre son bilan très négatif. L'énergie tirée de la biomasse peut dans la plupart des cas être considérée comme une énergie renouvelable. A l'heure actuelle, on constate un manque de visibilité et de structuration de cette filière en plein développement. Avec 30,7 % du total mondial, les Etats-Unis sont le premier producteur d'électricité à partir de la biomasse, devant l'Allemagne et le Brésil (7,3 %). La biomasse est la fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l'agriculture, y compris les substances végétales et animales, des produits, déchets et résidus provenant de la sylviculture et des industries connexes, des déchets et résidus végétaux de l'industrie. ENER’J – Guide du Pourquoi du Comment des Energies renouvelables


Et cette énergie existe sous forme de chaleurs « les bioénergies », par conversion biologique « les biogaz » et sous forme de carburants « les biocarburants ».

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Guide réalisé par : Adèle RELLIER ; Frédéric DE OLIVEIRA ; Gordon RASS KWASI ; Mickaël TAILLECOURT ; Quentin BENSI ; Yoann FUKS ; Yohann WEIHSBACH

Photos (Ordre chronologique) : Thinkpanama*, Claudio Schwarz*, Alain BACHELLIER*, Coincoyote*, JS BOUCHARD*, Alain BACHELLIER*, David Reverchon*, Pepeketua, Dr Papillon and Hoedic*, NguyenDai*, Pascal Vuylsteker* & Steve BARREAU *Photos libre de droit sous contrat Creative Commons ©

Publiés par : l’Association Jeunesse Environnement Association loi 1901 déclarée en Préfecture de MELUN (77) 27, Rue Alfred Kastler – 77176 Savigny le Temple

Guide ayant fait l’objet d’un dépôt de copyright auprès d’un huissier

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Association « Jeunesse Environnement » www.jeunesse-environnement.com

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