Le document présente une introduction aux énergies renouvelables, en mettant en évidence leur importance par rapport aux énergies non renouvelables. Il détaille les différentes sources d'énergies renouvelables, telles que l'énergie solaire, éolienne, hydraulique, géothermique, biomasse et marine, tout en discutant des enjeux environnementaux et de la capacité énergétique de l'Algérie. En outre, il aborde les innovations futures comme la fusion nucléaire et le potentiel des hydrocarbures non conventionnels en Algérie.

1. INTRODUCTION aux ENERGIES
RENOUVELABLES
Professeur: Abdelouahab ZAATRI
Chercheur Independant
azaatri@yahoo.com
www.lata.forumactif.info
Constantine, Algeria, 12 Novembre 2018

2. Plan de Présentation
2
1 Importance des Energies Renouvelables et non renouvelables
2 Les différences sources d’énergie
1.1- Classiques: Hydrocarbures + charbon
1.2- Nucléaire réacteurs a Fission-radioactivité
1.3- Les énergies Renouvelables : solaire, éolienne, etc.
1.4- Le gaz de schiste
1.5- Nucléaire: Fission
3 Capacité Energétique de l’Algérie
4  Des ejemples de systémes d’énergies renouvelables
5Discussion + Débats

3. 3
Histoire de l’univers, la terre, la vie, l’homme
**Big-Bang-13.7
milliards
d'années
** la Terre, 4,55
milliards
d'années.
** La vie dans les
oceans-
3,85 milliards
d'années.
** La vie animale
et végétale... sort
de l'eau
Les plantes
d'abord... 440
millions
** Homme-
7 millions
d'années

4. 4
Energie Humaine
Les premiers hommes ne
pouvaient compter que sur leur
force musculaire pour se
déplacer, chasser, façonner des
objets et les transporter,
construire leurs abris.

5. 5
Energie Animale

6. 6
Energie Animale

7. 7
La chaleur– Le Feu
Le feu: L’homo erectus de Tautavel en 400 000 ans avant JC ne le connaissait pas le
feu.
Le feu est maîtrise vers –300 000.
Longtemps utilisé simplement pour faire cuire les aliments et se défendre des prédateurs,
la maîtrise du feu devient essentielle au Néolithique pour préparer les céramiques puis
inventer la métallurgie, d’abord celle du cuivre vers –3 500 à Sumer, puis celle du bronze
et enfin celle du fer vers –1 500.

8. 8
Energie du Vent
À la fin de cette période (3000 ans avant notre ère), une autre source d’énergie, la
force du vent, devient l’alliée des hommes : ils construisent les premiers bateaux à
voile, permettant des échanges fluviaux et maritimes de plus en plus lointains et la
découverte de nouveaux horizons.
C’est 200 ans avant notre ère que les premiers moulins à vent apparaissent en
Perse.

9. 9
Energie de l’Eau

10. 10
La Révolution industrielle– Energie Mecanique
La vapeur- energie mecanique-
Machinisme

11. Energie Non Renouvelable
11
Pétrole et Huiles dérivés
Charbon
Gaz Naturel
Energie Nucleaire de Fission
Problemes Associées
Sources d’energie epuisables.
La combustion des hydrocarbures rejette le dioxyde de carbone CO2
qui est un facteur majeur dans le rechauffement planetaire et du
changement climatique.
--Pollution de l’air, eau causant maladies, allergies, ..
-- Catastrophes par accidents nucleaires (chernobil, japan, ..)
--Gros risques sur l’environnement et la vie
Les Energies Conventionnelles
Non Renouvelables
Historiquement, le fonctionnement de l’industrie a exploité les energies fossiles.
C’est le cas de l’Algerie qui dispose d’une reserve d’hydrocarbures importante
surtout depuis l’independance

12. Energie Non Renouvelable
12
Les Energies Conventionnelles
Petrole et dérivés

13. Energie Non Renouvelable
13
Les Energies Conventionnelles
Charbon

14. Energie Non Renouvelable
14
Les Energies Conventionnelles
Gaz Naturel

15. Energie Non Renouvelable
15
Les Energies Conventionnelles
Energie Nucleaire de Fission

16. 16
L’énergie renouvelable était négligée mais elle est de plus en plus
considérée comme une alternative sérieuse permettant de réduire la
pollution et le changement climatique
Une énergie est dite renouvelable lorsqu'elle provient de sources que la
nature renouvelle en permanence, par opposition à une énergie non
renouvelable dont les stocks s'épuisent.
Les énergies renouvelables proviennent de 2 grandes sources
naturelles : le Soleil (à l'origine du cycle de l'eau, des marées, du vent
et de la croissance des végétaux) et la Terre (qui dégage de la chaleur).
Surnommées "énergies propres" ou "énergies vertes", leur exploitation
engendre très peu de déchets et d'émissions polluantes mais leur
pouvoir énergétique est beaucoup plus faible que celui des énergies non
renouvelables.
Définition de « Energie Renouvelable »

17. 17
Les énergies renouvelables sont divisées en 6 catégories :
L'énergie hydraulique
La force de l'eau des chutes retenue par des barrages ou non fait tourner les turbines
des centrales pour produire de l'électricité.
L'énergie éolienne
La force du vent fait tourner des éoliennes qui produisent de l'électricité.
L'énergie solaire
Les rayons du soleil chauffent l'eau grâce à des capteurs solaires ou fournissent de
l'électricité grâce à des cellules photovoltaïques.
L'énergie de la géothermie
La chaleur du sous-sol chauffe directement l'eau ou fait tourner les turbines des
centrales pour produire de l'électricité.
L'énergie de la biomasse
La combustion de la matière organique (plantes, arbres, déchets animaux, agricoles ou
urbains) produit de la chaleur ou de l'électricité.
Les énergies marines
Les flux naturels d'énergie des eaux marines sont utilisés pour produire de l’électricité.
La force des marées fait tourner les turbines des centrales pour produire de l’électricité.
Les Energies Renouvelables

18. 18
Les énergies renouvelables sont divisées en 6 catégories :
L'énergie hydraulique
La force de l'eau des chutes retenue par des barrages ou non fait tourner les turbines
des centrales pour produire de l'électricité.
L'énergie éolienne
La force du vent fait tourner des éoliennes qui produisent de l'électricité.
L'énergie solaire
Les rayons du soleil chauffent l'eau grâce à des capteurs solaires ou fournissent de
l'électricité grâce à des cellules photovoltaïques.
L'énergie de la géothermie
La chaleur du sous-sol chauffe directement l'eau ou fait tourner les turbines des
centrales pour produire de l'électricité.
L'énergie de la biomasse
La combustion de la matière organique (plantes, arbres, déchets animaux, agricoles ou
urbains) produit de la chaleur ou de l'électricité.
Les énergies marines
Les flux naturels d'énergie des eaux marines sont utilisés pour produire de l’électricité.
La force des marées fait tourner les turbines des centrales pour produire de l’électricité.
Les Energies Renouvelables

19. 19
Elle provient du soleil sous forme de rayonnement ou de chaleur
L’energie solaire peut etre captee par des capteurs solaires et etre convertie en
electricite ou utiliser en chaleur pour chauffer l’air, l’eau ou d’autres fluides
- Le solaire photovoltaique (PV): le rayonnement solaire est directement
convertie en electrivite par des cellules photovoltaiques– (batteries solaires).
-Le solaire photothermique: Des capteurs photothermiques convertissent
l’energie solaire en energie thermique (chaleur). Cette chaleur peut etre utilisee
pour le chauffage, la refrigeration, ou pour produire de l’electricite.
C'est une énergie propre qui n'émet aucun gaz à effet de serre et sa matière
première, le soleil, est disponible partout dans le monde, gratuite et inépuisable.
L’ Energie Solaire

20. 20
.Applications:
- les cellules solaires photovoltaïques qui convertissent l’énergie
solaire en électricité par exemple pour pomper l’eau ou pour alimenter
de petits réseaux électriques.
--Très intéressants en milieu isolé ou éloigné des centrales électriques
L’ Energie Photovoltaïque

21. 21
Une installation ON-GRID signifie que le système solaire fonctionne parallèlement au
réseau électrique public. Si l'énergie stockée dans les batteries du kit solaire devient
insuffisante, le basculement sur le réseau public se fait automatiquement.
Une installation OFF-GRID signifie que le système solaire est totalement autonome.
Il n'est pas relié au fournisseur d'électricité public.
Installations Photovoltaïques

22. 22
Capteurs Photothermiques a Basse température pour le chauffage
L’homme a de tout temps utilisé l’énergie solaire pour la conservation des
aliments , le séchage et l’extraction du sel de l’eau de mer). On distingue :
- les technologies solaires thermiques (chauffe-eau, cuisinières,
distillateurs, séchoirs solaires) qui utilisent directement le rayonnement
solaire.
Le Solaire Photothermique: Basse température

23. • Les collecteurs paraboliques et cylindro-paraboliques concentrent
l’energie en un point ou une zone focale (effet de loupe).
• Le concentrateur parabolique doit poursuivre en permanence le soleil.
• Les techniques qui concentrent les rayons vers un point peuvent
obtenir des températures allant jusqu'à 1000 °C.
23
Systemes Photothermiques à Concentration

24. fonctionne selon le même principe : il y a transformation de chaleur issue de vapeur ou de gaz à
très haute température et à haute pression en énergie mécanique : ce sont les mouvements des
turbines ou des pistons qui font ensuite tourner un générateur électrique qui crée donc du
courant.
Le rendement final est d'autant plus élevé que la chaleur fournie au départ est à haute
température. Ceci ne peut être obtenu qu'en concentrant les rayons solaires vers un point.
On considère que ces centrales ne sont concevables que dans les régions du globe où le
rayonnement direct du soleil dépasse 1900 Kwh par m² et par an, et là où la transparence
atmosphérique est bonne (donc dans les régions arides et montagneuses).
24
Centrales Electriques thermiques Solaires

25. 25
• Pour démarrer, une éolienne a besoin d'une
vitesse de vent minimale, de l'ordre de 10-15
kilomètres/heure (3-4 m/s)
• Mais l'éolienne a aussi une limite
supérieure : 90 kilomètres/heure. Cette limite
répond à des objectifs de sécurité mais aussi
de rentabilité : en tournant très vite, les
pièces s'usent.
• La vitesse de rotation du rotor (de 12 à 15
tours/minute) doit être augmentée par un
système mécanique interne, le multiplicateur,
qui permet d'atteindre environ 1 500
tours/minute, vitesse nécessaire au bon
fonctionnement de l'alternateur.
Energie Eolienne

26. 26
Bioenergie est une forme d’energie renouvelable qui provient
de la biomasse. La biomasse est n’importe quelle matiere
organique recente provenant des plantes ou des animeaux.
Elle provient des produits agricoles, des forets, des dechets
animales et vegetales, des eaux usees.
Elle permet de produire du gaz methane et d’autres alcools
pour generer de la chaleur ou de l’electricite.
Les biocarburants, parfois appelés agrocarburants, sont
issus de la biomasse. Il existe principalement deux filières
industrielles : l’éthanol et le biodiesel. Ils peuvent être utilisés
purs comme au Brésil (éthanol) ou en Allemagne (biodiesel),
ou comme additifs aux carburants classiques.
L’éthanol est produit en France à 70 % à partir de la
betterave, et à 30 % à partir de céréales.
Le biodiesel est issu des graines oléagineuses (colza,
tournesol).
Energie de Biomasse

27. • Ce sont les matières organiques qui libèrent le biogaz lors
de leur décomposition selon un processus de fermentation
(méthanisation). On l’appelle aussi « gaz naturel
renouvelable » ou encore “gaz de marais”, par opposition
au gaz d’origine fossile.
• Mélange de méthane et de gaz carbonique additionné de
quelques autres composants, le biogaz est un gaz
combustible. Il sert à la production de chaleur, d’électricité
ou de biocarburant.
• Le biogaz peut être directement capté dans les centres
d’enfouissement des déchets ou produit dans des unités
de méthanisation.
• Sous-produits de l’industrie agro-alimentaire, boues des
stations d’épurations, lisiers, animaux ou déchets
agricoles peuvent être méthanisés dans des unités
industrielles.
27
Usines de BioGaz

28. 28
L ‘énergie cinétique des cours d’eau est transformée en énergie
électrique dans une centrale.
On distingue :
- La grande hydraulique >1mw (1 mégawatt)
- La petite (mini) hydraulique<1mw
- La micro hydraulique< 300kw
L’Energie Hydraulique

29. 29
L’énergie géothermique provient de la chaleur issue de la croûte
terrestre. Elle est extraite par des forages qui captent la vapeur
d’eau à haute pression. Elle est utilisée pour chauffer de l’air ou de
l’eau ou pour produire de l’électricité.
Plus, le forage est profond, plus la température est élevée.
Energie des marrées, des vagues,
Energie Geothermique; vagues
--

30. 30
Certaines énergies ne sont pas strictement
renouvelables mais sont abondantes et
intéressantes car ne donnent pas de pollution.
Pile a Combustible (Fuel Cell)
Hydrogen + Oxygen = Electricity + Water Vapor
L’Hydrogene peut etre utilise comme source
d’energie pour les vehicules n’ayant pour produit
de rejet que l’eau.
Les Fuel Cells sont semblables a des batteries
pour faire fonctionner un moteur.
Mais le probleme est comment produire
l’hydrogene (Electrolyse); on peut utiliser l’energie
solaire.
Hydrogène et Piles à Combustible

31. Gaz et huiles de Schiste
31
Apres la chine, l’argentine, L’Algérie 3e réserve mondiale de gaz
de schiste et après l
Il ya aussi les USA, Canada, Mexique, ..

32. 32
Gaz de schistes
109
m3
Huile de schiste
109
barils (159 litres)
Algérie 19 796 5,7
Maroc 560 0,2
Tunisie 644 1,5
Total 21 000 7,4
Source: EIA/ARI World Sale Gas and Shale Oil Resource Assessment, June 2013.
A cet égard, des informations récentes, publiées par l'US Energy Information
Administration, en juin 2013, font état de ressources non conventionnelles
importantes[13], surtout en gaz de shistes (shale gas), plus particulièrement dans le
sud algérien, de l'ordre de plus de 20.000 milliards de m3
Estimation ressources en hydrocarbures
non conventionnels

33. La fusion nucléaire : Solution pour le futur—prevue pour les années 2020--2050-
Elle constitue le mécanisme à l'origine du rayonnement des étoiles et du Soleil. En effet, au
sein des étoiles, les noyaux légers fusionnent et produisent des noyaux plus lourds. Au
cours de cette réaction de fusion, la masse du noyau produit est inférieure à la somme des
masses des noyaux légers d'origine. La différence de masse, en vertu de la célèbre relation
d'Einstein, E=mc2
, est alors convertie en énergie.
Mais, les réactions de fusion ne se produisent pas spontanément, dans les conditions de
température et de pression ordinaires. Ainsi, la probabilité d'observer une réaction de fusion
entre deux noyaux d'hydrogène à la surface de la terre est quasiment nulle. En effet, pour
fusionner, les noyaux, qui sont chargés positivement, doivent d'abord vaincre leur tendance
naturelle à se repousser. Ceci est possible lorsque la matière est dans des conditions
extrêmes comme au cœur du Soleil sous forme de Plasma (pression énorme et
température de plusieurs millions de degrés).
10 grammes de deutérium et 15 grammes de tritium, deux isotopes de l’hydrogène,
suffisent à alimenter en énergie un habitant d’un pays développé pendant toute sa vie !
Fusion Thermonucleaire Controlée
33

34. .
Reacteurs Thermonucleaires: des projets
34
International partners from the European Union, China, Russia and the U.S. are also
building the largest-ever fusion reactor in Cadarache, France .
Prevoit des resultst en 2025-2030- coute (50 Milliards de $)
the Z Machine at Sandia National Laboratories in New Mexico
the $3.5 billion laser-blasting National Ignition Facility in California
http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/fusion-fusion-nucleaire-lockheed-martin-pense-r
eussir-bien-avant-iter-55664/
.

35. Hydrocarbures Conventionnels-
Maghreb
35
Hydrocarbures: surtout en Algérie, un peu en Tunisie
Les réserves en hydrocarbures, concentrées en Algérie, constituent un potentiel
important susceptible de satisfaire non seulement l’ensemble des besoins du
Maghreb mais aussi une bonne partie de ceux des pays européens.
Les seules réserves prouvées de pétrole brut et de condensats s’élèvent à 1.555
millions de tonnes, dont 1500 en Algérie et 55 en Tunisie, soit un peu moins de vingt
années de production au rythme actuel pour chacun des deux pays.
Les réserves prouvées en gaz naturel sont de 4.500 milliards de m3
en Algérie soit 55
années de production au rythme actuel et de 120 milliards de m3
en Tunisie, soit une
quarantaine d'années de production.

36. 36
InSalah-Caracteristiques Solaires

37. • Solaire—Excellent
• Part sa situation privilégiée, l’Algérie
dispose du plus grand gisement
solaire du bassin méditerranéen.
• La durée moyenne d’ensoleillement
du territoire algérien dépasse les
2000 heures annuelles, pour
atteindre près de 3500 heures
d’ensoleillement dans le désert du
Sahara.
• --Tout le territoire est interessant
pour le solaire
37
InSalah- Quelques Caracteristiques
Eolien- Interessant
Vitesse moyenne du vent (km/h)
Janv 17
Fevr 17
Mars 18
Avril 19
Mai 21
Juin 21
Juillet 21
Aout 19
Sept 17
Oct 16
Nov 15
Dec 15
-------------------------------------------
NB: Pour démarrer, une éolienne a
besoin d'une vitesse de vent minimale,
de l'ordre de 10-15 kilomètres/heure

38. Politique Algérienne-ER
38
Objectifs ambitieux--Prévoit la production de 22.000 mégawatts d’ici à 2030, à partir des
énergies renouvelables. Ce qui représente 40% de l’énergie issue des ressources
renouvelables. 20% pour le besoin national + 20 % à l’exportation.
Un financement global de 120 milliards de dollars sera nécessaire pour la réalisation de
cet objectif.
Le potentiel éolien est relativement faible, mais plusieurs projets éoliens d'une capacité
de 10 MW à 20 MW sont prévus, à petite échelle, au cours des trois prochaines années
dans le nord du pays.

39. Algérie et Planification en ER
39
Solaire photovoltaïque 13 575 MW
Éolien 5 010 MW
Solaire thermique 2 000 MW
Biomasse 1 000 MW
Cogénération 400 MW
Géothermie 15 MW
le gouvernement Algérien en 2011, l’objectif global du programme consiste dans l’installation de 22 GW à
l’horizon 2030, dont 10 GW pourraient être dédiés à l’exportation. Le déploiement du programme de
production de l’électricité renouvelable (12 GW), dédié au marché national, sera mené en trois étapes, à
savoir, l’étape 2011-2013 : réalisation de projets pilotes pour tester les différentes technologies disponibles.
L’étape 2014-2015 : début du déploiement du programme. L’étape 2016-2020 : déploiement à grande
échelle. Il convient de noter que le programme initial vient d’être actualisé par la version (2015-
2030). La répartition de ce programme par filière technique, se présente comme suit :
Energie Nucléaire (Fission): AinOussera (birine): 15 MW; Draria: MW

40. La planification stratégique permet de déterminer précisément les objectifs a
atteindre durant la prochaine année ou à plus long terme, et comment organiser les
moyens et méthodes pour y arriver.
• Sans plan stratégique, on navigue a vue. Plus la situation semble difficile, plus il est
nécessaire de bien planifier.
• Selon Peter Drucker, la planification stratégique est le processus continu de réalisation
des décisions et en fonction de la plus grande connaissance de leur évolution future,
l'organisation systématique des efforts nécessaires pour mettre en place ces décisions
et mesurer le résultat de ces décisions par rapport aux prévisions grâce à un feed-back
organisé et systématique1
.
La Planification Stratégique (strategic Planning)
40

41. Analyse Critique de l’Etat des Lieux
41
On dispose des énergies suivantes:
 Hydrocarbures conventionnels,
 Gaz de schiste,
 ER,
 Autres sources du futur comme le thermo nucléaire de Fusion
Comment prendre les bonnes décisions et faire des choix adéquats et justifiés pour le
moyen et le long terme.
Hydrocarbures Conventionnels : on a trop compté dessus, épuisable, polluant, a réduire
Hydrocarbures Conventionnels : n’et pas nécessaire sauf pour l’exportation, épuisable,
polluant, a risque sur l’environnement, ne maitrisant pas la technologie, patienter
Energie Renouvelable : on est très en retard; on n’a pas exploité au bon moment, très
bonne capacité disponible; a encourager, a maitriser et a développer
Thermonucléaire: Absent.– A suivre de prés pour s’informer et le maitriser

42. Que Maitrise-t-on en ER ?
42
l’ER a encourager en repartie et a combiner
Solaire PV  technologie des semi-conducteurs et nanotechnologie
non maitrisée
Solaire thermique non concentré maitrisable a peu de frais
Solaire concentré: non maitrisé, plus complexe
Eolien; maitrisable à petite dimensions
Biomasse: maitrisable
Hydraulique: maitrisable
Nécessite le stockage par batteries et autres moyens-- Plus ou moins
maitrisable

43. 43
1.Economie basée sur l’exploitation et l’exportation du pétrole est une
économie d’échec.
2. Sensibilité aux variations de prix des hydrocarbures (chute des prix de
2014- bataille USA-Arabie saoudite)
3.Mettre en place des programmes ambitieux de développement des
techniques d’énergies renouvelables et des mesures fiscales incitatives.
4.Favoriser le transfert de technologie
5. Lancer surtout des microprojets et mini projets en ER
Quelques Remarques pour l’Algerie
.

44. Recherche Opérationnelle
Techniques de programmation linéaire: Kantorovich, Dantzig
Techniques de programmation dynamique: Processus de Markov,
Techniques d’optimisation: optimisation multicritères
Simulation et Analyse de scenarios (Whart-if)
Théorie des Jeux—Von Neuman
Intelligence Artificielle
Some software for analysis and optimization of hybrid energetic such as HOMER, SOMES,
RAPSIM, SOSIM,
Developper des methodes plus specifiques
.
Modèles pour la planification stratégique
44

45. Un exemple de planification statique:
Combinaison des ER
45
Wind
PThermal
Biomass
PV
Comment combiner de la façon la plus économique la combinaison des différentes
énergies pour un endroit donné pour satisfaire une demande spécifiée

46. Problèmes d’estimation, de prédiction
des données
46

47. Panneau PV-Polycristallin---60 Cellules- 240 watts-- 1.60m*1m --21000 DA htva
Panneau PV-Monocristallin---72 Cellules- 200 watts—1.60m*1m-- 19000 DA htva
Batterie: Gel – 12 Volts -150 AH-- 20.800 DA
Batterie: Gel – 12 Volts -200 AH-- 27.500 DA
Onduleur 2000W-- 35200 DA
Charge Controller (régulateur)- 24 V/48 V – 60A- 17800 Da
47
Quelques Prix des éléments du Système PV
200W Poly Solar Panel with CE, TUV Certificates Made in China
Unit Price: US $ 0.60 / W
Min. Order: 10000 W

48. 48
Quelques Prix des éléments du Système PV
200W Poly Solar Panel with CE, TUV Certificates Made in China
Unit Price: US $ 0.60 / W
Min. Order: 10000 W

49. 49
1-1)-- Histoire des Energies
http://encyclopedie-energie.org/articles/une-br%C3%A8ve-histoire-de-l%C3%A9nergie
http://www.reseau-canope.fr/docsciences/L-energie-au-fil-des-temps.html