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LES SOURCES
D’ÉNERGIE
Introduction
DÉFINITION

                                          TRAVAIL

  L'énergie est la capacité à produire
  un travail, qui se mesure en joules
  (J).
  La puissance est le travail réalisé
  par unité de temps; l'unité de
  puissance est le watt (W), qui
  correspond à un joule par seconde.     ÉNERGIE
  Dans la vie courante, l’énergie
  s’exprime en kilowatts-heure (kWh),
  l’énergie fournie dans une heure par
  un objet qui réalise un travail de
  1 000 joules par seconde.


                                         PUISSANCE
ATTENTION !



  On ne doit pas confondre la puissance et l’énergie.
  Par exemple, en Espagne, la puissance de l’énergie éolienne double
  celle de l’énergie nucléaire ; pourtant, l’énergie générée par l’énergie
  nucléaire double celle de l’énergie éolienne.



                                                        ÉNERGIE
        SOURCE
                               PUISSANCE                GÉNÉRÉE
       D’ÉNERGIE
                                                         (2008)

  ÉOLIENNE                           16 000 MW              31 000 GWh


  NUCLÉAIRE                           8 000 MW              59 000 GWh
TYPES D’ÉNERGIE



  L'énergie primaire est l’énergie
  avant toute transformation.
  Si elle n’est pas utilisable
  directement, elle doit être
  transformée en une source
  d’énergie finale.
  Par exemple, l’énergie mécanique
  d’une chute d’eau peut être
  transformée en électricité pour
  différentes utilisations (éclairage,
  froid, chauffage...).
L’ÉLECTRICITÉ



  L’électricité est le source d’énergie
  finale le plus utilisé aujourd’hui ; elle
  a radicalement transformé la vie de
  l’homme actuel.




                               60 W

                            200 W
LA CONSOMMATION D’ÉLECTRICITÉ



  Le stockage de l’électricité est très difficile ; alors, la production
  d’électricité doit s’adapter à sa demande.



                       Famille de 4 membres
                       (Espagne, 2008)                                     4 MWh


                       Usine sidérurgique
                       (1 000 000 t)                        400 000 MWh

                       Espagne
                       (2008)
                                                    263 000 000 MWh
Le pétrole
FORMATION



 Le pétrole est une énergie fossile
 formée par l'accumulation de
 matière organique (algues
 essentiellement) et son
 emprisonnement.
 La formation du pétrole a besoin de
 millions d’années ; alors, c’est une
 source d’énergie pas renouvelable
 à l'échelle du temps humain.
DISTRIBUTION



  L’extraction et le transport du pétrole (principalement par des
  pétroliers ou par des oléoducs) est très complexe et dangereuse.




  En 1988, l’incendie d’Alpha Pipe, une        En 1989, l’échouement de l’Exxon Valdez
  plateforme pétrolière de la mer du Nord, a   sur la côte de l'Alaska provoqua une
  fait 167 morts.                              importante marée noire.
RAFFINAGE ET UTILISATION




                      Combustible pour le transport (48%) : essence, gazole,
                      kérosène pour les avions, fioul pour les navires…



                      Gaz liquéfié pour l’usage domestique (cuisines,
                      chaudières, etc.) : butane, propane…



                      Naphta pour obtenir certaines matières plastiques
                      (polymères)



                      Autres : fioul pour alimenter les centrales thermiques,
                      bitume pour l’asphalte, lubrifiant pour la machinerie…
PRODUCTION DE PÉTROLE



  Les gisements de pétrole sont concentrés dans certaines régions, parfois
  très conflictuelles.




                                                     Arabie saoudite

                                                     10 Mbbls/j
IMPORTATION DE PÉTROLE



  La plupart des pays industrialisés doit importer le pétrole à grande échelle,
  même ceux qui sont producteurs. Le pétrole est le plus gros commerce de
  la planète en valeur.




                      États Unis

                      12 Mbbls/j
L’OPEP



  L'Organisation des pays exportateurs de pétrole (OPEP) est un cartel
  qui contrôle tout ce qui touche à la production de pétrole. Les membres de
  l’OPEP, dont la plupart sont dictatures, ont un pouvoir énorme.
LE PIC PÉTROLIER



  Le déclin de la production de pétrole est un phénomène inéluctable. Le
  développement économique de la Chine et l’Inde accélère le processus.
  Le pic pétrolier mondial désigne le moment où la production mondiale de
  pétrole plafonnera puis commencera à décliner du fait de l'épuisement des
  réserves de pétrole exploitables.




1850   1875   1900   1925   1950   1975   2000   2025   2050   2075   2100   2125   2150   2175   2200
Les sources d’énergie
ÉNERGIES               ÉNERGIES
CONVENTIONNELLES         ALTERNATIVES

     Énergie thermique
                             Énergie éolienne
     classique



     Énergie à cycle
                             Énergie solaire
     combiné



     Énergie
                             Biomasse
     hydroélectrique




     Énergie nucléaire   ?   Autres
LE CHARBON



  L’énergie thermique classique produit de l'électricité à partir de la
  combustion du charbon, une roche fossile provenant de la décomposition
  de matière végétale du carbonifère. Le charbon représente le source
  d’énergie électrique le plus important du monde (41 % en 2006).




  Tourbe            Lignite           Houille           Anthracite
PLAN D’UNE CENTRALE THERMIQUE CLASSIQUE




   SO2


                              CONVOYEUR À CHARBON
   NO2
             TRÈMIE À
                                         TURBINE
             CHARBON
                                                        VAPEUR
                                                         D’EAU
   CO2

                                       GÉNÉRATEUR


                                                        TOUR DE
            MÂCHEFERS                               REFROIDISSEMENT
PRODUCTION DE CHARBON



  Bien qu’il est bien reparti, le producteur le plus important est la Chine, qui
  obtient le 70 % de son énergie du charbon. Elle inaugure une nouvelle
  centrale thermique toutes les semaines.




                     R. populaire de Chine

                     2 536 m. d t
LE SYNGAS



  Le gaz de synthèse ou syngas est un mélange gazeux obtenu à partir de
  la gazéification du charbon.

                                         CENTRALE
                                        THERMIQUE   SÉPARATEUR


                               H2O                  Syngas         CO2
                                                             CO2
                        H20
                         02




                                                             GAZ

         VEINE           H20         COMBUSTION
                         O2
      DE CHARBON                      ANAÉROBIE
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE THERMIQUE CLASSIQUE
                                                                     



  Réserves abondantes
  (200 ans)
                                              Gaz à effet de serre
  Combustible bon marché
                                              (CO2)
  Stabilité de la distribution                Très contaminatrice
  électrique                                  (SO2, NO2)
  Puissance très haute
                                              Pas renouvelable
  (1 000 MW)
PRODUCTION DE GAZ NATUREL



  L’énergie thermique à cycle combiné produit de l'électricité à partir de la
  combustion du gaz naturel, un mélange d’hydrocarbures.




                     Russie

                     654 Gm3
PLAN D’UNE CENTRALE THERMIQUE À CYCLE COMBINÉ




            GAZ
          NATUREL   TURBINE À GAZ        TURBINE À VAPEUR
                      (1 000 ºC)              (200 ºC)
                                                                VAPEUR
                                                                 D’EAU
   CO2

                    GÉNÉRATEUR             GÉNÉRATEUR


                                                                TOUR DE
                                                            REFROIDISSEMENT
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE THERMIQUE À CYCLE COMBINÉ
                                                                            




  Pas contaminatrice

                                               Gaz à effet de serre
  Efficience énergétique haute
                                               (CO2)
  Stabilité de la distribution                 Dépendance de pays
  électrique                                   étrangers pas très fiables
  Puissance très haute
                                               Pas renouvelable
  (1 000 MW)
PLAN D’UNE CENTRALE HYDROÉLECTRIQUE



  L'énergie d’une centrale hydroélectrique est produite par la transformation
  de l'énergie cinétique de l'eau retenue derrière un barrage en énergie
  électrique par l'intermédiaire d’une turbine.




                             GÉNÉRATEUR




    FLEUVE     BARRAGE   TURBINE
LE BARRAGE DES TROIS GORGES



  Le barrage des Trois-Gorges, situé au cœur de la Chine, sur le Yangtsé,
  est le plus grand barrage hydraulique (long de 2 335 m et haut de 185 m)
  ainsi que le plus grand générateur d'électricité au monde (22 000 MW).
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE HYDROÉLECTRIQUE
                                                                          
  Stocks pour l’irrigation

  Maîtrise des crues

  Pas d’effet de serre

  Pas contaminatrice

                                              Conditions hydrologiques,
  Renouvelable
                                              géologiques, etc.
  Stabilité de la distribution                Possibilité d’un accident :
  électrique                                  Banqiao (1975), 26 000 morts
  Puissance très haute                        Terrains inondés
  (1 000 MW)                                  (villages, champs, etc.)
LA FISSION NUCLÉAIRE



  La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd
  (tels les noyaux d’uranium) est divisé en plusieurs nucléides plus légers.
  Cette réaction nucléaire se traduit aussi par l'émission de neutrons et un
  dégagement d'énergie très important.
PRODUCTION D’URANIUM



  L'uranium est la principale matière première utilisée par l'industrie
  nucléaire. Sa fission libère une énergie plus d'un million de fois supérieure
  à celle des combustibles fossiles pour une masse équivalente.




               Kazakhstan

               13 820 t
LES PLUS GROS PRODUCTEURS D’ÉLECTRICITÉ NUCLÉAIRE (GW)

    Étas-Unis                                            99

      France                                       66

       Japon                             48

      Russie                      22

   Allemagne                  20

Corée du Sud                 17

      Ukraine           13

     Canada             13

Royaume Uni             12

    Espagne         8
ENRICHISSEMENT DE L'URANIUM



  Le minerai d'uranium (pechblende) est trop peu concentré en isotope fissile
  pour être utilisé directement dans les centrales nucléaires.
  C'est la raison pour laquelle il doit être purifié sous forme de yellowcake
  puis enrichi en uranium 235 (3 %).




  Pechblende                  Yellowcake                   Uranium enrichi
  (20 000 Tm)                 (230 Tm)                     (24 Tm)
PLAN D’UN RÉACTEUR À EAU PRÉSSURISÉE (PWR)




                    ENCEINTE
                DE CONFINEMENT




                            GÉNÉRATEUR
                             DE VAPEUR     TURBINE
                                                          VAPEUR
                                                           D’EAU



                                         GÉNÉRATEUR


         CUVE                                             TOUR DE
                                                      REFROIDISSEMENT
LA PROPULSION NUCLÉAIRE NAVAL



  La propulsion nucléaire navale est un type de propulsion des navires et
  sous-marins, lesquels sont équipés de réacteurs nucléaires.
LES DÉCHETS NUCLÉAIRES



  Une central nucléaire produit toutes
  les années 24 Tm de déchets
  nucléaires : 23 Tm d’uranium
  appauvri et 732 kg d’éléments
  transuraniens (plutonium, césium,
  américium, neptunium…).
  Les éléments transuraniens sont
  fortement radioactifs, souvent
  pendant millions d’années.
  Leurs rayonnements gamma
  produisent des brûlures, cancers et
  mutations génétiques, donc ils
  demandent des épaisseurs de
  blindage importantes pour s'en
  protéger.
LE STOCKAGE DANS LA CENTRALE



  Après quelques jours, la
  radioactivité a suffisamment
  diminué pour permettre le
  transfert du combustible en
  piscine.
  L’eau de la piscine sert
  d’écran, donc le stockage des
  déchets nucléaires est
  parfaitement sûr ; pourtant, la
  capacité de la piscine est
  limitée (30 ans environ).
LES EMBALLAGES



  Après quelques années en piscine, la radioactivité a un niveau
  suffisamment faible pour que la matière puisse être vitrifiée et évacuée
  dans des emballages étanches et très résistants.
LE STOCKAGE EN COUCHE GÉOLOGIQUE PROFONDE



  Le stockage en couche géologique profonde consiste à placer les déchets
  dans une formation géologique stable en interposant des barrières
  naturelles et artificielles entre les déchets et l'environnement.
LE PLUTONIUM



  Le plutonium, un sous-produit de fonctionnement de centrales nucléaires,
  est utilisé dans la fabrication d'armes nucléaires.
  C’est pourquoi certains pays bien dotés de ressources énergétiques
  veulent engager un programme nucléaire civil.
L’URANIUM APPAUVRI



  L’uranium appauvri, dont la densité est très élevé, est utilisé pour certaines
  applications, malgré sa toxicité : projectiles, contrepoids pour les avions,
  quilles de bateaux de compétition, etc.
LE COMBUSTIBLE MOX



  Le traitement du combustible nucléaire usé permet l’obtention du
  combustible MOX, un combustible nucléaire fabriqué à partir du plutonium
  et de l'uranium appauvri.
LA TRANSMUTATION



  La transmutation est la transformation de l'isotope d'un élément en un
  autre par une modification du noyau atomique de l'élément.
  On envisage d'utiliser la transmutation pour transformer des isotopes
  radioactifs à vie longue en isotopes à vie courte.




           243Am                 ABSORTION              244Am
                               D’UN NÉUTRON



        Radioactivité :                              Radioactivité :
        10 000 ans                                   10 heures
THREE MILES ISLAND



  En 1979 un accident dans la
  centrale nucléaire de Three Miles
  Island (Pennsylvanie) a provoqué la
  fusion du cœur du réacteur.
  L’enceinte de confinement a
  empêché le relâchement de produits
  radioactifs dans l’environnement.
  Sorti 15 jours avant l'accident de
  Three Miles Island, le film Le
  syndrome chinois eut un écho
  considérable dans l'opinion et
  alimenta le mouvement contre
  l'énergie nucléaire aux Étas-Unis.
TCHERNOBYL



 La catastrophe de Tchernobyl
 (Ukraine) est le plus grave accident
 nucléaire jusqu'à présent.
 En 1986 cet accident a conduit à la
 fusion du cœur d'un réacteur et au
 relâchement de radioactivité dans
 l'environnement (il n’y avait pas
 d’enceinte de confinement).
 Les conséquences de la catastrophe
 sont importantes: 57 morts
 directement attribuables à l'accident,
 4 000 morts supplémentaires dans
 les populations les plus exposées
 aux rayonnements et 200 000
 personnes évacuées.
HYPERSENSIBILITÉ DE L’OPINION PUBLIQUE



  Three Miles Island et Tchernobyl ont provoqué l’hypersensibilité de
  l’opinion publique à l’énergie nucléaire.
RÉACTEUR PRESSURISÉ EUROPÉEN (EPR)



  Le réacteur pressurisé européen (EPR) a pour objectif d’améliorer la
  rentabilité économique (1 600 MW, combustible MOX, etc.) et la sûreté,
  garantie à 100%.
TOSHIBA 4S



  Le Toshiba 4S (Super Safe, Small
  and Simple) est un microréacteur
  nucléaire de 10 MW.
  La cuve, de 2 m, est à 30 m sous
  terre ; le bâtiment extérieur à une
  taille similaire à celle d’un pavillon
  de trois étages.
  Il est désigné pour fonctionner 30
  ans sans recharger le combustible.
LA FUSION NUCLÉAIRE



  La fusion nucléaire est un processus où deux noyaux atomiques
  s’assemblent pour former un noyau plus lourd.
  La fusion, phénomène qui existe en permanence au sein des étoiles, de
  noyaux légers dégage d’énormes quantités d’énergie.
ITER



  Le réacteur expérimental
  thermonucléaire international (ITER)
  est un prototype de réacteur
  nucléaire à fusion actuellement en
  construction à proximité de
  Cadarache (France).
  Il devrait être achevé en 2018. Si le
  projet est réussi, on pourrait
  construire un réacteur nucléaire à
  fusion commercial en 2050.
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE NUCLÉAIRE
                                                                             
  Vie utile
                                               Investissement initiale
  (60 ans)
                                               Période de construction
  Pas d’effet de serre
                                               (10 ans)
                                               Étranglements de la
  Pas contaminatrice
                                               production (cuves)
                                               Prolifération nucléaire ou
  Réserves abondantes
                                               terrorisme

  Combustible bon marché                       Déchets nucléaires

  Stabilité de la distribution                 Possibilité d’un accident :
  électrique                                   Tchernobyl (1986)
  Puissance très haute
                                               Pas renouvelable
  (1 000 MW)
LE VENT



  L’énergie éolienne, utilisée depuis milliers d’années, est l’énergie tirée du
  vent. Alors, c’est une énergie renouvelable.
TYPES D’ÉOLIENNÉS



  La plupart des éoliennes sont tripales avec une puissance de 2 MW
  environ, mais les modèles sont très diverses.
LA PETIT ÉOLIEN



  Le petit éolien ou éolien domestique désigne les éoliennes de petites
  puissances (1 KW), souvent combinées avec des accumulateurs.
INTERMITTENCE DU VENT



  Les éoliennes produisent de l'électricité de façon intermittente, donc la
  production est imprévisible et très instable.
  Pour faire face aux pics de demande, les énergies conventionnelles
  (thermique, nucléaire, etc.) doivent soutenir la production des éoliennes, ce
  qui provoque plusieurs problèmes : gaspillage de combustible, accidents…


      POUCENTAGE DE LA PRODUCTION ÉLECTRIQUE ÉOLIENNE
                     EN ESPAGNE (2008)

  24 novembre 2008
  16:47                                                             48 %
  27 novembre 2008
  16:22                                                                1%
SOTCKAGE DE L’ÉLECTRICITÉ





 Pour stocker l’électricité, on
 peut utiliser le pompage-
 turbinage, hydrogène ou air
 comprimé.                                               TURBINE


                                            GÉNÉRATEUR




                                  CAVERNE
CARTE DU POTENCIEL DE L’ÉNERGIE ÉOLIENNE
L’ÉOLIEN OFFSHORE



  L’exploitation de la ressource
  éolienne en mer convient
  particulièrement dans les pays à
  forte densité de population ayant
  des difficultés à trouver des sites
  appropriés sur terre.
  Bien que les coûts de construction
  soit plus élevés en mer que sur
  terre, l’éolien offshore permet
  d’obtenir une production plus
  régulière et plus importante.
  L’éolien offshore implique la
  construction d’ engins plus robustes
  capable de résister à la force des
  vagues et à la corrosion.
PRODUCTION D´ÉNERGIE ÉOLIENNE



  Bien que le plus grand producteur d’énergie éolienne soit États-Unis, on
  doit remarquer l’importance du Danemark, dont les éoliennes produisent le
  19 % de l’électricité du pays.




                       États-Unis

                       35 000 MW
                       (1,8 %)
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE ÉOLIENNE
                                                                                   



  La plus rentable des énergies
  alternatives
                                                  Faibles perspectives de
  Pas d’effet de serre
                                                  progrès technologique

  Pas contaminatrice                              Contamination visuelle

                                                  Instabilité de la distribution
  Renouvelable
                                                  électrique
LE SOLEIL



  L'énergie solaire vient de la fusion
  nucléaire qui se produit au milieu du
  Soleil.
  Elle se propage dans le système
  solaire sous la forme d'un
  rayonnement électromagnétique de
  photons.
  Globalement la terre reçoit en
  permanence une puissance de 170
  millions de GW, dont elle absorbe
  122 et réfléchit le reste.
  Elle est à l'origine de toutes les
  énergies sur Terre à l'exception de
  l'énergie nucléaire, de la géothermie
  et de l'énergie marémotrice.
FACTEURS DE L’ÉNERGIE SOLAIRE




                      Fluctuations solaires




                      Facteurs astronomiques (latitude, saison, heure…)




                      Facteurs météorologiques (nuages, brouillards…)
CARTE DU POTENCIEL DE L’ÉNERGIE SOLAIRE
L’ÉNERGIE SOLAIRE PASSIVE



  La plus ancienne et la plus
  importante ― quoique discrète ―
  utilisation de l'énergie solaire
  consiste à bénéficier de l'apport
  direct du rayonnement solaire.
  Pour qu'un bâtiment bénéficie au
  mieux des rayons du Soleil, on doit      HIVER

  tenir compte de l'énergie solaire lors
  de la conception architecturale
  (orientation vers le sud, surfaces
  vitrées, etc.).



                                           ÉTÉ
MAISON PASSIVE EN HIVER




        RAYONNEMENT
           SOLAIRE
            (34 º)




                              CHAMBRE




                 PERGOLA




                           SALLE DE SÉJOUR   BUREAU




   S                                                  N
MAISON PASSIVE EN ÉTÉ
           RAYONNEMENT
              SOLAIRE
               (65 º)




                             CHAMBRE




                PERGOLA




                          SALLE DE SÉJOUR   BUREAU




   S                                                 N
CHAUFFE-EAU SOLAIRE



  Un chauffe-eau solaire est un dispositif qui assure la production d’eau
  chaude en utilisant l’énergie solaire. Il permet d’économiser de 50 à 80 %
  d’eau chaude. Pour les jours de mauvais temps, un dispositif d’appoint
  (gaz naturel) devra être installé.
  À Dezhou (Chine), le 90 % des 5 millions d’habitants ont installé un
  chauffe-eau solaire.
CHAUFFE-EAU SOLAIRE
ÉNERGIE SOLAIRE THERMIQUE



  L'énergie solaire thermique est la
  transformation du rayonnement
  solaire en énergie thermique pour
  obtenir de l’électricité.
CENTRALE SOLAIRE À CAPTEURS CYLINDRO-PARABOLIQUES




                          TUBE
                       ABSORBEUR




                                       MIROIR



                                                    GÉNÉRATEUR




                                                     TURBINE
CENTRALE SOLAIRE À CAPTEURS CYLINDRO-PARABOLIQUES



  Andasol (Grénade) est la plus grande centrale solaire à capteurs cylindro-
  paraboliques (50 MW). La chaleur solaire de la journée est absorbée par
  un fluide calorifique de sel fondu. Une turbine produit de l'électricité en
  utilisant cette chaleur durant la nuit ou pendant les journées nuageuses.
CENTRALE SOLAIRE À CONCENTRATION
 TOUR SOLAIRE




                          GÉNÉRATEUR
                                       HÉLIOSTAT   HÉLIOSTAT
                TURBINE
CENTRALE SOLAIRE À CONCENTRATION



  PS10 et PS20 sont deux centrales solaires à concentration situées à
  Sanlúcar la Mayor (Séville). Elles ont une puissance de 11 et 20 MW
  respectivement.
ÉNERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE



  Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la
  lumière du soleil (photons), génère de l’électricité. Elles sont souvent
  regroupées sur des panneaux solaires photovoltaïques.
CENTRALE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE



  Amareleja (Portugal) est la plus grande centrale solaire photovoltaïque du
  monde. Elle a une puissance de 46 MW.
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE SOLAIRE
                                                                                  


  La plus prometteuse des
  énergies alternatives
  Plus prévisible que l’énergie                  Très chère, surtout la
  éolienne                                       photovoltaïque

  Pas d’effet de serre                           Occupation de terrains

                                                 Puissance très basse
  Pas contaminatrice
                                                 (120 W/m2)
                                                 Instabilité de la distribution
  Renouvelable
                                                 électrique
LA BIOMASSE



  La 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.
  La biomasse est la première énergie
  renouvelable dans le monde.
LA PHOTOSYNTHÈSE
                                           ÉNERGIE
                                           SOLAIRE



  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.
                                                     CO2   OXYGÈNE




                                          EAU
CENTRALE À BIOMASSE




   CO2




                      VAPEUR
                       D’EAU
                               CO2
TYPES DE BIOMASSE



  On peut distinguer trois types de biomasse :
   La biomasse naturelle, qui s’obtient sans intervention humaine
    (l’ébranchage des arbres)
   La biomasse résiduelle, un sous-produit obtenu des activités agricoles
    ou de la transformation du bois
   Les cultures industrielles, destinées à la production de biocarburants
LES BIOCARBURANTS DE PREMIÈRE GÉNÉRATION



  Les biocarburants de première génération utilisent des espèces cultivées
  pour l’industrie alimentaire.
  On peut employer leur huile pour la production de biodiesel (soja, colza) ou
  leur alcool, obtenu par fermentation de sucres, pour la production d’éthanol
  (canne à sucre, maïs).
PRODUCTION DE BIOCARBURANTS (2006)
                                                          Éthanol
                                                 UE
                                                 4%
                                                          Autres
                                                           8%


                                                                   Étas-Unis
                                                                     46%

                                                 Brésil
                                                 42%




                                                      Biodiesel


             ÉTHANOL
        (40 000 m. de litres)        Autres                                Allemagne
                                      12%            UE                       47%
                                                    75%
                                     Étas-Unis                                         France
                                       13%                                              11%



            BIODIESEL                                                      Autres
                                                                            11%
                                                                                       Autriche
                                                                                         6%
        (6 500 m. de litres)
POSSIBILITÉ DE REMPLACEMENT DES ÉNERGIES FOSSILES



  Les biocarburants ne peuvent pas
  remplacer complètement les
  carburants fossiles actuellement
  utilisés.
  En France, on nécessiterait une
  surface agricole supérieure à la
  surface totale du pays (la surface
  agricole utile en représente environ
  la moitié).
  Pour remplacer totalement la
  consommation de carburants
  fossiles actuelle, il faudrait plusieurs
  fois la surface terrestre.
LES BIOCARBURANTS DE SECONDE GÉNÉRATION



  Les biocarburants de seconde
  génération utilisent des espèces
  purement énergétiques, aux
  meilleurs rendements.
  La plus importante est la jatropha,
  capable de résister à des périodes
  de sécheresse, qui est utilisé pour la
  production de biodiesel.
LES BIOCARBURANTS DE TROISIÈME GÉNÉRATION



  Les biocarburants de troisième
  génération utilisent des microalgues,
  qui n’exigent pas d’eau douce et
  dont le cycle de croissance est bien
  plus court (une semaine environ).
  Pour obtenir un rendement optimal,
  on a besoin d’une source de CO2 :
  une centrale thermique à charbon,
  une cimenterie, etc.
CONVERSION DE CO2 EN BIOMASSE PAR DES MICROALGUES




                                                EAU DOUCE


                              MICROALGUES
         CENTRALE À CYCLE
             COMBINÉ                           BIOCARBURANT
         (EMISSEURE DE CO2)

                                                              EAU SALÉE
AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE LA BIOMASSE
                                                                      


  Rentable pour les pays avec
  un secteur agricole forte

  Pas d’effet de serre

                                           Augmentation du prix des
  Pas contaminatrice
                                           produits agricoles

  Stabilité de la distribution             Utilisation d’eau

  Renouvelable                             Occupation de terrains
LA GÉOTHERMIE



  La géothermie désigne aussi l'énergie géothermique issue de l'énergie de
  la Terre qui est convertie en chaleur.




  Centrale géothermique de Nesjavellir en Islande (120 MW)
L’ÉNERGIE MAREMOTRICE



  L'énergie marémotrice est issue des marées, causées par la force de
  gravitation de la Lune.




                                    BARRAGE


                                   GÉNÉRATEUR

               MER                                        BAIE
                                    TURBINE
L’ÉNERGIE DES VAGUES



  L'énergie des vagues est une énergie marine utilisant la puissance du
  mouvement des vagues.
La politique énergétique en Espagne
LE MIX ÉNERGÉTIQUE (PRODUCTION ÉLÉCTRIQUE EN 2008)




                                               Biomasse
                                                  1%
                                            Solaire
          Cycle combiné
 Fioul                                       1%
               32%                                              Autres
  1%                                                             10%
                              R. S.
     Charbon                  23%
      16%                                            Éolienne
                                                       11%
            Nucléaire
              21%
                             Hidraulique
                                 7%

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Les sources d'énergie

  • 3. DÉFINITION TRAVAIL L'énergie est la capacité à produire un travail, qui se mesure en joules (J). La puissance est le travail réalisé par unité de temps; l'unité de puissance est le watt (W), qui correspond à un joule par seconde. ÉNERGIE Dans la vie courante, l’énergie s’exprime en kilowatts-heure (kWh), l’énergie fournie dans une heure par un objet qui réalise un travail de 1 000 joules par seconde. PUISSANCE
  • 4. ATTENTION ! On ne doit pas confondre la puissance et l’énergie. Par exemple, en Espagne, la puissance de l’énergie éolienne double celle de l’énergie nucléaire ; pourtant, l’énergie générée par l’énergie nucléaire double celle de l’énergie éolienne. ÉNERGIE SOURCE PUISSANCE GÉNÉRÉE D’ÉNERGIE (2008) ÉOLIENNE 16 000 MW 31 000 GWh NUCLÉAIRE 8 000 MW 59 000 GWh
  • 5. TYPES D’ÉNERGIE L'énergie primaire est l’énergie avant toute transformation. Si elle n’est pas utilisable directement, elle doit être transformée en une source d’énergie finale. Par exemple, l’énergie mécanique d’une chute d’eau peut être transformée en électricité pour différentes utilisations (éclairage, froid, chauffage...).
  • 6. L’ÉLECTRICITÉ L’électricité est le source d’énergie finale le plus utilisé aujourd’hui ; elle a radicalement transformé la vie de l’homme actuel. 60 W 200 W
  • 7. LA CONSOMMATION D’ÉLECTRICITÉ Le stockage de l’électricité est très difficile ; alors, la production d’électricité doit s’adapter à sa demande. Famille de 4 membres (Espagne, 2008) 4 MWh Usine sidérurgique (1 000 000 t) 400 000 MWh Espagne (2008) 263 000 000 MWh
  • 9. FORMATION Le pétrole est une énergie fossile formée par l'accumulation de matière organique (algues essentiellement) et son emprisonnement. La formation du pétrole a besoin de millions d’années ; alors, c’est une source d’énergie pas renouvelable à l'échelle du temps humain.
  • 10. DISTRIBUTION L’extraction et le transport du pétrole (principalement par des pétroliers ou par des oléoducs) est très complexe et dangereuse. En 1988, l’incendie d’Alpha Pipe, une En 1989, l’échouement de l’Exxon Valdez plateforme pétrolière de la mer du Nord, a sur la côte de l'Alaska provoqua une fait 167 morts. importante marée noire.
  • 11. RAFFINAGE ET UTILISATION Combustible pour le transport (48%) : essence, gazole, kérosène pour les avions, fioul pour les navires… Gaz liquéfié pour l’usage domestique (cuisines, chaudières, etc.) : butane, propane… Naphta pour obtenir certaines matières plastiques (polymères) Autres : fioul pour alimenter les centrales thermiques, bitume pour l’asphalte, lubrifiant pour la machinerie…
  • 12. PRODUCTION DE PÉTROLE Les gisements de pétrole sont concentrés dans certaines régions, parfois très conflictuelles. Arabie saoudite 10 Mbbls/j
  • 13. IMPORTATION DE PÉTROLE La plupart des pays industrialisés doit importer le pétrole à grande échelle, même ceux qui sont producteurs. Le pétrole est le plus gros commerce de la planète en valeur. États Unis 12 Mbbls/j
  • 14. L’OPEP L'Organisation des pays exportateurs de pétrole (OPEP) est un cartel qui contrôle tout ce qui touche à la production de pétrole. Les membres de l’OPEP, dont la plupart sont dictatures, ont un pouvoir énorme.
  • 15. LE PIC PÉTROLIER Le déclin de la production de pétrole est un phénomène inéluctable. Le développement économique de la Chine et l’Inde accélère le processus. Le pic pétrolier mondial désigne le moment où la production mondiale de pétrole plafonnera puis commencera à décliner du fait de l'épuisement des réserves de pétrole exploitables. 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025 2050 2075 2100 2125 2150 2175 2200
  • 17. ÉNERGIES ÉNERGIES CONVENTIONNELLES ALTERNATIVES Énergie thermique Énergie éolienne classique Énergie à cycle Énergie solaire combiné Énergie Biomasse hydroélectrique Énergie nucléaire ? Autres
  • 18. LE CHARBON L’énergie thermique classique produit de l'électricité à partir de la combustion du charbon, une roche fossile provenant de la décomposition de matière végétale du carbonifère. Le charbon représente le source d’énergie électrique le plus important du monde (41 % en 2006). Tourbe Lignite Houille Anthracite
  • 19. PLAN D’UNE CENTRALE THERMIQUE CLASSIQUE SO2 CONVOYEUR À CHARBON NO2 TRÈMIE À TURBINE CHARBON VAPEUR D’EAU CO2 GÉNÉRATEUR TOUR DE MÂCHEFERS REFROIDISSEMENT
  • 20. PRODUCTION DE CHARBON Bien qu’il est bien reparti, le producteur le plus important est la Chine, qui obtient le 70 % de son énergie du charbon. Elle inaugure une nouvelle centrale thermique toutes les semaines. R. populaire de Chine 2 536 m. d t
  • 21. LE SYNGAS Le gaz de synthèse ou syngas est un mélange gazeux obtenu à partir de la gazéification du charbon. CENTRALE THERMIQUE SÉPARATEUR H2O Syngas CO2 CO2 H20 02 GAZ VEINE H20 COMBUSTION O2 DE CHARBON ANAÉROBIE
  • 22. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE THERMIQUE CLASSIQUE  Réserves abondantes (200 ans) Gaz à effet de serre Combustible bon marché (CO2) Stabilité de la distribution Très contaminatrice électrique (SO2, NO2) Puissance très haute Pas renouvelable (1 000 MW)
  • 23. PRODUCTION DE GAZ NATUREL L’énergie thermique à cycle combiné produit de l'électricité à partir de la combustion du gaz naturel, un mélange d’hydrocarbures. Russie 654 Gm3
  • 24. PLAN D’UNE CENTRALE THERMIQUE À CYCLE COMBINÉ GAZ NATUREL TURBINE À GAZ TURBINE À VAPEUR (1 000 ºC) (200 ºC) VAPEUR D’EAU CO2 GÉNÉRATEUR GÉNÉRATEUR TOUR DE REFROIDISSEMENT
  • 25. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE THERMIQUE À CYCLE COMBINÉ  Pas contaminatrice Gaz à effet de serre Efficience énergétique haute (CO2) Stabilité de la distribution Dépendance de pays électrique étrangers pas très fiables Puissance très haute Pas renouvelable (1 000 MW)
  • 26. PLAN D’UNE CENTRALE HYDROÉLECTRIQUE L'énergie d’une centrale hydroélectrique est produite par la transformation de l'énergie cinétique de l'eau retenue derrière un barrage en énergie électrique par l'intermédiaire d’une turbine. GÉNÉRATEUR FLEUVE BARRAGE TURBINE
  • 27. LE BARRAGE DES TROIS GORGES Le barrage des Trois-Gorges, situé au cœur de la Chine, sur le Yangtsé, est le plus grand barrage hydraulique (long de 2 335 m et haut de 185 m) ainsi que le plus grand générateur d'électricité au monde (22 000 MW).
  • 28. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE HYDROÉLECTRIQUE  Stocks pour l’irrigation Maîtrise des crues Pas d’effet de serre Pas contaminatrice Conditions hydrologiques, Renouvelable géologiques, etc. Stabilité de la distribution Possibilité d’un accident : électrique Banqiao (1975), 26 000 morts Puissance très haute Terrains inondés (1 000 MW) (villages, champs, etc.)
  • 29. LA FISSION NUCLÉAIRE La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (tels les noyaux d’uranium) est divisé en plusieurs nucléides plus légers. Cette réaction nucléaire se traduit aussi par l'émission de neutrons et un dégagement d'énergie très important.
  • 30. PRODUCTION D’URANIUM L'uranium est la principale matière première utilisée par l'industrie nucléaire. Sa fission libère une énergie plus d'un million de fois supérieure à celle des combustibles fossiles pour une masse équivalente. Kazakhstan 13 820 t
  • 31. LES PLUS GROS PRODUCTEURS D’ÉLECTRICITÉ NUCLÉAIRE (GW) Étas-Unis 99 France 66 Japon 48 Russie 22 Allemagne 20 Corée du Sud 17 Ukraine 13 Canada 13 Royaume Uni 12 Espagne 8
  • 32. ENRICHISSEMENT DE L'URANIUM Le minerai d'uranium (pechblende) est trop peu concentré en isotope fissile pour être utilisé directement dans les centrales nucléaires. C'est la raison pour laquelle il doit être purifié sous forme de yellowcake puis enrichi en uranium 235 (3 %). Pechblende Yellowcake Uranium enrichi (20 000 Tm) (230 Tm) (24 Tm)
  • 33. PLAN D’UN RÉACTEUR À EAU PRÉSSURISÉE (PWR) ENCEINTE DE CONFINEMENT GÉNÉRATEUR DE VAPEUR TURBINE VAPEUR D’EAU GÉNÉRATEUR CUVE TOUR DE REFROIDISSEMENT
  • 34. LA PROPULSION NUCLÉAIRE NAVAL La propulsion nucléaire navale est un type de propulsion des navires et sous-marins, lesquels sont équipés de réacteurs nucléaires.
  • 35. LES DÉCHETS NUCLÉAIRES Une central nucléaire produit toutes les années 24 Tm de déchets nucléaires : 23 Tm d’uranium appauvri et 732 kg d’éléments transuraniens (plutonium, césium, américium, neptunium…). Les éléments transuraniens sont fortement radioactifs, souvent pendant millions d’années. Leurs rayonnements gamma produisent des brûlures, cancers et mutations génétiques, donc ils demandent des épaisseurs de blindage importantes pour s'en protéger.
  • 36. LE STOCKAGE DANS LA CENTRALE Après quelques jours, la radioactivité a suffisamment diminué pour permettre le transfert du combustible en piscine. L’eau de la piscine sert d’écran, donc le stockage des déchets nucléaires est parfaitement sûr ; pourtant, la capacité de la piscine est limitée (30 ans environ).
  • 37. LES EMBALLAGES Après quelques années en piscine, la radioactivité a un niveau suffisamment faible pour que la matière puisse être vitrifiée et évacuée dans des emballages étanches et très résistants.
  • 38.
  • 39. LE STOCKAGE EN COUCHE GÉOLOGIQUE PROFONDE Le stockage en couche géologique profonde consiste à placer les déchets dans une formation géologique stable en interposant des barrières naturelles et artificielles entre les déchets et l'environnement.
  • 40. LE PLUTONIUM Le plutonium, un sous-produit de fonctionnement de centrales nucléaires, est utilisé dans la fabrication d'armes nucléaires. C’est pourquoi certains pays bien dotés de ressources énergétiques veulent engager un programme nucléaire civil.
  • 41. L’URANIUM APPAUVRI L’uranium appauvri, dont la densité est très élevé, est utilisé pour certaines applications, malgré sa toxicité : projectiles, contrepoids pour les avions, quilles de bateaux de compétition, etc.
  • 42. LE COMBUSTIBLE MOX Le traitement du combustible nucléaire usé permet l’obtention du combustible MOX, un combustible nucléaire fabriqué à partir du plutonium et de l'uranium appauvri.
  • 43. LA TRANSMUTATION La transmutation est la transformation de l'isotope d'un élément en un autre par une modification du noyau atomique de l'élément. On envisage d'utiliser la transmutation pour transformer des isotopes radioactifs à vie longue en isotopes à vie courte. 243Am ABSORTION 244Am D’UN NÉUTRON Radioactivité : Radioactivité : 10 000 ans 10 heures
  • 44. THREE MILES ISLAND En 1979 un accident dans la centrale nucléaire de Three Miles Island (Pennsylvanie) a provoqué la fusion du cœur du réacteur. L’enceinte de confinement a empêché le relâchement de produits radioactifs dans l’environnement. Sorti 15 jours avant l'accident de Three Miles Island, le film Le syndrome chinois eut un écho considérable dans l'opinion et alimenta le mouvement contre l'énergie nucléaire aux Étas-Unis.
  • 45. TCHERNOBYL La catastrophe de Tchernobyl (Ukraine) est le plus grave accident nucléaire jusqu'à présent. En 1986 cet accident a conduit à la fusion du cœur d'un réacteur et au relâchement de radioactivité dans l'environnement (il n’y avait pas d’enceinte de confinement). Les conséquences de la catastrophe sont importantes: 57 morts directement attribuables à l'accident, 4 000 morts supplémentaires dans les populations les plus exposées aux rayonnements et 200 000 personnes évacuées.
  • 46. HYPERSENSIBILITÉ DE L’OPINION PUBLIQUE Three Miles Island et Tchernobyl ont provoqué l’hypersensibilité de l’opinion publique à l’énergie nucléaire.
  • 47. RÉACTEUR PRESSURISÉ EUROPÉEN (EPR) Le réacteur pressurisé européen (EPR) a pour objectif d’améliorer la rentabilité économique (1 600 MW, combustible MOX, etc.) et la sûreté, garantie à 100%.
  • 48. TOSHIBA 4S Le Toshiba 4S (Super Safe, Small and Simple) est un microréacteur nucléaire de 10 MW. La cuve, de 2 m, est à 30 m sous terre ; le bâtiment extérieur à une taille similaire à celle d’un pavillon de trois étages. Il est désigné pour fonctionner 30 ans sans recharger le combustible.
  • 49. LA FUSION NUCLÉAIRE La fusion nucléaire est un processus où deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. La fusion, phénomène qui existe en permanence au sein des étoiles, de noyaux légers dégage d’énormes quantités d’énergie.
  • 50. ITER Le réacteur expérimental thermonucléaire international (ITER) est un prototype de réacteur nucléaire à fusion actuellement en construction à proximité de Cadarache (France). Il devrait être achevé en 2018. Si le projet est réussi, on pourrait construire un réacteur nucléaire à fusion commercial en 2050.
  • 51. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE NUCLÉAIRE  Vie utile Investissement initiale (60 ans) Période de construction Pas d’effet de serre (10 ans) Étranglements de la Pas contaminatrice production (cuves) Prolifération nucléaire ou Réserves abondantes terrorisme Combustible bon marché Déchets nucléaires Stabilité de la distribution Possibilité d’un accident : électrique Tchernobyl (1986) Puissance très haute Pas renouvelable (1 000 MW)
  • 52. LE VENT L’énergie éolienne, utilisée depuis milliers d’années, est l’énergie tirée du vent. Alors, c’est une énergie renouvelable.
  • 53. TYPES D’ÉOLIENNÉS La plupart des éoliennes sont tripales avec une puissance de 2 MW environ, mais les modèles sont très diverses.
  • 54. LA PETIT ÉOLIEN Le petit éolien ou éolien domestique désigne les éoliennes de petites puissances (1 KW), souvent combinées avec des accumulateurs.
  • 55. INTERMITTENCE DU VENT Les éoliennes produisent de l'électricité de façon intermittente, donc la production est imprévisible et très instable. Pour faire face aux pics de demande, les énergies conventionnelles (thermique, nucléaire, etc.) doivent soutenir la production des éoliennes, ce qui provoque plusieurs problèmes : gaspillage de combustible, accidents… POUCENTAGE DE LA PRODUCTION ÉLECTRIQUE ÉOLIENNE EN ESPAGNE (2008) 24 novembre 2008 16:47 48 % 27 novembre 2008 16:22 1%
  • 56. SOTCKAGE DE L’ÉLECTRICITÉ  Pour stocker l’électricité, on peut utiliser le pompage- turbinage, hydrogène ou air comprimé. TURBINE GÉNÉRATEUR CAVERNE
  • 57. CARTE DU POTENCIEL DE L’ÉNERGIE ÉOLIENNE
  • 58. L’ÉOLIEN OFFSHORE L’exploitation de la ressource éolienne en mer convient particulièrement dans les pays à forte densité de population ayant des difficultés à trouver des sites appropriés sur terre. Bien que les coûts de construction soit plus élevés en mer que sur terre, l’éolien offshore permet d’obtenir une production plus régulière et plus importante. L’éolien offshore implique la construction d’ engins plus robustes capable de résister à la force des vagues et à la corrosion.
  • 59.
  • 60. PRODUCTION D´ÉNERGIE ÉOLIENNE Bien que le plus grand producteur d’énergie éolienne soit États-Unis, on doit remarquer l’importance du Danemark, dont les éoliennes produisent le 19 % de l’électricité du pays. États-Unis 35 000 MW (1,8 %)
  • 61. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE ÉOLIENNE  La plus rentable des énergies alternatives Faibles perspectives de Pas d’effet de serre progrès technologique Pas contaminatrice Contamination visuelle Instabilité de la distribution Renouvelable électrique
  • 62. LE SOLEIL L'énergie solaire vient de la fusion nucléaire qui se produit au milieu du Soleil. Elle se propage dans le système solaire sous la forme d'un rayonnement électromagnétique de photons. Globalement la terre reçoit en permanence une puissance de 170 millions de GW, dont elle absorbe 122 et réfléchit le reste. Elle est à l'origine de toutes les énergies sur Terre à l'exception de l'énergie nucléaire, de la géothermie et de l'énergie marémotrice.
  • 63. FACTEURS DE L’ÉNERGIE SOLAIRE Fluctuations solaires Facteurs astronomiques (latitude, saison, heure…) Facteurs météorologiques (nuages, brouillards…)
  • 64. CARTE DU POTENCIEL DE L’ÉNERGIE SOLAIRE
  • 65. L’ÉNERGIE SOLAIRE PASSIVE La plus ancienne et la plus importante ― quoique discrète ― utilisation de l'énergie solaire consiste à bénéficier de l'apport direct du rayonnement solaire. Pour qu'un bâtiment bénéficie au mieux des rayons du Soleil, on doit HIVER tenir compte de l'énergie solaire lors de la conception architecturale (orientation vers le sud, surfaces vitrées, etc.). ÉTÉ
  • 66. MAISON PASSIVE EN HIVER RAYONNEMENT SOLAIRE (34 º) CHAMBRE PERGOLA SALLE DE SÉJOUR BUREAU S N
  • 67. MAISON PASSIVE EN ÉTÉ RAYONNEMENT SOLAIRE (65 º) CHAMBRE PERGOLA SALLE DE SÉJOUR BUREAU S N
  • 68. CHAUFFE-EAU SOLAIRE Un chauffe-eau solaire est un dispositif qui assure la production d’eau chaude en utilisant l’énergie solaire. Il permet d’économiser de 50 à 80 % d’eau chaude. Pour les jours de mauvais temps, un dispositif d’appoint (gaz naturel) devra être installé. À Dezhou (Chine), le 90 % des 5 millions d’habitants ont installé un chauffe-eau solaire.
  • 70. ÉNERGIE SOLAIRE THERMIQUE L'énergie solaire thermique est la transformation du rayonnement solaire en énergie thermique pour obtenir de l’électricité.
  • 71. CENTRALE SOLAIRE À CAPTEURS CYLINDRO-PARABOLIQUES TUBE ABSORBEUR MIROIR GÉNÉRATEUR TURBINE
  • 72. CENTRALE SOLAIRE À CAPTEURS CYLINDRO-PARABOLIQUES Andasol (Grénade) est la plus grande centrale solaire à capteurs cylindro- paraboliques (50 MW). La chaleur solaire de la journée est absorbée par un fluide calorifique de sel fondu. Une turbine produit de l'électricité en utilisant cette chaleur durant la nuit ou pendant les journées nuageuses.
  • 73. CENTRALE SOLAIRE À CONCENTRATION TOUR SOLAIRE GÉNÉRATEUR HÉLIOSTAT HÉLIOSTAT TURBINE
  • 74. CENTRALE SOLAIRE À CONCENTRATION PS10 et PS20 sont deux centrales solaires à concentration situées à Sanlúcar la Mayor (Séville). Elles ont une puissance de 11 et 20 MW respectivement.
  • 75. ÉNERGIE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la lumière du soleil (photons), génère de l’électricité. Elles sont souvent regroupées sur des panneaux solaires photovoltaïques.
  • 76. CENTRALE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Amareleja (Portugal) est la plus grande centrale solaire photovoltaïque du monde. Elle a une puissance de 46 MW.
  • 77. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE SOLAIRE  La plus prometteuse des énergies alternatives Plus prévisible que l’énergie Très chère, surtout la éolienne photovoltaïque Pas d’effet de serre Occupation de terrains Puissance très basse Pas contaminatrice (120 W/m2) Instabilité de la distribution Renouvelable électrique
  • 78. LA BIOMASSE La 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. La biomasse est la première énergie renouvelable dans le monde.
  • 79. LA PHOTOSYNTHÈSE ÉNERGIE SOLAIRE 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. CO2 OXYGÈNE EAU
  • 80. CENTRALE À BIOMASSE CO2 VAPEUR D’EAU CO2
  • 81. TYPES DE BIOMASSE On peut distinguer trois types de biomasse :  La biomasse naturelle, qui s’obtient sans intervention humaine (l’ébranchage des arbres)  La biomasse résiduelle, un sous-produit obtenu des activités agricoles ou de la transformation du bois  Les cultures industrielles, destinées à la production de biocarburants
  • 82. LES BIOCARBURANTS DE PREMIÈRE GÉNÉRATION Les biocarburants de première génération utilisent des espèces cultivées pour l’industrie alimentaire. On peut employer leur huile pour la production de biodiesel (soja, colza) ou leur alcool, obtenu par fermentation de sucres, pour la production d’éthanol (canne à sucre, maïs).
  • 83. PRODUCTION DE BIOCARBURANTS (2006) Éthanol UE 4% Autres 8% Étas-Unis 46% Brésil 42% Biodiesel ÉTHANOL (40 000 m. de litres) Autres Allemagne 12% UE 47% 75% Étas-Unis France 13% 11% BIODIESEL Autres 11% Autriche 6% (6 500 m. de litres)
  • 84. POSSIBILITÉ DE REMPLACEMENT DES ÉNERGIES FOSSILES Les biocarburants ne peuvent pas remplacer complètement les carburants fossiles actuellement utilisés. En France, on nécessiterait une surface agricole supérieure à la surface totale du pays (la surface agricole utile en représente environ la moitié). Pour remplacer totalement la consommation de carburants fossiles actuelle, il faudrait plusieurs fois la surface terrestre.
  • 85. LES BIOCARBURANTS DE SECONDE GÉNÉRATION Les biocarburants de seconde génération utilisent des espèces purement énergétiques, aux meilleurs rendements. La plus importante est la jatropha, capable de résister à des périodes de sécheresse, qui est utilisé pour la production de biodiesel.
  • 86. LES BIOCARBURANTS DE TROISIÈME GÉNÉRATION Les biocarburants de troisième génération utilisent des microalgues, qui n’exigent pas d’eau douce et dont le cycle de croissance est bien plus court (une semaine environ). Pour obtenir un rendement optimal, on a besoin d’une source de CO2 : une centrale thermique à charbon, une cimenterie, etc.
  • 87. CONVERSION DE CO2 EN BIOMASSE PAR DES MICROALGUES EAU DOUCE MICROALGUES CENTRALE À CYCLE COMBINÉ BIOCARBURANT (EMISSEURE DE CO2) EAU SALÉE
  • 88. AVANTAGES ET DÉSAVANTAGES DE LA BIOMASSE  Rentable pour les pays avec un secteur agricole forte Pas d’effet de serre Augmentation du prix des Pas contaminatrice produits agricoles Stabilité de la distribution Utilisation d’eau Renouvelable Occupation de terrains
  • 89. LA GÉOTHERMIE La géothermie désigne aussi l'énergie géothermique issue de l'énergie de la Terre qui est convertie en chaleur. Centrale géothermique de Nesjavellir en Islande (120 MW)
  • 90. L’ÉNERGIE MAREMOTRICE L'énergie marémotrice est issue des marées, causées par la force de gravitation de la Lune. BARRAGE GÉNÉRATEUR MER BAIE TURBINE
  • 91. L’ÉNERGIE DES VAGUES L'énergie des vagues est une énergie marine utilisant la puissance du mouvement des vagues.
  • 93. LE MIX ÉNERGÉTIQUE (PRODUCTION ÉLÉCTRIQUE EN 2008) Biomasse 1% Solaire Cycle combiné Fioul 1% 32% Autres 1% 10% R. S. Charbon 23% 16% Éolienne 11% Nucléaire 21% Hidraulique 7%