Les énergies renouvelables

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1 Les énergies renouvelables

2 SOMMAIRE : En quoi les énergies renouvelables pourraient-elles être les énergies du futur? INTRO : I) Les énergies renouvelables. 1) Définition et historique. 2) Les différents types d'énergies renouvelables. a) La biomasse. b) L'éolien. c) L'hydraulique. d) Le solaire. e) La géothermie. II) Atouts et inconvénients de chaque énergies étudiées. 1) Atouts. 2) Inconvénients. III) Position des énergies renouvelables par rapport à deux pays européens. 1) La Hongrie. 2) L'Allemagne. CONCLUSION Notre TPE a pour thème «être en citoyen éco-responsable» qui a un lien avec le projet Coménius du lycée. Nous avons choisi comme sujet «les énergies

3 renouvelables» car elles sont à la mode aujourd'hui. Elles sont de plus en plus utilisées et développées car elles permettent de faire des économies d'énergie et participent au développement durable. Les sources d'énergies renouvelables présentent l'avantage d'être disponibles en quantité illimitée. Leur exploitation est un moyen de répondre aux besoins en énergie tout en préservant l'environnement. Les principales formes d'énergie renouvelables sont : énergie solaire, énergie éolienne, énergie issue de la biomasse, énergie géothermique, énergie hydraulique, autres énergies. Nous faisons un état des lieux des différentes énergies renouvelables les plus importantes aujourd'hui, de leur capacités de production et de développement. En quoi les énergies renouvelables pourraient-elles être les énergies du futur? Dans un premier temps, nous allons définir les énergies renouvelables, par la suite nous expliquerons les inconvénients et les avantages des ces différentes énergies. Enfin nous décrierons la place des énergies renouvelables aujourd'hui en Europe et plus particulièrement dans deux pays( Allemagne, Hongrie). I) Énergies renouvelables. 1) Définition et historique. De nos jour les énergies renouvelables sont «à la mode», et s'inscrive dans l'idée du développement durable et de préservations de l'environnement. Les états et l'union Européenne se sont engagé dans ce domaine. De plus, beaucoup de particuliers en France et en Europe investissent dans des systèmes produisant de l'énergie «propre». Les différentes entreprises installées dans ce domaine sont très nombreuse, et génère de plus en plus d'emplois. Les énergie renouvelables sont de venues un marché économique intéressants. Aujourd'hui l' énergie est essentielles dans le mode de vie des pays développé et industrialisé. Actuellement, les ressources en énergie dans le monde font débat et à l'heure du réchauffement climatique ils est indispensables de réduire nos émission de C02 et donc notre consommation énergétique. Les énergies sont utilisées dans tout les domaines, et à toute les échelles: industrielles, transports, électricité, chauffage... Chaque individu les utilisent dans la vie quotidienne. Actuellement les énergie primaire les plus utilisées sont d'origines fossiles: comme le pétrole, le gaz, l'uranium, qui est ensuite utilisé pour le Nucléaire, le charbon. Elles émettent une grandes quantité de gaz à effet de serre responsables du changement climatiques, se sont des sources en énergie épuisables. Chaque années leurs ressources sur la planète diminue. Le Nucléaires est aujourd'hui l'une des principales sources énergétique en France, en Europe et dans le Monde, pour répondre au besoins en électricité (78 % de l'électricité en France est d'origine nucléaire se qui représente 17% de la consommation totale d'énergie française). Même si l'industrie nucléaire est peu émettrice en C02, la gestion de ces déchets radioactifs, très dangereux, est problématique et cela engendre des émission de CO2 importante. Les énergie renouvelables représente une alternatives intéressantes au sources actuelles en énergie. Ces dernière, certains type d'énergie renouvelable se sont fortement développées, et la production en énergie à augmenté notamment en France et en Europe. Néanmoins la production est

4 toujours inférieure au besoin énergétique, et les énergies renouvelables occupe une place minime, par rapport au autres ressources énergétiques : en 2009 la part des énergies renouvelables en France représente 12,5% de la consommation totale. 15,5% des énergies sont consommées sous forme de chaleurs. Les énergies renouvelables sont fournies par le soleil, le vent, la chaleur de la terre, les chutes d eau, les marées ou encore la croissance des végétaux. Les énergies renouvelables n engendrent pas ou peu de déchets ou d émissions polluantes. Elles participent à la lutte contre l effet de serre et les rejets de CO2 dans l atmosphère, facilitent la gestion raisonnée des ressources locales. -historiquement : La forme la plus ancienne d énergie renouvelable est la biomasse qui était utilisé grâce au feu. L énergie de la biomasse, c'est-à-dire l énergie mobilisée sous forme chimique par les êtres vivants, venait de trouver ses premières applications. -Ensuite, vient le vent. On date les premiers bateaux à voile de ans avant Jésus-Christ. L utilisation de l énergie éolienne venait de naître. Les premiers moulins à vent font leur apparition chez les Perses, vers 200 avant Jésus-Christ. -Après les moulins à vent, arrivent les moulins à eau. Les moulins à eau remontent également à l'antiquité. Ils sont les premiers représentants de la domestication de l énergie hydraulique. On les utilisait pour les mêmes besoins que les moulins à vent. Les barrages existent aussi depuis très longtemps. Il servait tout d abord à stocker l eau pour les cultures ainsi que pour la consommation humaine et animale. Ce n est qu après la découverte de l électricité qu ils ont servi à produire de l énergie. Ces sources d énergie anciennes restent plus que jamais utilisées de nos jours, avec des technologies plus performantes. Mais d autres formes sont entrées en scène, les énergies modernes. Modernes, oui, même si elles ne sont plus toutes jeunes. Ce sont d abord les énergies qui ont permis les deux grandes révolutions industrielles : le charbon (de bois dans un premier temps), au XIXe siècle, et le pétrole (et le gaz) au XXe siècle. C est grâce à ces combustibles fossiles qu on a pu, dans les pays riches, mettre à la disposition de tout le monde des quantités d énergie telles qu elles ont énormément changé la vie de tous. Aussi est-il important, pour préserver notre environnement, de veiller dès à présent à réduire notre consommation d'énergie. Cette consommation augmentera chaque année de 1,4% par an si aucun geste n'est fait. Les énergies renouvelables et l'environnement en générale entrainent l'engagement, depuis plusieurs années des associations. Elles se sont engagées dans l'aide aux particuliers pour l'installation d'énergies renouvelables, pour la prévention au respect de l'environnement et dans des compagnes pour l'économie d'énergie. C'est le cas de L'ADEM ( agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) ou du réseau «Sortir du Nucléaire», au niveau national. Mais certaines associations peuvent fonctionner au niveau international et intervenir dans tous les domaines de la protection de l'environnement (Greenpeace, WWF...). Enfin à l'échelle locale et régionale, dans notre région on peut donner le nom des CIVAM( centres d'initiatives pour valoriser l'agriculture et les milieux ruraux),ou encore les CPIE( centre permanent d'initiative à l'environnement). De plus aujourd'hui les énergies renouvelables sont davantage médiatisées par rapport aux années précédentes( émissions de télévision, de radio, presses...). Même si on remarque l'engagement de certains citoyens, hommes politiques, gouvernement... autour de la réduction de la consommation d'énergies ou de la promotion des énergies renouvelables, cela reste malgré insuffisant. Cet engagement est plutôt inégale selon les pays, les régions ou les populations. Il est est vrai que la réduction de la consommation énergétique ne concerne pas toute la planète. Par

5 exemple les populations des pays peu développés du sud consomment beaucoup moins d'énergie que celles des pays développés du nord. Cependant il existe des personnes qui s'opposent aux énergies renouvelables: notamment des groupes de population contre la construction de parc éolien ou de centrales géothermiques, solaires, hydrauliques, près de chez eux, selon différents arguments( bruits, dégradation des paysages, attaque à la biodiversité etc... ). Certains pays ne privilégient pas les énergies renouvelables dans leurs politiques en Europe et continuent à investir pour les énergies fossiles comme le nucléaire. 2) description des différents types d'énergies: Description de chaque part d'énergie renouvelable. a) la biomasse: On appelle les énergies biomasse tout les matériaux d'origine biologique employés comme

6 combustible pour la production de chaleur, d'électricité, de gaz et de carburants. Le bois, le biogaz et les biocarburants( ou agrocarburants) sont les principales énergies biomasse. Toutes ces énergies sont renouvelables, émettent moins de co2 dans l'atmosphère à l'utilisation et permette, quand cela est possibles, l'exploitation des ressources locales. Il s agit d énergie solaire stockée sous forme organique grâce à la photosynthèse. Elle est exploitée par combustion. Cette énergie est renouvelable à condition que les quantités brûlées n excèdent pas les quantités produites ; cette condition n'est pas toujours remplie. On peut citer notamment le bois et les biocarburants. La biomasse peut produire de l énergie par combustion dans une chaudière. Elle peut aussi produire par méthanisation du biogaz, qui sera converti en énergie. Des procédés permettent aussi la production de biocarburants à partir de colza ou de betteraves (diester, méthanol ) -Les biocarburants: Les biocarburants ou agrocarburants ont pour but initiale de devenir une alternative aux énergies fossiles utilisées comme carburants ( le pétrole, l'essence..) dont nous sommes majoritairement dépendant aujourd'hui. Il existe plusieurs «filières industrielles» les deux principales sont: le biodiesel qui est un mélange d'huile de colza et de tournesol. L'éthanol produit à partir de betteraves, de céréales... Ils peuvent être ensuite utilisé pure ou en additif à d'autres carburants, dans certains types d'engins de transports. Les biocarburants se sont fortement développés ces dernières années suite aux engagements de certains pays comme la France, pour les dix années à venir. Aujourd'hui la production est plutôt croissante, les plus gros producteurs sont les États Unis, le Brésil, l'argentine qui font actuellement des plus grandes puissances agricoles. Ce sont les multinationales qui ont en grande partie en ont le contrôle. Par contre actuellement la technologie utilisé pour leurs productions ont des conséquences sur l'environnement et la biodiversité dû aux grandes quantités d'engrais et d'eau utilisés(entre 1000 et 4000 litres d'eau pour produire un litre de biocarburants). De plus les terres utilisées ne peuvent pas être utilisés pour des cultures vivrières nécessaires à l'alimentation de la population. Au Brésil la déforestation est pratiquée pour augmenter les surfaces de production. Donc nous ne pouvons pas considérer pour le moment que les biocarburants: pourraient remplacer totalement les carburants fossiles. Il est difficile de continuer d'utiliser des produits qui engendre de telles problèmes à l'échelle de la planète, alors qu'à l'origine leurs buts est de les diminuer. Tout cela est contradictoire. C'est pour cette raison qu'aujourd'hui leurs production stagne par rapport aux années précédentes.

7 b) L'éolien. L'énergie éolienne est une forme indirecte de l'énergie solaire, puisque ce sont les différences de températures et de pressions induites dans l'atmosphère par l'absorption du rayonnement solaire qui mettent les vents en mouvement.. L'utilisation du vent par l'homme ne date pas d'aujourd'hui, elle est très ancienne. De nos jours l'énergie mécanique du vent produit l'électricité. Le principe des éoliennes s'inspire de celui des moulins à vent et à eau autrefois utilisé pour moudre le grain ou pomper l'eau. L'éolien est l'une des énergies renouvelables les plus«prometteuses» à développer. Elle est intéressante d'un point de vue économique et environnemental. Pendant ces dernières années l'éolien c'est très fortement développé, dans le monde et plus particulièrement en Europe. Les avancements technologiques dans ce domaine, ne cessent de progresser. Les différents types d'éoliennes: Ils existent deux principaux types d'éoliennes: à axe horizontal et à axe vertical. Elles peuvent être

8 raccordées au réseau électrique ou fonctionner indépendamment dans des sites isolés. Le grand éolien raccordé au réseau électrique: Dans l'utilisation du vent le grand éolien terrestre ou marine représente la quasi totalité de la production. Elles sont la plupart du temps regroupées en parcs qui sont gérés par des entreprises privés, nationales ou internationales, à l'initiative des collectivités territoriales. Ces parcs sont principalement situés en milieux ruraux, dans des zones fréquemment ventées. Une fois transformé transformé en électricité, elle est accordé au réseau électrique, d'edf( pour la France). Quand elles sont accordées au réseau ces éoliennes sont généralement de fortes puissances. (Pour le fonctionnement voir schéma). 10 MW( production d'un parc d'environ 10 éolienne) = l électricité consommée (hors chauffage),pour15000personnes. nacelle mât pouvant faire de 50 à 110m de haut rotor à axe horizontale muni de trois pales Schéma d'une éolienne ( axe horizontal ). Le vent fait tourner les pâles ce qui produit une énergie mécanique, qui est transformer énergie électrique par une génératrice situé dans la nacelle, plus la vitesse du vent est élevé plus la production est importante. Le rendement de transformation de l'énergie du vent en électricité est d'environ 30%. Les nouvelles machines sont encore plus productives. -L'éolien en mer: offshore Les éoliennes utilisées pour l'éolien offshore sont les mêmes que pour l'éolien terrestre,mais elles doivent plus résistantes. Ces exigences rendent l'installation d'éolienne marines plus coûteuses. L'éolien en mer est aujourd'hui une filière prometteuse, son potentiel de développement est immense, surtout en Europe. De plus les vents marins sont très forts et fréquents. Depuis quelques années les parc éolien offshore ( en mer) se développe de plus en plus surtout en Europe, il existe déjà de nombreux parcs et de nouveaux projets se créent et se construisent. En Europe on compte 43 parcs en fonctionnement. Mais son potentiel de développement est loin d'être épuisé. «le potentielle de production offshore en France pour 2020 est estimé à 30TWh, soit la consommation domestique de 13 millions de français (le chauffage compris)». ( Selon l'agence internationale de l'énergie ). En Europe, le Danemark et le Royaume-Uni, possèdent une grande partie de la production des éoliennes offshore.

9 Types d'éoliennes Offshore -Les éoliennes domestiques situées en site isolé: Aujourd'hui, il est possible d'avoir des éoliennes installées chez des particuliers qui produisent eux même leur électricité. L'énergie produite est stockée dans des batteries, ou sous formes d'accumulateurs qui sont souvent chers si on désire de l'électricité en permanence. On peut installer des éoliennes à axes horizontales (plus petites que celles des parcs), ou des éoliennes à axes verticales, comme les éoliennes de toits. L'évolution de l'exploitation de cette énergie: Depuis quelques années, l'éolien est un marché florissant qui ne cesse d'évoluer. Dans le monde et plus particulièrement en Europe, les états se sont engagés à augmenter leurs productions en énergie éolien. -L'éolien en France en chiffres ( actuellement et perspective): La France possède le deuxième potentiel éolien d'europe après le Royaume-Uni, pourtant c'est seulement le 4ème pays producteur. Selon l'ademe la puissance totale installés en service aujourd'hui est de 5524 MW, en France pour environ 523 parcs. C'est à dire plus de foyers alimentés en électricité et chauffages électriques.( selon SER-FEE) Mais la production est inégalement répartie dans le territoire. Certaines régions comme l'alsace et de l'aquitaine ne disposent d'aucun parc éolien. Cependant depuis 2006, on remarque une évolution de la production dans les autres ( Champagne Ardenne, 20% de la consommation domestique en 2009 La Lorraine15%, le Centre 15%, la Picardie 25% sont les régions les plus productrices). Le grenelle de l'environnement à fixer comme objectif 25000MW d'électricité d'origine éolien en France en 2020, dont 6000MW en mer. Cela représente environ un quart de l'objectif, des 23% de la consommation énergétique d'origine renouvelables en France en Cette augmentation en 2020 devrait permettre d'éviter l'émission de 16 millions de tonnes de CO2 et la dépense de 50 milliards d'euros par an.

10 Chaque année en France environ 500 éoliennes sont mise en service environ 1000MW, l'équivalent de la puissance d'une centrale thermique et demi. -A l'échelle mondiale. Au 1er janvier 2009, la puissance totale installée dans l'europe des 27 s'élevait à MW. Les pays leaders en la matière sont l'allemagne ( MW installés) ce qui va permette de diminuer le nombre de centrales. L'Espagne ( MW), l'italie, la France et l'angleterre. Citons également le Danemark, qui produit près de 20% de sa consommation d'électricité grâce à ses MW installés. Ces dernières années l'éolien a explosé, chaque mois plusieurs centaines de parcs voient le jour dans le monde mais aussi dans les pays émergeant comme la Chine.

11 c) L'hydraulique. La centrale hydraulique : Elle comporte 3 éléments : Un barrage, pour créer une chute d eau importante. Le barrage permet aussi souvent de créer un réservoir de stockage de l eau, ce qui permet à la centrale de continuer à fonctionner, même en période de basses eaux. Un canal de dérivation, qui prélève l eau nécessaire au fonctionnement de la centrale. Cela peut être un canal à ciel ouvert, une galerie souterraine ou une conduite. Certaines centrales de basse chute n utilisent pas de canal de dérivation. La centrale elle-même, appelée aussi usine. C est là que la chute d eau fait tourner une turbine qui entraîne le générateur d électricité (en général, un alternateur). Outre son intérêt pour la production d énergie, un barrage permet aussi de réguler les crues d un cours d eau. Et il offre un réservoir d eau pour l irrigation agricole, et même parfois les loisirs (plages, sports nautiques). La décision de construire un barrage hydroélectrique dépend de 3 conditions : De bonnes conditions topographiques : l idéal, ce sont les gorges d un cours d eau, ou un resserrement en général. Si l on veut stocker un maximum d eau, il faut aussi calculer le volume de la cuvette en amont du barrage. Une vallée large et plate, c est parfait! De bonnes conditions géologiques : les roches sur lesquelles s appuie le barrage doivent être stables et étanches, à la fois pour des raisons d efficacité et de sécurité. De bonnes conditions hydrologiques : les précipitations sur le bassin-versant qui alimente la cuvette du barrage doivent être suffisantes pour la remplir et compenser les pertes d évaporation du lac de retenue. Il faut aussi bien sûr convaincre les éventuels habitants de la cuvette qui va être submergée de déménager et les indemniser.

12 Il existe deux grands types de barrages : - Les barrages-poids, qui s appuient entièrement sur le sol du soubassement. Ce sol doit être particulièrement résistant, puisqu il va encaisser toute la poussée de l eau retenue. Les barragespoids sont en béton, ou en remblais de terre ou de roches. - Les barrages-voûtes, en forme d arc convexe, qui s appuient en grande partie sur leurs parois latérales rocheuses. Ces parois doivent être saines et sont inspectés régulièrement. Ce type de barrage est utilisé dans les vallées étranglées, pour des largeurs de barrage ne dépassant pas 6 fois sa hauteur. Les barrages ne retiennent pas que de l eau : ils arrêtent aussi les sédiments érodés par les cours d eau qui alimentent la cuvette de retenue. Ils ont donc tendance à s envaser plus ou moins vite. Exemple : à sa mise en service, le barrage de Sanmenxia, sur le Houang Ho en Chine, a perdu en 4 ans 41% de sa capacité de stockage, en raison de la sédimentation de boues. Il faut donc prévoir soit de pomper ces sédiments, soit de les vidanger régulièrement en utilisant une conduite de vidange placée à la base du barrage. Ces vidanges sont délicates. Attention à l afflux d eau boueuse en aval du barrage : les habitants et les poissons n aiment pas ça! La conception d un barrage hydroélectrique doit tenir compte des risques et les limiter au maximum: Étude de la résistance aux crues : en 1889, le barrage de Johnston, aux États-Unis, cède sous l effet d une crue : victimes. Tous les barrages sont aujourd hui équipés d évacuateurs de crues. Étude de la résistance du barrage aux séismes. Il faut aussi tenir compte de la stabilité des sols entourant la cuvette de retenue : en 1963, un gigantesque glissement de terrain se précipite dans le lac de retenue du barrage de Vaiont, en Italie. Le barrage résiste, mais une énorme vague d eau passe par-dessus : victimes dans la vallée en aval.- Contrôle permanent du barrage luimême : infiltrations d eau dans le corps du barrage ou sous le barrage (effet «de renard»), déformations Étude de l impact écologique, en particulier autour et en aval des très grands barrages. Exemple : la construction sur le Nil du gigantesque barrage d Assouan en Égypte (160 milliards de m 3 de capacité de retenue) a provoqué plusieurs effets, entre autres une baisse sensible de la teneur en limons de l eau, en aval du barrage. Résultat : le delta du Nil, qui avançait jusque-là sur la mer, a commencé à reculer (retrait du rivage de plusieurs dizaines de mètres par an à certains endroits), et les paysans du delta ont dû utiliser davantage d engrais pour maintenir les rendements agricoles, en raison du déficit des limons apportés par la crue annuelle avant la construction du barrage. L impact écologique des barrages de taille moyenne n est pas nul non plus. Exemple : l eau dormante de la retenue d un barrage a tendance à être sous-oxygénée : les poissons qui reçoivent l eau appauvrie qui alimente les turbines de la centrale n apprécient pas. Et à l inverse, quand on lâche brutalement de l eau du haut du barrage, elle s enrichit beaucoup en oxygène et contient des micro-bulles d air. Les poissons n aiment pas ça non plus Pas faciles à satisfaire, ces petites bêtes! Étude de l impact humain. La mise en eau des grands barrages, en particulier, oblige à déplacer de nombreuses personnes et peut noyer d importantes surfaces de terres cultivées. Exemple : la mise en eau du plus grand barrage hydroélectrique du monde, celui des Trois Gorges sur le Yang Tse Kiang, en Chine, a commencé en 2003 et se terminera en 2009 (185 m de haut, 2 km de long, 22 milliards d euros d investissement, 26 turbines de 700 MW soit MW de puissance : l équivalent de 10 centrales nucléaires!). Entre 1,2 et 1,9 million de personnes devraient être déplacées, c'est-à-dire qu il faudra toutes les reloger et leur donner de nouvelles terres à cultiver!

13 Photo d'un barrage hydraulique. d) le solaire.

14 L'énergie solaire reçue chaque année sur la terre est égale a plus de 20 fois nos besoins énergétique selon Hespul (ce qui, théoriquement, en fait une énergie largement suffisante pour couvrir tous nos besoins). Le soleil est notre plus grande source d'énergie inépuisable malgré l'alternance jour/nuit. L'énergie solaire est capturer par des capteurs (panneaux) installés généralement sur le toit qui la transforme soit en chaleur (solaire thermique) soit en électricité (solaire photovoltaïque). THERMIQUE : Le solaire thermique ayant pour source l'air, le sol et l'eau est une énergie gratuite et renouvelable (régénérées par le soleil) mais détient un niveau de température inférieure à ce dont nous avons besoin pour notre réchauffement. Pour y remédier, une pompe a chaleur doit être utiliser pour augmenter la chaleur de cette énergie à l'intérieur d'un bâtiment. Les principes de son fonctionnement sont très simple, l'énergie solaire est obtenue grâce à un dispositif de conversion et de répartition (Ce dispositif convertie la chaleur et la répartie dans tout le bâtiment). Les panneaux solaires thermiques sont les éléments fondamentaux de son installation qui vont produire de l'énergie solaire. Pour récupérer et conduire la chaleur différentes solutions sont proposées telles que : Le système d énergie thermique à eau : Pour capter l'énergie solaire, on utilise des panneaux solaires thermiques qui sont aussi des convertisseurs. En effet, la chaleur qui est la récupération de la lumière recueillie sous forme d'eau chaude. Comment on s'y prend? L'eau est caloporteuse, à savoir qu'elle est capable de transporter la chaleur. Cette eau suit donc dans les principes de l'énergie thermique solaire un circuit spécifique constitué de tubes. Ces tubes par lesquels l'eau chaude se fait sont équipés d'ailettes qui forment un absorbant du rayonnement solaire. Le système d énergie thermique à air : Le contact avec l'air et les absorbeurs d'énergie solaire qui vont produire un échauffement sont un système d'énergie thermique à air. Cette énergie thermique est donc diffusée par ventilation dans les endroits et lieux choisis pour le chauffage. INCONVÉNIENTS : -> certains panneaux sont très sensibles et peuvent être endommagés par certaines conditions météorologiques (grêle, gel...) -> Le coût d'investissement d'une installation solaire thermique est relativement élevé

15 -> L'énergie solaire est une énergie intermittente. Il faut donc un système de chauffage d'appoint -> La production d'énergie solaire n'est possible que lorsqu'il y a du soleil -> Il faut pouvoir stocker la chaleur dans des ballons ou des dalles chauffantes -> Les panneaux solaires contiennent des déchets toxiques : cuivre et chrome Les dernières statistiques regroupées par l'association française des professionnels de l'énergie solaire Enerplan font état d'un marché français du solaire thermique encore à la hausse pour Selon les statistiques fournies par des adhérents, le marché du solaire thermique métropolitain connaît une croissance pour 2008 de +20 % par rapport à 2007, plus précisément, plus de Chauffe-Eau Solaire Individuel ont été installés en France en 2008 contre en Concernant les Systèmes Solaires Combinés qui fournissent de l'eau chaude sanitaire et du chauffage, les professionnels d'enerplan recensent SSC (Système Solaire Combiné) installés contre en Les installations d'eau chaude solaire collectives enregistrent quant à elles, une croissance forte. En 2008, m2 de panneaux solaires ont été installés pour fournir des circuits collectifs contre m² en Ainsi, le marché solaire thermique 2008 de France s'élève à m2 soit 219,1 MWth installés. Fin 2005, l Allemagne comptait sur ses toits une surface installée de capteurs de 6,7 millions de m² représentant une puissance thermique de mégawatts. 4% de l ensemble des foyers allemands font d ores et déjà appel au solaire en tant que source de chaleur durable et écologique. Pas moins de 270 millions de litres de fioul sont ainsi économisés chaque année. Existant depuis de nombreuses années, le solaire thermique est à l origine d une croissance constante du marché en Allemagne. En 2005, le secteur a connu une augmentation de son chiffre d affaires de de 25 % soit environ 750 millions d euros. En 2005, les salariés du secteur ont monté installations, représentant une surface de capteurs de m², accroissant ainsi la surface de capteurs totale en Allemagne à 6,7 millions de m².en Allemagne, une surface totale de km² est disponible pour l installation de capteurs solaires mais seuls 6,7 km² sont exploités. Si l'électricité solaire ne représente encore qu'un pourcentage non significatif de l'électricité produite sur la planète, certains pays se distinguent tel que l'allemagne avec 1% de la consommation d'électricité et 2% de la consommation d'électricité de l'espagne. PHOTOVOLTAÏQUE : Un panneau a cellules photovoltaïques a une production énergétique de 1.3W pour une surface de 100cm². L'énergie produite par les capteurs solaires est la production d'électricité à partir de la lumière du soleil, sa conversion est réalisée grâce à des cellules photovoltaïques. Une cellule est en fait une fine tranche de silicium recouverte d'un maillage métallique permettant de transporter le courant produit et un panneaux de cellules photovoltaïques sont assemblées ensemble entre deux plaques de verres. AVANTAGES : -> Ils ont une durée de vie d'environ 20 ans.

16 -> Si on a une surproduction de courant, on peut en vendre à EDF. -> C'est une énergie renouvelable et écologique. -> Il s agit d une source d énergie électrique totalement silencieuse ce qui n est pas le cas, par exemple des installations éoliennes. -> Source d'énergie inépuisable -> Une énergie propre et non polluante qui ne produit pas de gaz a effet de serre ou autres déchets toxiques pour l'environnement INCONVÉNIENTS: -> L'énergie ne peut pas être produite pendant la nuit ou par temps couvert. -> Pour être autonome en électricité, c'est extrêmement cher, environ > La fabrication du module photovoltaïque relève de la haute technologique et requiert des investissements d'un coût élevé. L énergie photovoltaïque convient mieux pour des projets à faible besoins, comme une maison familiale car les rendements des panneaux photovoltaïques sont encore faibles. -> Aucune production d'électricité le soir et la nuit car les panneaux fonctionnent seulement en journée et quand il y a du soleil. -> Le rendement des cellules photovoltaïques diminue avec le temps qui passe (une perte de 1% par an). En France, actuellement, des milliers d'exécutions ont mis en valeurs les qualités de l'électricité solaire photovoltaïque tel que sa fiabilité, son autonomie son influence faible sur l'environnement. Plus de foyers profitent de l'électricité photovoltaïque en France( de foyers éloignés du réseau n'ont accès à l'électricité grâce à cette technologie et plus de particuliers raccordés au réseau vendent leur production d'électricité à EDF). À la base, en 1990, le marché photovoltaïque français était un marché orienté vers les applications photovoltaïque en sites isolés. C'est à partir de 1999 grâce aux acteurs français du photovoltaïque et de l'ademe au sein du projet européen HIP HIP (House Integrated Photovoltaïque Hightech In Public) que le marché français se réoriente vers les applications dites raccordé réseau. C'est dans les années 1990 que la France a tenu un rang honorable dans la fabrication de cellules photovoltaïques, se plaçant parmi les cinq premiers mondiaux. Depuis 2004 et l'instauration du crédit d'impôt, le marché des installations photovoltaïques connaît une croissance importante. De plus, l'augmentation du crédit d'impôt de 40% à 50% en 2005 et, surtout, le tarif d'obligation d'achat, mis en place en juillet 2006, ont permis une montée en puissance du nombre d'installations. Ainsi, la croissance du parc français raccordé au réseau entre 2003 et 2007 a été en moyenne supérieure à 100%. L'année du décollage s'est effectué en 2007 avec 35 MW de systèmes supplémentaires, soit plus que l'ensemble des systèmes installés depuis 200 ont été construits. Fin 2007, le parc représentait environ 70Mw et selon une enquête en 2008 de SER-SOLER, les données recueillies conduisaient à une évolution global du marché français de MW, soit une progression de près de 200% par rapport a Toutefois, cette croissance reste inférieure et relativement faible comparé à celle de l'allemagne où le rythme d'installations s'élève à près de Mw par an. Après Mw de puissance cumulée installée fin 2009, l'allemagne est le premier producteur

17 mondial d'électricité photovoltaïque. Seulement en 2009, l'allemagne a installé 3 800Mw. La croissance du photovoltaïque est assurée à la fois par un système de tarifs d'achat à prix garanti, mais aussi par les décisions de plusieurs collectivités locales d'imposer des seuils minimaux de production photovoltaïque lors de nouvelles constructions. Et grâce à cette politique ambitieuse, l'allemagne dispose aujourd'hui de plus de bâtiments équipés. Toit couvert de panneaux photovoltaïque. e) La géothermie: Le mot Géothermie, vient du grec «gê» qui signifie terre et «thermos» chaud, il désigne la chaleur produite par l'énergie terrestre. Certains lieux sont des ressources exceptionnelles, en chaleur ou en eau chaude: les zones volcaniques, les sources thermales... Mais une grande partie de ces gisements sont invisibles et difficilement détectables. L 'Homme utilise ces sources de chaleur depuis des millions d'années. Aujourd'hui, le mot «Géothermie» désigne le principe d'exploitation de la chaleur en profondeur et de l'eau chaude présente dans les sous-sol, grâce à des systèmes de canalisations. Ces ressources sont ensuite utilisées sous forme de chaleur, pour se chauffer ou d'électricité. On utilise plusieurs techniques selon les ressources et les besoins, les systèmes existant sont multiples. La température des nappes permet de déterminer la filière ( haute moyenne, basse ou très basse énergie). Cependant au départ le système est basé sur un système de canalisation ou circule en permanence un échange de courants chaud froid. Le fonctionnement des systèmes géothermiques sont souvent compliqués et très variés, nous avons tenté de décrire les principales techniques existant aujourd'hui, en les classant par types de production: électrique ou chaleur et pas filière. Description des différents systèmes géothermie: Production de chaleur: Géothermie de haute énergie Elle exploite les gisements de vapeur à des températures situés entre 150 et 350 c. En générale à des profondeurs de 1500m à 3000m dans des zones où la géothermie est relativement importante, comme les zones volcaniques ou les frontières des plaques tectoniques en collision ou formation. Elle permet de produire de l'électricité, par l'extraction de la chaleur à haute profondeur

18 et en injectant de l'eau dans les roches brûlantes, a l'aide de turboalternateurs. Elle alimente les turbines des centrales géothermiques, qui permettent la transformation de la vapeur en électricité. La première centrale géothermique a été construite en 1904 sur le site de Larderello en Italie. Ce système est l'un des systèmes géothermiques le plus diffusé dans le monde. Il existe une autre technologie pour produire de l'électricité à l'aide des sources géothermiques. C'est la technologie du cycle binaire. Cette technologie mise en place dans les années 1980 permet e récupérer l'eau des nappes aquifères pour chauffer des fluides intermédiaires. Leurs propriétés est de se vaporiser à une température inférieur à celle de la nappe. Ce système est l'un des systèmes les plus utilisé au monde aujourd'hui, pour la production d'électricité «géothermique». Ce type d'installation peut être classé dans la géothermie de moyenne énergie car la température de l'eau n'est pas nécessairement élevé ( environ 100 c). L'utilisation industrielle: La géothermie peut avoir aussi un usage industriel, pour cela la température requise se situe entre 100 et 200 c. Cette utilisation est classée dans la géothermie de haute et moyenne énergie, la vapeur est alors exploitée. Les domaines dans lequel ces techniques sont multiples: lavage de laine, séchage de produit industriels, fabrication de pâte à papier, production d'eau douce ou dessalement de l'eau de mer. Schéma de L'ADEME; Utilisation de la chaleur: La géothermie de moyenne, basse et très basse énergie repose sur l'utilisation directe de l'eau chaude contenue dans les aquifères profonds pour se chauffer. Quelques soit le type d'énergie( moyenne, basse, très basse) tous les systèmes géothermiques qui produisent de la chaleur sont réglés en trois en trois temps: le captage de chaleur, l'amplification de la chaleur, la restitution de la chaleur. Contrairement à la géothermie de haute énergie, la chaleur utilisée est souvent exploitée directement dans les bâtiments ou habitations. Ce qui rend cette filière plus facile à exploiter. De plus cette période est présente dans tous les types de sous-sol. La géothermie moyenne et basse énergie : Ce système consiste à extraire de l'eau d'une température de 90 c à 150 c à 2500m de profondeur.

19 Ce type d'énergie peut être utilisé pour chauffer, un quartier ou un ensemble d'immeubles.pour installer ce type de système le sol aquifère ne doit pas être chargé, en sels minéraux. Elle exploite les gisements d'eau chaude sous pression. Ce système à plusieurs domaines d'applications. Tout d'abord il sert de chauffage dans différents logements et bâtiments. Ensuite il est aussi utilisé dans l'agriculture, pour les serres, la piscicultures, l'élevage d'animaux, le séchage de produits agricole, climatisation réfrigération. Schéma de l'ademe. très basse énergie (moins de 35 c): Pour exploiter cette énergie on utilise la pompe à chaleur. Ce système, a besoin d'une installation peu profonde ( moins de 100m) pour aller capter les calories présentent dans l'eau ou l'air du sol. Elles permettent de se chauffer ou d'émettre de l'air froid. En France les pompes à chaleur, se sont fortement développées dans les maisons individuelles. Les pompes à chaleur sont composées de sondes ou de forages d'eau ; La profondeur requise est de 8 à 10m, pour que la température soit quasiment constante. Il existe deux types de capteurs: horizontaux et verticaux. Un autre système existe pour exploiter la géothermie de très basse énergie: les râteaux. Ce sont des câbles enterrés çà l'horizontale, à faible de profondeur pour capter les rayonnement du soleil qui chauffe le sol. Pour pouvoir installer se type de système il est nécessaire de disposer d'un grand terrain. Ce type de système est peu coûteux à l'installation. Évolution de l'exploitation de cette énergie: En France: En France la géothermie occupe la troisième place des énergies renouvelables en termes d'énergies

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