A4. Transport et stockage

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Ségolène Cousineau
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1 A4. Transport et stockage Selon les différents types d énergie, celle-ci est produite de manière locale ou non, continue ou non. La problématique du transport de l énergie entre son lieu de production et son lieu de consommation ainsi que celle de son stockage sont des problèmes stratégiques du défi énergétique. A4.a - TRANSPORT Il est nécessaire de transporter l énergie car les lieux de production sont centralisés alors que la consommation est répandue sur l ensemble du globe. De plus, ils sont généralement éloignés du lieu de consommation. En effet, certains pays consomment plus de pétrole ou de gaz qu ils n en produisent (Etats-Unis pour le pétrole, France pour le pétrole et le gaz...) ; d autres pays produisent plus de pétrole ou de gaz qu ils n en consomment (Arabie Saoudite, Russie...). i. Le transport de l électricité L électricité ne peut pas être stockée. Elle dépend donc d un réseau de transport efficace lui permettant d être acheminée en permanence et en fonction des besoins des consommateurs. L électricité provenant de ressources renouvelables est hautement dépendante d un réseau performant et étendu. Car, au contraire des <utres centrales (barrage, nucléaire, thermique), ces technologies dépendent de conditions environnementales : soleil, vent, Elles ne peuvent donc pas produire à la demande mais selon leurs possibilités, d où l importance d un réseau ultraconnecté. Réseau électrique suisse De la centrale au consommateur L électricité circule quasi instantanément depuis le lieu où elle est produite jusqu à l endroit où elle est consommée, empruntant des lignes aériennes et souterraines que l on peut comparer au réseau routier, avec ses autoroutes (lignes très haute tension), ses voies nationales (lignes haute tension), ses voies secondaires (lignes moyenne et basse tension). Pour être utilisée par le consommateur, l électricité devra être transformée (TRANSFORMATEURS). 36

2 ii. Transport des hydrocarbures Les hydrocarbures peuvent être stockés. Le type de transport varie selon la distance, la localisation et le type de ressource : Le gaz et le pétrole peuvent être transportés par voies maritimes (méthaniers/pétroliers), par pipelines (gazoduc/oléoduc) ou encore par route. Le transport par voie maritime inclue peu de pertes d énergie mais peut avoir de très graves conséquences écologiques en cas d accident. Le pipeline assure un transport massif, sans risques majeurs d accidents et insensible aux intempéries mais il est vulnérable aux actes de sabotage notamment dans des zones de conflits. Transport du gaz en Suisse 37

A4.b - STOCKAGE DE L ENERGIE ELECTRIQUE Le stockage de l énergie électrique n étant pas possible, il faut donc la convertir en une énergie différente (mécanique dans les barrages, électrochimique

3 A4.b - STOCKAGE DE L ENERGIE ELECTRIQUE Le stockage de l énergie électrique n étant pas possible, il faut donc la convertir en une énergie différente (mécanique dans les barrages, électrochimique dans les piles et accumulateurs). i. Les accumulateurs électrochimiques Les accumulateurs électrochimiques (batterie, piles) sont des dispositifs capables de stocker de l énergie électrique sous forme d énergie chimique afin de l utiliser ultérieurement. Une réaction chimique entre les composants de l accumulateur perme de restituer l énergie électrique. Toute batterie se compose de trois éléments. Une anode, qui est le pôle négatif, une cathode, qui est le pôle positif et un électrolyte, qui est l élément conducteur permettant le passage du courant entre ces deux pôles. Exemple : la batterie au plomb anode : plomb Pb cathode : oxyde de plomb électrolyte : acide sulfurique Lors de la décharge de la batterie 1. l anode de plomb réagit avec les ions sulfates de l électrolyte et cède des électrons selon la réaction : Pb + SO4 2- à PbSO4 + 2 e - Les électrons partent dans le circuit extérieur. 2. la cathode d oxyde de plomb reçoit des électrons et réagit avec les ions H + et SO4 2- de l électrolyte selon la réaction : PbO2 +SO H + +2 e - à PbSO4 +2H2O Les électrons circulent et passent d un pôle à l autre de la batterie, ce qui crée un courant électrique. Au cours du fonctionnement de la batterie, les électrodes se recouvrent petit à petit d un dépôt de sulfate de plomb PbSO4 et les ions de l électrolyte disparaissent (le ph de l électrolyte augmente). Les réactifs disparaissent et la réaction s arrête. 38

4 Lors de la charge de la batterie Un chargeur placé aux bornes de la batterie va régénérer les réactifs nécessaires à la décharge. 1. L anode recouverte de sulfate de plomb réagit avec les électrons fournis par le chargeur selon la réaction : PbSO4 + 2 e - à Pb + SO La cathode recouverte de sulfate de plomb réagit avec les molécules d eau de l électrolyte selon la réaction : PbSO4 +2H2O à PbO2 + SO42 +4H + +2e - Remarque : les piles fonctionnent selon le même principe sauf qu elles ne sont pas rechargeables. 39

ii. Les piles à combustible Une pile à combustible est une pile fonctionnant jusqu à épuisement des réactifs. La pile a besoin de dihydrogène H2 et de dioxygène O2.

5 ii. Les piles à combustible Une pile à combustible est une pile fonctionnant jusqu à épuisement des réactifs. La pile a besoin de dihydrogène H2 et de dioxygène O2. Le dioxygène est présent dans l air et on peut obtenir le dihydrogène à partir de l hydrolyse de l eau. Cette pile présente plusieurs avantages : - Ses réactifs sont présents en grande quantité sur Terre (l air et l eau). - Elle ne rejette pas de produits polluants (elle produit de l eau). - Sa durée de vie est bien plus longue que celle des accumulateurs. Au niveau de l anode, le dihydrogène va libérer des électrons qui vont devoir passer dans un circuit électrique. Au niveau de la cathode, ces électrons sont consommés par une réaction avec le dioxygène de l air. fonctionnera. Tant qu il y aura une arrivée de dihydrogène et de dioxygène, la pile à combustible 40

6 A4. Transport et stockage - RECAPITULATION 41

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