Primary energy

Energies renouvelables

Avant d'entrer dans les détails, il est utile de rappeler que même si l'on parle de source d'énergie, il s'agit toujours de transfert d'énergie d'une forme à l'autre (mécanique, électrique, magnétique, thermique, chimique, etc...). Les principe de la thermodynamique nous enseignent comment ces échanges peuvent fonctionner.

Les sources d'énergie renouvelables les plus étudiées sont:

- hydraulique

- solaire

- éolienne

- géothermie

- biomasse

- recyclage

La dénomination renouvelable n'est naturellement pas correct stricto sensu. En effet l'énergie ne se renouvelle pas. Seulement la source est tellement gigantesque, qu'à notre échelle elle est infinie. Une description plus détaillée de cette notion est développée dans le chapitre sur la conversion d'énergie.

Hydraulique

C'est l'une des sources actuelles les plus importantes d'énergie renouvelable. L'énergie mécanique cinétique de l'eau est transformée en énergie électrique par les turbines de centrales électriques. On peut trouver ces dernières

- soit au fil de l'eau, le long d'une rivière, pour capter le flux

- soit au bord de l'océan pour capter le flux des marées.

La plupart du temps les centrales électriques sont couplées à des barrages hydroélectriques qui permettent de stocker l'énergie sous forme d'énergie mécanique potentielle. Celle-ci est en suite transformée en énergie cinétique dans sa chute vers la turbine qu'elle va entraîner dans sa rotation.

On peut considérer que l'énergie hydraulique, captée le long des rivières, dérivent indirectement de l'énergie solaire et "lunaire". Dans un premier temps l'eau est évaporée de la surface des océans par l'énergie du rayonnement du soleil. Dans un deuxième temps. elle est transportée par les vents qui eux sont actionnés:

- par les effets thermodynamiques terrestres (flux entre zone de températures différentes), et

- par l'intéraction mécanique entre la terre en rotation et la lune.

Pendant de nombreuses années, cette source d'énergie a été exploitée, sous forme d'énergie mécanique, pour moudre le grin, pour activer des systèmes d'entraînement mécaniques (l'ancêtre de nos moteurs).

Solaire

Comme son nom l'indique il s'agit de l'énergie provenant du soleil. Cette énergie peut être captée de différentes manières:

- Sous forme de chaleur par des échangeurs de chaleur,

- Par transfert de l'énergie des photons à celle des électrons de conduction dans une cellule photoélectrique. La recherche dans ce domaine est focalisée sur l'augmentation du rendement énergétique de la conversion , qui n'est malheureusement aujourd'hui que de 15% au mieux, et sur la baisse des prix.

Eolienne

L'énergie mécanique cinétique de l'air, ou plus simplement l'énergie du vent, est transformée en deux temps en électricité:

- La première étape consiste à transformer l'énergie mécanique de translation du vent en énergie mécanique de rotation de l'hélice,

- La deuxième étape consiste à transformer l'énergie mécanique de rotation de l'hélice en énergie électrique à l'aide d'un générateur électrique (inverse d'un moteur).

Comme dans le cas hydraulique, l'origine de cette source d'énergie est indirectement le soleil et la lune. Pendant de nombreuses années cette source a été exploitée, sous forme d'énergie mécanique, pour moudre le grin.

Géothermie

Méchamment dit, l'exploitation de l'énergie géothermique consiste à accélérer le flux thermique du coeur de la terre vers la surface où elle est dissipée. Cette source est gigantesque et facile à exploiter.

Biomasse

C'est l'énergie du matériel organique. L'énergie solaire lui a permis de se constituer par photosynthèse. Il peut restituer cette énergie de différente manière:

- décomposition en gaz, puis combustion

- alimentation d'autres sujets organiques, puis synthèse suivie de travail, chaleur ou décomposition....

Recyclage

De nombreuses activités sont accompagnées de la génération de pertes thermiques. L'idéal serait de pouvoir recollecter ces dissipations et de les transformer. Cela peut se faire de différentes manières, en exploitant des effets physiques tels que:

- cycles thermodynamiques (machine à vapeur),

- thermoélectricité (effet Seebeck),

- thermomagnétisme

Les rendements, contrairement aux coûts, ne sont pas très élevés. Des recherches sont engagées pour améliorer ces points.

Source: Garmanage: Roland Gallay