Introduction : Qu’est-ce que l’énergie ? L’énergie est le moteur de bien des phénomènes naturels : la croissance des plantes, le vent, les courants des rivières, les vagues, la chute d’objets… Elle se présente sous de multiples formes (l’énergie thermique, l’énergie cinétique, électrique…), et l’une de ses propriétés essentielles est de pouvoir être convertie d’une forme en une autre. 

Les énergies fossiles

Les énergies fossiles L'énergie fossile désigne l'énergie que l'on produit à partir de roches issues de la fossilisation des êtres vivants : pétrole, gaz naturel et houille. Elles sont présentes en quantité limitée et non renouvelable, leur combustion entraîne des gaz à effet de serre.

Le charbon Le charbon est un terme générique qui désigne des roches sédimentaires d’origine biochimique et riches en carbone.Ces roches sont des combustibles fossiles qui se sont formées au Carbonifère, par lente transformation d'organismes morts sédimentés, sous l’action de la pression et de la température au cours des temps géologiques.Peu à peu, la tourbe constituée par les organismes morts se transforme ainsi en charbon, d’abord sous la forme de houille, puis de lignite et enfin d’anthracite.Le charbon fut la source d’énergie de la révolution industrielle du XIXe siècle et ne fut supplanté comme source d’énergie principale en Occident qu’au XXe siècle, avec l’essor du pétrole.Aujourd’hui, cette source d’énergie fait débat, puisque ses réserves sont plus importantes que celles du pétrole mais que son bilan environnemental est très défavorable (polluants atmosphériques, CO2).

Le pétrole Sa formation est le fruit de la transformation lente de matière organique, souvent végétale, qui se dépose sur le fond des océans et qui, sous l’effet de la pression des autres couches qui s’accumulent et d’une augmentation de température (résultant elle aussi de l’augmentation de pression) se transforme peu à peu en kérogène, puis en pétrole. Le pétrole se faufile ensuite entre les roches au milieu desquelles il a été formé et remonte vers la surface de la terre. Mais en chemin, il est piégé par des roches non perméables. Ce sont ces sites que les compagnies pétrolières traquent afin d’effectuer des forages pour in fine, exploiter le pétrole.

Le gaz naturel est un combustible fossile constitué d’un mélange d’hydrocarbures gazeux, dont le méthane (CH4) est l’un des principaux composants. Formé par la transformation d’organismes morts il y a des millions d’années, le gaz naturel se trouve dans divers réservoirs souterrains, parfois associé à du pétrole. Le gaz

Le gaz naturel est exploité pour la production de chaleur et d’électricité, ainsi que dans le cadre de processus industriels. L’usage du gaz naturel s’est accru dans le contexte de prise de conscience environnementale de ces dernières décennies. Cet hydrocarbure est en effet moins polluant et moins riche en CO2 que les autres hydrocarbures (charbon, pétrole). En outre, ses réserves sont plus importantes que celles du pétrole.

L'uranium L'uranium, un métal, est un élément naturel, blanc argenté, brillant, dense et faiblement radioactif. Il est omniprésent dans la nature et on le trouve en quantités variables mais faibles dans les roches, le sol, l'eau, l'air, les plantes, les animaux et les êtres humains. L'uranium est utilisé principalement dans les centrales nucléaires. Néanmoins, la plupart des réacteurs fonctionnent à l'uranium enrichi en 235U (1,5 à 3 % environ au lieu de 0,72 % normalement).

Aujourd'hui, l'utilisation par l'humanité de quantités considérables de combustibles fossiles est à l'origine d'un déséquilibre important du cycle du carbone, ce qui provoque une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre et, par voie de conséquence, entraîne des changements climatiques. D'autre part, les réserves de combustibles fossiles de la planète sont fixes et, au rythme de consommation actuel, leur épuisement doit être envisagé. Malgré les violentes polémiques, ce fait est aujourd'hui reconnu, tant par les scientifiques que par les industriels, à quelques nuances chronologiques près. La différence d'échéance se compte en décennie. Dans le cas particulier du pétrole, on parle de pic pétrolier ou de pic de Hubbert. Pour donner un ordre de grandeur de la vitesse d'utilisation des combustibles fossiles, on considère que, au rythme actuel, l'humanité aura épuisé en moins de 200 ans les réserves accumulées pendant plusieurs centaines de millions d'années. On constate ainsi que l'humanité épuise les réserves de combustibles fossiles environ un million de fois plus vite que ce que la nature a mis pour les constituer.

Renouvelables

Les énergies renouvelables Une énergie renouvelable, ou EnR en abrégé, est une forme d'énergie dont la consommation ne diminue pas la ressource à l'échelle humaine. Il existe cinq familles d'énergies renouvelables dont trois d'entre eux qui ont des sous-catégories :

Les énergies solaires La photovoltaïque L’énergie solaire photovoltaïque provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité grâce à certains matériaux semi-conducteurs comme le silicium ou au recouvrement d’une mince couche métallique. Ces matériaux photosensibles ont la propriété de libérer leurs électrons sous l’influence d’une énergie extérieure. C’est l’effet photovoltaïque.

L’énergie est apportée par les photons, (composants de la lumière) qui heurtent les électrons et les libèrent, induisant un courant électrique. Ce courant continu de micro-puissance calculé en watt crête (Wc) peut être transformé en courant alternatif grâce à un onduleur.

L’énergie hydraulique L’énergie hydraulique est l’énergie que l’on obtient à partir du mouvement de l’eau, que ce soit par les marées, les cours d’eau ou les chutes d’eau. De nos jours, cette forme d’énergie renouvelable sert essentiellement à la production d’électricité dans les centrales hydroélectriques afin d’alimenter les villes et les villages en électricité. Il faut savoir que l’énergie hydraulique, également appelée hydroélectricité, est la source d’énergie renouvelable la plus exploitée car elle représente 19% de la production mondiale d’électricité.

Lorsque l’énergie électrique sert à produire de l’électricité, on dit qu’elle est convertie en énergie hydroélectrique par une centrale hydroélectrique, une centrale marémotrice (utilisant l’énergie des marées) ou une hydrolienne (utilisant l’énergie des courants marins).

La biomasse La biomasse désigne l’ensemble des matériaux d’origine biologiques qui sont utilisés en tant que combustibles pour produire des sources d’énergie telles que l’électricité, la chaleur ou les carburants. C’est une vraie réserve d’énergie emmagasinée à partir du rayon solaire par l’intermédiaire de la photosynthèse et elle peut produire du biogaz par la méthanisation qui sera transformé en énergie, fabriquer de l’énergie à partir de la combustion dans une chaudière ou produire des biocarburants.

Il faut noter que la combustion de la biomasse est source d’émissions polluantes mais ces émissions polluantes doivent être adaptées à la règlementation en vigueur c’est-à-dire ne pas dépasser un certain seuil.

La géothermie L’énergie géothermique est l’énergie provenant de la chaleur accumulée dans les profondeurs de la Terre. Il faut savoir que les profondeurs de la Terre comportent un immense réservoir de chaleur qui permet de maintenir l’intérieur de la planète à une température élevée. Cette chaleur produite à l’intérieur de la terre arrive à s’échapper à la surface par l’activité volcanique, les sources d’eau chaude et les geysers. L’énergie géothermique est réapprovisionnée en permanence par la proximité du magma sous la croûte terrestre et la radioactivité des roches. 

L’énergie géométrique s’obtient le plus souvent au moyen de pompes à chaleur, principe qui est également utilisé pour les forages profonds dans le cadre de travaux de grande envergure ne concernant pas les particuliers.

L'éolienne Une éolienne est une machine qui sert à transformer l’énergie du vent en mouvement mécanique afin de produire en général de l’électricité. L’énergie éolienne est l’énergie produite par le vent et qui est exploitée par l’intermédiaire des pâles d’une hélice d’une éolienne montée sur des systèmes mécaniques tels que des pylônes. La force qu’exerce le vent sur les hélices de l’éolienne engendre la rotation de cette dernière et actionne ainsi un système qui produit de l’électricité. Lorsque l’éolienne sert à produire de l’électricité et non à actionner une pompe, on l’appelle aérogénérateur.

Aujourd’hui, notre « mix » énergétique est principalement composé d’énergies fossiles et de nucléaire. Pour assurer la transition énergétique, la diversification du bouquet énergétique s’impose. La transition énergétique passe par un changement de notre consommation, mais aussi de notre production : il faut consommer moins d’énergie en la maîtrisant. Le nouveau modèle énergétique doit répondre aux besoins de la population tout en préservant les énergies fossiles. Celui-ci doit faire face : - à la raréfaction des énergies fossiles ; - à la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre ; - au coup économique ; - aux grands industrielles de du pétrole et des énergies fossiles.