En cette ère de transition écologique, on entend parler de plus en plus des énergies renouvelables (EnR) et de leur impact positif sur l'environnement.
De quoi s'agit-il concrètement ? Quelles sont les différentes sources d'énergie renouvelable existantes ? Quels sont leurs avantages et leurs limites ? SirEnergies répond à cette question.
Qu'est-ce qu'une source d'énergie renouvelable ?
Une énergie est dite renouvelable lorsqu'elle est produite à partir d'une ressource ou d'une source naturelle qui se reconstitue en permanence. Elle s'oppose donc aux énergies non renouvelables (énergies fossiles) tirées de combustibles fossiles (charbon, gaz naturel, pétrole) et dont les stocks s'épuisent au fil du temps.
Principaux piliers de la transition énergétique, les énergies renouvelables sont très prisées en raison du faible impact environnemental de leur exploitation. Celle-ci engendre notamment très peu de déchets et émet une quantité insignifiante de gaz polluants comparativement aux combustibles fossiles.
C'est pour cela qu'elles sont souvent surnommées énergies propres ou énergies vertes. Leur pouvoir énergétique est néanmoins beaucoup plus faible que celui des énergies fossiles.
Quels sont les différents types d'énergies renouvelables ?
Du ciel jusqu'aux profondeurs de la terre, les sources d'ENR actuellement exploitables sont nombreuses :
Le mode de production de l'énergie varie d'une source à l'autre.
L'énergie solaire
Cette énergie verte est tirée directement des rayons du soleil. On utilise pour cela des panneaux photovoltaïques composés de silicium qui absorbent le rayonnement solaire et le transforment en électricité. Cette électricité est ensuite stockée dans des batteries pour une utilisation industrielle ou domestique.
La mise en place d'une centrale solaire pour la production d'énergie est très facile, car elle ne nécessite pas d'importants travaux. Les panneaux solaires peuvent être posés sur tous les types de sols, à condition que l'espace soit vaste et bien exposé au soleil.
Le coût d'une telle installation varie selon sa puissance. Il faut compter entre 15 000 et 20 000 euros pour une installation de 9 kWc capable de produire de 8 100 kWh à 12 600 kWh par an.
Les rayons du soleil peuvent aussi être utilisés comme source d'énergie thermique pour alimenter des équipements de chauffage ou de production d'eau chaude sanitaire. On parle dans ce cas d'énergie solaire thermique. Elle sert également parfois à produire de l'électricité.
L'énergie éolienne
L'énergie éolienne est produite par la force du vent qui fait tourner des pales reliées à un alternateur. Ce dernier transforme l'énergie mécanique issue du mouvement des pales (entre 10 et 20 tours par minute) en électricité.
Il existe sur le marché plusieurs types d'énergie éolienne : éoliennes terrestres, off-shore, flottantes… Quel que soit le dispositif, il faut un apport minimal de vent de 12 km/h pour que l'énergie éolienne puisse être produite. Pour une production à pleine puissance, des vents avoisinant 60 km/h sont nécessaires.
Il faut compter environ 55 000 euros pour mettre en place une installation éolienne de 10 kW, capable de produire jusqu'à 20 000 kWh/an si les conditions atmosphériques sont optimales.
L'énergie hydroélectrique
L'énergie hydroélectrique est produite à partir de la force de l'eau (fleuves, rivières, courants océaniques). Cette dernière actionne des turbines dont le mouvement crée de l'électricité. Les centrales hydroélectriques sont généralement alimentées par des barrages qui permettent de moduler le débit d'eau en fonction des besoins en énergie. Plus le débit d'une chute d'eau est élevé, plus l'énergie qu'elle peut créer est importante.
Il existe également certaines centrales dites « au fil de l'eau » qui ne sont pas alimentées par des barrages. Leur puissance varie suivant le débit naturel du cours d'eau. La France métropolitaine compte plus de 2000 installations hydroélectriques.
Le coût d'installation d'une telle centrale varie entre 30 000 euros et 90 000 euros pour une puissance moyenne de 10 kW.
La biomasse
L'énergie biomasse provient des matières organiques animales ou végétales : déchets organiques, effluents d'élevages, bois, boues des stations d'épuration, fumiers, lisiers… Elle est extraite grâce à des procédés thermiques tels que :
- La pyrolyse
- La gazéification
- La combustion directe
Des procédés biochimiques tels que la méthanisation sont également utilisés pour transformer du bois en énergie.
La biomasse permet d'obtenir de l'électricité ou de la chaleur selon les besoins. Il est aussi possible de produire les deux en même temps : on parle dans ce cas de cogénération. Cette énergie verte est presque sans impact sur l'environnement puisque la quantité de CO2 qu'elle émet équivaut exactement à celle absorbée par les végétaux durant leur croissance.
La géothermie
La chaleur de la terre est une source d'énergie illimitée stockée dans l'eau de pluie ou de mer qui s'infiltre dans la croûte terrestre. Pour extraire l'énergie géothermique, on pompe cette eau chaude sous pression jusqu'à la surface grâce à un forage effectué dans le sous-sol.
Pendant la remontée, elle perd en pression et se transforme en vapeur. C'est cette vapeur qui est utilisée pour la production d'électricité grâce à la rotation d'une turbine reliée à un alternateur. La seule centrale qui produit de l'électricité géothermique de cette façon en France est située à Bouillante en Guadeloupe.
En dehors des centrales industrielles, certains appareils tels que les PAC peuvent également exploiter directement l'énergie de la terre pour produire de la chaleur grâce à des capteurs enfouis dans le sol.
Les énergies renouvelables du futur
Certaines ressources naturelles qui sont encore à l'étude pourraient rejoindre dans un futur proche la liste des sources d'énergies renouvelables. On peut citer entre autres l'humidité des nuages et le magma provenant du noyau terrestre. De nombreuses technologies sont également en cours de développement pour une meilleure exploitation de l'énergie marine.
Quelles sont les différentes sources d'énergies renouvelables en France et dans le monde ?
Les énergies renouvelables sont en plein essor dans le monde. En 2014, elles couvraient 19,2 % de la consommation énergétique mondiale. L'année suivante, elles ont assuré 23,7 % de la production d'électricité, avec une montée en puissance de l'éolien et du solaire photovoltaïque. Depuis, ces chiffres n'ont cessé d'augmenter, tandis que les coûts, eux, sont en baisse.
La tendance est également la même dans l'Hexagone. En 2017, les EnR ont couvert 18,4 % de la consommation électrique nationale. Le mix énergétique en France est composé à 13,9 % par les énergies renouvelables (avec 9,7 % pour la biomasse uniquement).
D’ici à 2030, la part des énergies renouvelables dans la consommation énergétique brute devrait passer à 32 %.
En conclusion, l'énergie renouvelable est une énergie produite à partir de sources illimitées comme le vent, le soleil, l'eau et la chaleur de la terre. Elle apporte une réponse fiable aux enjeux de la transition écologique.
Pour aller plus loin, nous avons répondu à une autre question toute aussi intéressante, à savoir : Est-il possible d'alimenter tout un pays en énergie renouvelable ?
