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ENERGIES RENOUVELABLES Présente par : Mr AMARA RABAH 2020/2021 1 I- Introductio

ENERGIES RENOUVELABLES Présente par : Mr AMARA RABAH 2020/2021 1 I- Introduction Les resserves de la planète en minerais et en combustibles d’origine fossile sont limitées,ainsi, l’exploitation du charbon, du pétrole, du gaz et de l’uranium ne sont pas viables à long terme. Heureusement, les énergies renouvelables provenant des flux de régénération de la nature sont inépuisables et n’ont pas à long terme d’effet négatif sur l’environnement. Aussi, ces sources naturelles pourraient devenir dans le futur la base de l’alimentation en énergie, et probablement le seul moyen de produire de l’électricité. Les prochaines année s’annoncent prometteuses pour les énergies propres 2020/2021 2 2020/2021 3 II- LES DIFFERENTES FILIERES DES ENERGIES RENOUVELABLES 1. Energie solaire 2. La biomasse 3. L’énergie eolienne 4. La géothermie 2020/2021 4 2020/2021 5 II.1. Energie solaire : 2020/2021 6 Produire de l’électricité solaire n’est plus, depuis longtemps, une utopie. Des toits solaires ayant une puissance de quelques kilowatts jusqu’aux centrales de quelques mégawatts, tous ces installations contribuent a un approvisionnement en énergie respectueux de l’environnement et grâce a leur souplesse, recèlent d’énormes potentiels pour le secteur de l’énergie. Aussi avec les centrales héliothermiques, il est possible d’utiliser l’énergie du soleil à l’échelle industrielle pour la production d’électricité (grâce à la transformation du rayonnement solaire en chaleur). L’énergie solaire est inépuisable, gratuite et non polluante et même si l’énergie solaire reçue par la terre est d’intensité variable, intermittente et peu dense, son utilisation offre de nombreuses possibilités. Parmi ses nombreuses applications, on distingue le solaire thermique qui transforme le rayonnement solaire en chaleur et le solaire photovoltaïque qui convertit la lumière en électricité. 2020/2021 7 II.2. La biomasse : 2020/2021 8 II.2.1. Bois énergie : Le bois est sans doute la source d’énergie la plus intéressante dans la problématique des énergies renouvelables. Tout le monde a en tête les dégâts provoqués par la déforestation dans les régions tropicales. Le bois constitue donc une source d’énergie renouvelable et relativement propre. Sans entrer dans un débat de spécialistes, un petit rappel s’impose ; en brûlant (ou en pourrissant sur le sol), un arbre rejette dans l’atmosphère le gaz carbonique qu’il avait absorbé en grandissant, ni plus ni moins. Dans un pays qui pratique la sylviculture et replante au minimum autant d’arbres qu’il en coupe, le bilan écologique est donc neutre. 2020/2021 9 II.2.2. Le biocarburant : L’autre atout de la biomasse est la possibilité de fabriquer des biocarburants. Il en existe deux types : les éthanols et les biodiesels. Les éthanols, destinés aux moteurs à essence, sont issus de différentes plantes comme le blé, le maïs, la betterave et la canne à sucre. Le procédé consiste à extraire le sucre de la plante pour obtenir de l’éthanol après fermentation. Quant aux biodiesels, ils sont extraits des oléagineux (colza, tournesol, soja etc.) Les esters d’huile obtenus peuvent alors être mélangés au gazole. En règle générale, ces biocarburants sont mélangés aux carburants Classiques, essence et gazole. II.2.3. Le biogaz : Le biogaz est un mélange composé essentiellement de méthane (CH4) et de gaz carbonique (CO2). Suivant sa provenance , il contient aussi des quantités variables d'eau, d'azote, d’hydrogène sulfuré (H2S), d'oxygène, d'aromatiques, de composés organo-halogénés (chlore et fluor) et des métaux lourds, ces trois dernières familles chimiques étant présentes à l'état de traces. Le biogaz est produit par un processus de fermentation anaérobie des matières organiques animales ou végétales, qui se déroule en trois étapes (hydrolyse, acidogènes et méthanogènes) sous l'action de certaines bactéries. 2020/2021 10 II.3. L’énergie éolienne : Une hélice entraînée en rotation par la force du vent permet la production d’énergie mécanique ou électrique en tout lieu suffisamment venté. Les applications de l’énergie éolienne sont variées mais la plus importante consiste à fournir de l’électricité. Ce sont des parcs d’aérogénérateurs ou «fermes» éoliennes. Ils mettent en oeuvre des machines de moyenne et grande puissance (200 à 2 000 kW). Des systèmes autonomes, de 500 W à quelques dizaines de kW, sont intéressants pour électrifier des sites isolés du réseau électrique (îles, villages...), et récemment dans des buildings ultra modernes, citant ici les twin-towers du Bahreïn. 2020/2021 11 II.3.1. La production d’énergie mécanique grâce au vent : Les éoliennes mécaniques servent le plus souvent au pompage de l’eau. L’hélice entraîne un piston, qui remonte l’eau du sous-sol. Cette technique est bien adaptée pour satisfaire les besoins en eau (agriculture, alimentation, hygiène) de villages isolés. II.3.2. La production d’électricité par aérogénérateurs : La figure ci-dessous présente les éléments principaux qui composent la machine. L’énergie du vent captée sur les pales entraîne le rotor, couplé à la génératrice, qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique. Celle ci est ensuite distribuée aux normes sur le réseau, via un transformateur. 2020/2021 12 2020/2021 13 II.4. La géothermie : Le principe de la géothermie consiste à extraire l’énergie contenue dans le sol pour l’utiliser sous forme de chauffage ou d’électricité. Partout, la température croît depuis la surface vers l’intérieur de la Terre. Selon les régions l’augmentation de la température avec la profondeur est plus ou moins forte, et varie de 3 °C par 100 m en moyenne jusqu’à 15 °C ou même 30 °C. Cette chaleur est produite pour l’essentiel par la radioactivité naturelle des roches qui constituent la croûte terrestre. Elle provient également, pour une faible part, des échanges thermiques avec les zones internes de la Terre dont les températures s’étagent de 1000°C à 4300°C. Cependant, l’extraction de cette chaleur n’est possible que lorsque les formations géologiques qui constituent le sous-sol sont poreuses ou perméables et contiennent des aquifères (nappe souterraine renfermant de l’eau ou de la vapeur d’eau). On distingue quatre types de géothermie ; la haute, la moyenne, la basse et la très basse énergie. 2020/2021 14 II.4.1. La géothermie de haute énergie et de moyenne énergie La géothermie de haute énergie (> 180 °C) et de moyenne énergie (température comprise entre 100 °C et 180°C) valorisent les ressources géothermales sous forme d’électricité. II.4.2. La géothermie basse énergie La géothermie basse énergie (températures comprises entre 30 °C et 100 °C) permet de couvrir une large gamme d’usages : chauffage urbain, chauffage de serres, utilisation de chaleur dans les processus industriels, thermalisme....Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie présente l’avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent), ni même de la disponibilité d’un substrat, comme c’est le cas de la biomasse. C’est donc une énergie fiable et stable dans le temps. 2020/2021 15 II.4.3. La géothermie très basse énergie : les pompes à chaleur Le principe des pompes à chaleur (PAC) qui utilisent la chaleur contenue dans le sol pour alimenter un plancher chauffant est connu depuis une vingtaine d’années, elle a subi de notables évolutions techniques qui lui permettent aujourd’hui de rivaliser avec les moyens de chauffage « Traditionnels ». Cependant une part non négligeable de l’énergie fournie par une PAC est d’origine électrique. La technique d’utilisation des PAC est basée sur des capteurs enterrés constitués d’un réseau de tubes dans lequel circule un fluide caloporteur : fluide frigorigène de type HCFC dérivé du fréon, ou de l’eau glycolée. II.4.4.Les petites centrales hydrauliques (PCH) : Depuis des siècles, l’énergie hydraulique est captée par les hommes : c’est ainsi qu’en 1688, la machine de MARLY, ensemble de 14 roues à aubes et tuyauteries a permis de refouler l’eau de la Seine à 162m de haut pour les besoins des étangs et fontaines de Versailles. Les petites centrales hydrauliques sont présentes partout dans le monde mais leur dénombrement s’avère difficile. On estime que la capacité mondiale installée s’élève à 37000 MW. En «haute chute», l’eau d’une source ou d’un ruisseau est captée par une prise d’eau sommaire, elle est ensuite dirigée à travers une conduite vers une turbine située plus bas. 2020/2021 16 2020/2021 17 III. Les énergies renouvelables en pourcentage : Globalement, la part des énergies renouvelables dans la production d’électricité reste encore faible. 20 % de l’électricité produite dans le monde est d’origine renouvelable. L’essentiel étant toujours issu des combustibles fossiles, tels que le pétrole ou le charbon (62,7 %) et par l’énergie nucléaire (17,1 %). L’électricité renouvelable provient de sources distinctes. L’hydroélectricité est la principale d’entre elles avec 86,3% du total renouvelable. La biomasse est la seconde source avec 5,9%. Suivent l’éolien (5,7%), la géothermie (1,7%), le solaire (0,3%). 2020/2021 18 2020/2021 19 IV. Le potentiel des Energies Renouvelables en Algérie : L’objectif de la stratégie de développement des énergies renouvelables en Algérie est d’arriver à atteindre, à l’horizon (le niveau de 5% dans le bilan électrique national). L’introduction des énergies renouvelables aura pour conséquence: • une plus grande exploitation du potentiel disponible, • une meilleure contribution à la réduction de CO2, • une réduction de la part des énergies fossiles dans le bilan énergétique national, • un développement de l’industrie nationale, • la création d’emplois. Dans les pays d’Afrique du Nord , la production d’électricité est principalement basée sur les combustibles fossiles. L’Algérie présente la plus faible part d’énergies renouvelables(hydraulique) dans la structure de sa production électrique, plus de 99% de la production totale d’électricité uploads/Geographie/ energies-renouvelables 5 .pdf