Energies renouvelables

Les énergies renouvelables sont celles provenant de l'énergie produite par le soleil, l'eau des fleuves ou de la mer, le vent, la biomasse. Ce sont des sources d'énergie qui se renouvellent en permanence dans le temps, soit de façon continue, soit selon un cycle dont la durée varie du jour à l'année ou à plusieurs années (bois des arbres).

L'énergie hydraulique est la plus importante énergie renouvelable dans le monde. Elle permet de produire de l'électricité à partir de l'énergie cinétique de l'eau, le plus souvent retenue derrière un barrage pour en augmenter la puissance.

L'électricité est produite par l'énergie de l'eau (hydro-électricité) selon ces modalités :

au fil de l'eau, lorsqu'un barrage sert à créer une différence de niveau de l'eau sans la retenir, pour augmenter l'énergie cinétique,
par éclusée, lorsque l'eau est retenue pendant plusieurs heures ou plusieurs jours afin de moduler la production électrique selon les demandes de consommation,
par retenue, lorsque l'eau est accumulée dans un lac réservoir pendant de longues périodes pour être utilisée à d'autres moments de l'année.
par pompage-turbinage, l'eau étant remontée d'un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur aux heures de faible consommation électrique pour être turbinée aux heures de forte demande, selon un rythme journalier et hebdomadaire.

L'énergie solaire est le plus souvent utilisée de façon passive. Elle permet de chauffer une maison ou tout autre bâtiment, plus ou moins selon les saisons, au moyen de l'énergie thermique produite par les rayons du soleil.

L'énergie solaire active se rencontre sous trois formes :

thermique, la chaleur est utilisée pour produire de l'eau chaude ou pour chauffer un bâtiment au moyen d'un plancher solaire direct (PSD) ou de radiateurs classiques,
photovoltaïque, pour produire de l'électricité à partir de la lumière (photons),
thermodynamique, dans des centrales solaires à concentration où le rayonnement du soleil est concentré par des miroirs pour chauffer un fluide à haute température. La chaleur de celui-ci entraîne la production de vapeur à haute pression, utilisée pour produire de l'électricité comme dans une centrale thermique classique.

L'énergie éolienne utilise la force du vent pour produire de l'électricité au moyen des éoliennes. Cette énergie est d'autant plus importante que le vent est puissant.

L'énergie de la mer et de l'océan commence à être utilisée. L'usine marémotrice de la Rance est cependant ancienne et bien connue. Son réservoir se remplit et se vide au rythme des marées, de forte amplitude à cet endroit.

L'énergie marine sert à produire de l'électricité selon divers dispositifs utilisant l'énergie des vagues, celle de la houle ou celle des courants (hydroliennes mues par l'eau comme les éoliennes le sont par le vent).

L'énergie de la biomasse provient :

de la décomposition de produits d'origine végétale et animale, dans le cas du biogaz composé pour l'essentiel de méthane (CH4) comme le gaz naturel. Le biogaz permet de valorisez ce gaz au lieu de le laisser échapper dans l'atmosphère où il contribue à l'effet de serre 23 fois plus que le dioxyde de carbonne (CO2).
de la combustion du bois ou d'autres végétaux, soit pour produire de la chaleur seule (usage domestique), soit pour la production simultanée de chaleur et d'électricité (cogénération).

Cependant, si la combustion de la biomasse est justifiée dans le cas du bois provenant de forêts gérées de façon écologique et durable, ce n'est pas le cas lorsqu'il s'agit de productions agricoles. La production des agrocarburants en particulier (abusivement appelés biocarburants) conduit à l'augmentation du déficit alimentaire mondial et à la déforestation de régions entières de certains pays.

La combustion de la biomasse agricole conduit aussi à un appauvrissement des sols en humus, comme c'est déjà le cas avec l'agriculture intensive. L'une des conséquences, en plus d'une très importante réduction de la biodiversité, est le ruissellement accéléré des eaux en cas de pluie, provoquant des inondations et réduisant l'approvisionnement des nappes phréatiques.

L'utilisation du bois, envisagée pour la production d'agrocarburants dans le cadre d'une sylviculture intensive à base d'engrais et autres produits chimiques détruirait les équilibres naturels et aboutirait au même résultat.

La géothermie utilise la chaleur latente de la terre à grande profondeur :

le plus souvent pour la production de chaleur, qui est utilisée pour le chauffage urbain ou pour des usages industriels,
lorsque les conditions géologiques le permettent, pour produire simultanément électricité et chaleur (cogénération), des températures plus élevées permettant la production de la vapeur nécessaire aux turbines.

Ceci ne doit pas être confondu avec les pompes à chaleur, agissant selon un principe identique à celui d'un réfrigérateur. Dans ce cas, le bilan énergétique final est souvent nul, la production d'électricité se faisant avec un faible rendement : 33% dans le cas de l'électricité nucléaire (les deux tiers de l'énergie primaire sont perdus en chaleur inutilisée), 40% dans les centrales thermiques classiques.

Le solaire photovoltaïque, une énergie rentable Une installation photovoltaïque pour la production d'électricité est rentable en énergie en 3 à 4 ans à Paris et son gain énergétique est de 6 à 9 fois, selon que l'installation est disposée en toiture ou en façade.

Puissance installée en énergie éolienne L'énergie éolienne progresse rapidement dans le monde, de 29 % en moyenne chaque année, en particulier en Europe. En moyenne mondiale, 1906 kWh d'électricité éolienne ont été produits en 2006 pour chaque kW de puissance installée.

Voir aussi les Energies fossiles et fissile et les Sites et documents relatifs à l'énergie.

Comme le montrent les études citées, les énergies renouvelables peuvent fournir la moitié des ressources du monde en énergie en 2050 (les deux tiers pour l'électricité), dans le cadre d'un usage responsable de l'énergie et d'une meilleure efficacité énergétique, permettant ainsi de réduire de moitié les émissions de CO2 sans nuire à notre confort.

C'est la seule façon d'éviter le changement climatique, dont la cause est une utilisation croissante des énergies fossiles, productrices de CO2. La poursuite des tendances actuelles, comme l'envisage l'Agence internationale de l'énergie, serait catastrophique pour le climat.

A titre d'exemple, voici l'évolution possible de la production mondiale d'électricité selon le Conseil européen de l'énergie renouvelable, tenant compte du développement économique des différentes parties du monde.

Production d'électricité dans le monde de 2010 à 2050

Scénario de référence de l'AIE - selon WEO 2004 (extrapolé pour 2040 et 2050)
En TWh / an - téraWatt heures par an

TWh / an	2003	2010	2020	2030	2040	2050
Production totale	16 662	20 030	25 617	31 589	38 245	46 501
Energies fossiles	11 015	13 226	17 778	22 741	28 574	36 206
Nucléaire	2 641	2 984	2 975	2 867	2 797	2 730
Energies renouvelables	3 007	3 821	4 864	5 981	6 875	7 564
Consommation finale d'énergie	13 675	16 568	21 279	26 282	31 951	39 008

AIE : Agence Internationale de l'Energie (IEA : International Energy Agency)
WEO : World Energy Outlook (Perspective de l'énergie mondiale)

Scénario alternatif - émission de CO2 en 2050 réduite de moitié par rapport à 1990
En TWh / an - téraWatt heures par an

TWh / an	2003	2010	2020	2030	2040	2050
Production totale	16 662	17 308	20 234	23 292	27 018	30 935
Energies fossiles	11 015	11 110	11 215	10 624	10 003	9 491
Nucléaire	2 641	2 094	1 331	65	0	0
Energies renouvelables	3 007	4 104	7 688	12 603	17 015	21 444
Consommation finale d'énergie	13 675	14 188	16 614	19 189	22 516	26 009

Source : EREC - European Renewable Energy Council (Conseil européen de l'énergie renouvelable) - Etude "Energy revolution - A sustainable world energy outlook"