Les énergies alternatives

« baSSln -pompage - -t,J•b n,~9f' d rect lorsque la marée est suffisamment importante, l'usine fonctionne en mode clouble effet : le bassin est fermé pour la marée montante et ouvert lorsque les eaux sont hautes (1).

le turbinage indirect a lieu de la même manière qu'en mode simple effet.

mais lorsque le niveau du bassin rejoint celui de la haute mer, les turbines commencent à fonctionner en pompe (2), amenant ainsi le bassin à un niveau supérieur à celui de la mer.

Cette consommation d'énergie (pour le pompage) se fait aux heures creuses des besoins du réseau et est rentable : l'eau pompée n'a besoin d'être hissée que d 'une faible hauteur puisque la marée est haute , mais lors de la vidange du bass in (3), à marée basse, le dénivelé correspond à la difféfence entre les niveaux des marées : l'eau fournit ainsi • en descendant • plus d 'énergie qu'd n'en a fallu pour la pomper, en • montant • .

L'énergie des vagues, qui provient en définitive du vent.

est intarissable mais son exploitation demeure très délicate .

Si des recherches ont été effectuées, avec quelques résultats probants, auame installation réellement industrielle n 'a été tentée .

le musée océanograph ique de Monaco possède toutefois une installation expérimentale qui contribue à son approvisionnement en eau de mer.

L'tNHGll TNllMIQUI DIS MEIS l'idée d'exploiter l'énergie thermique des mers revient à Arsène d' Arsonval (1851·1940) et a été expérimentée dans les années 1930 par le physicien français Georges Claude sur un cargo afin de fabriquer de la glace .

les projets , nombreux.

font appel à des technologies diverses, mais la différence de température entre la source froide Oe fond) et la source chaude Oa surface) n'est.

au mieux, que de 24 "C, et dans les mers tropicales seulement.

ce qui freine les projets d'utilisation de l'énergie thermique des mers .

ÉNERGIE GEOTHERMIQUE Comme nous le montrent de façon spectaculaire les éruptions wlcaniques, les couches profondes de la planète produi sent une énergie calo rifique marée haute LA cotcnllllMll Dl MUR tllllCill Certains sites exceptionnels, liés au wlcanisme, fournissent une vapeur plus chaude, sous pression ; la produdion directe d'électricité est alors possible .

En Italie , la centrale géothermique de Valla Secolo, la plus importante au monde , fournit 120 MW .

marée haute lorsque ce genre de conditions sont réunies, la production d'électriclé géothermique est très rentable : la ressource est entièrement renOUYt!lable.

non polluante , et sa disponibilité n'est pas aléatoire .

les coOts d'installation et d'exploitation sont si réduits que le kWh produit par géothermie est moins cher que celu i marée basse obtenu par combustion d'hydrocarbures fossiles.

Malheureusement.

les sites permettant l'exploitation d'une eau très chaude à une profondeur raisonnable sont extrêmement rares , et la puissance géothermique mondiale installée n'est importante .

le gradient de température de la croOte terrestre en fonction de la profondeur est en moyenne de 3 "C par 100 m .

avec de notables difléfences en fonction de la structure locale du sol (à la jonction entre deux plaques tectoniques , le gradient peut atteindre 1 "C par m).

les procédés de production d'énergie géothermique utilisent la chaleur des nappes d'eau souterraines, gr3ce à des forages .

Selon la profondeur du forage et la température atteinte, on parle de géothermie de très basse, basse.

moyenne ou haute énergie .

LA GfcrntEIMll Dl Tids llASSI tNEllGll Pompée à faible profondeur, d'où des coOts de forage réduits , l'eau utilisée se trouve à une température comprise entre 30 et 50 "C.

Cela permet de chauffer des serres, wire des logements si une source complémentaire est utilisée.

Elle est souvent réinjectée après avoir refroidi, mais peut aussi, lorsqu'elle est douce , arroser par exemple les serres qu'elle a préalablement chauffées.

la MelsM.,.

,,,., à Paris, est chauffée selon ce principe .

LA dCJTllllMll Dl WS1 lNEKll reau utilisée est pompée entre 1 500 et 2 000 mètres et sa température est comprise entre 50 et 90 "C.

Ble est donc utilisable directement pour le chauffage .

Souvent très minéfale, elle doit être réinjectée dans le sous-sol après usage .

Cela entraîne une augmenl3tion des coOts d'exploitation mais offre l'avantage de maintenir constants la pression et le débit du réservoir .

LA "°'1lulul Dl llCl'/lNNI UEKll la géothermie de moyenne énergie utilise de l'eau sous forme de vapeur , à une température allant jusqu 'à 150 "C.

Cette eau est utilisée pour le chauffage , mais peut aussi produire de l'électriclé par l'intermédiaire d'un fluide entrant en ébullition à une température plus basse (ammoniac par exem ple).

que de 6 000 MW (dont 45 'lb aux Bats­ Unis), alors que les possibilités sont estimées à 300 000 MW .

Des eiq>érimenl3tions ont lieu, consistant à fissurer, par des explosions souterraines, les roches chaudes entre deux sondages judicieusement choisis , puis à injecter de l'eau par l'un des sondages pour en exploiter la vapeur de l'autre cOté.

Une station expérimentale fonctionne sur ce principe à los Alamos, aux âats.Unis, mais les résultats restent médiocres.

bUGll D'OlllGDE llOUMilQUE la production d'énergie par des moyens biologiques est un secteur en plein essor, et toutes les possibilités offertes n'ont pas encore été étudiées.

les deux principales wies explorées ont en commun de produire des hydrocarbures, c'est-.'1-dire des carburants proches des combustibles fossiles (gaz et pétrole) et ayant souvent la même utilisation .

• L'une de ces voies, la production de • biogaz • , utilise la fermentation et représente en outre une forme de valorisation et de récupération des déchets.

•L'autre exploite l'activité des végétaux (photosynthèse) puis la fermenl3tion pour produire des carburants utilisables par exemple dans les véhicules individuels ; elle se heurte à la nécessité d'une adaptation du parc automobile existant ce qui entraine une élévation du coOI de revient Si le caractère calorifère du ,_.,.en décomposition est connu et utilisé depuis les débuts de l'agriculture, la production de gaz inflammable par la fermentation anaérobie (c'est-.'1-dire en l'absence d 'oxygène) est une idée relativement récente.

Toutes sortes de déchets organiques Oisiers d'animaux, paille, résidus végétaux directs et résidus d'usines agroal imentaires ou de papeteries, résidus d'abattoirs , boues résultant de l'épuration biologique des eaux, ordures ménagères ...

) peuvent convenir à la production de biogaz.

Celui.O consiste en un mélange riche en méthane.

avec un peu de gaz carbon ique et de vapeur d'eau.

les parties soufrées de la matière organique utilisée se retrOUYt!nt tous sous forme d'hydrogène sulfuré, qui s'élimine facilement pour obtenir un combustible proche du gaz de ville, distribuable sur les réseaux en place.

Du point de vue de la pollution , cette technique a l'avantage d'utiliser comme matière première les déchets d 'autres activités : plus qu'une énergie non polluante , c'est une énergie de recyclage .

la fermentation ne supprime pas l'incinération finale des déchets, mais diminue le wlume à incinérer et réduit très fortement la pollution due aux composés soufrés.

Divers procédés offrent la possibilité de tirer des produits végétaux (mais, celu , canne à sucre , betterave), voire de déchets organiques, des combustibles utilisables dans les moteurs à explosion de type diesel ou des chaudières.

IAs ~ ttllyllcitM et~-le processus de fermentation akoolique par des lewres est d'usage très ancien .

Il transforme des jus sucrés et produit de l'éthanol (alcool éthylique) ou du méthanol (alcool méthylique) selon la nature des micro­ organismes employés et des produits de départ Après épuratio n (élimination du gaz carbonique et des composés soufrés), éthanol et méthanol peuvent être utilisés comme carburants dans des moteurs adaptés En 1979, le gouvernement brésilien lança un programme de subvention à l 'a lcocd de canne à sucre qui fut un échec.

en raison du coOt élevé de l'éthanol produit (deux à trois fois plus cher que les produits pétroliers traditionnels) .

Mais le Brésil a relancé l'idée de la canne à sucre.

associée au colza et à un autre procédé de fabrication.

les âats - Unis produisent du biocarburant à partir de maïs, tandis qu'en France l'usage de carburants à base de betterave ou de colza est autorisé depuis 1988 .

le mélange d'essence et de biocarburants (10 à 20 'lb du totaO est une possibilité intéressante , permettant de diminuer la consommation d'essence.

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Ainsi, le Diester (appellation commerciale , acronyme de diesel et ester) est obtenu à partir du colza et du tournesol (Ki une llSllle M ~de Oiester) .

Mélangé au gazole au taux de 5 'lb, il peut être utilisé sans modification dans les moteurs diesel de faible puissance et dans les chaudières de chauffage central.

Pour les installations de grande puissance, le taux de mélange peut atteindre 50 'lb.

Ce carburant ne dégage pas de soufre lors de la combustion , et la quantité de fumées rejetées est réduite de moitié par rapport au gazole pur.

L'usage du Diester se répand en Europe ; le parc automobile municipal de plusieurs villes françaises utilise d'ores et déjà ce carburant.

lesHtns~ .,ledll•l••es • la fermentation acétonobutylique transforme des jus sucrés ou riches en cellulose en un mélange d 'acétone, d'éthanol et de butanol.

le pouvoir calorifique de ce biogaz est peu élevé , et ses incoMn i ents ne manquent pas dans son emploi comme carburant moteur : départs à froid difficiles, importante corrosion due au méthanol qui, de plus, est toxique.

• réthyte tertiobutytéther est obtenu en ajoutant de risobutène à l'éthanol ; il remplace le plomb comme antidétonant dans l'essence sans plomb.

L'AVENIR DES ÉNERGIES ALTERNATIVES Il repose sur la menace d'épuisement des réserves d'hydrocarbures, les tensions géopolitiques induites par leur utilisation intensive et les problèmes de pollution que cette utilisation entraine.

D'autre part.

il est nécessaire de prendre e n compte les risques liés à l'exploitation de l'énergie nudéaire et les problèmes du retraitement des déchets.

Enfin , le choix du developpement des énergies alternatives autorise l'implantation d'unités de production plus petites et décentralisées, malgré un coOt parfois supérieur et des problèmes de disponibilité et de régularité des ressources .

Toutefois, aucune source d'énergie alternative ne semblent réellement compétitive : les coOts d'installation ou d'exploitation se révèlent trop importants pour une disponibilité aléatoire .

En revanche, comme énergies d'appoint.

les énergies alternatives sont d'ores et déjà opérationnelles .

• Elles permettent, lorsqu'elles sont disponibles, de réduire la consommation des combustibles fossiles dans des centrales dassiques (même si elles ne permettent pas d'en diminuer la puissance installée) .

• Elles présentent un grand intérêt dans des applications particulières , telles que le pompage de l 'eau (qui est facilement stockable) grace à des éoliennes , la production d'eau chaude sanitaire ou le chauffage d'appoint de locaux (par capteurs thermiques d'énergie solaire à bas potentiel), ou enfin la réalisation de fours de traitement à très haute température , par focalisation d 'énergie solaire rayonnée, grace à des jeux de miroir .

• Elles se révèlent irremplaçables lorsqu'il s'agit d'alimenter des logements , des fermes ou des chantiers isolés, loin de tout réseau électrique .. »