Les énergies renouvelables

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Les énergies renouvelables. Mercredi 17 et Vendredi 19 Novembre 2004 A. Kaddouri. Qu’est ce que l’énergie ?. Un système ou un corps possède de l’énergie s’il peut fournir du travail ou de la chaleur. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Les nergies renouvelables

    Mercredi 17 et Vendredi 19 Novembre 2004A. Kaddouri

  • Quest ce que lnergie ?Un systme ou un corps possde de lnergie sil peut fournir du travail ou de la chaleur.Ex. lessence possde de lnergie puisque nous pouvons lutiliser pour propulser un vhicule. Cette mme essence, en brlant, peut fournir de la chaleur.

  • Diffrentes formes de lnergieAu niveau microscopique , lnergie peut exister sous forme organise ou dsorganise.Organise: cest un travailDsorganise: cest une chaleur

  • Particularit de lnergieElle existe sous diffrentes formes:

    - McaniqueChimiqueChaleurNuclaire(conversion dune forme dnergie en une autre, avec un certain rendement: pertes)

  • Particularit de lnergienergie primaire: na subi aucune conversion entre la production et la consommation (ptrole, charbon, gaz naturel, lectricit dorigine nuclaire, de lhydraulique, du bois, de lnergie solaire et de lnergie olienne)nergie finale: fournie aux consommateurs (besoins nergtiques et non nergtiques)

  • UnitsLunit dnergie dans le systme international est le joule.Pour des transformations macroscopiques, elle est trs petite on utilise le kJ (1000J) ou le MJ (106J).nergies mises en jeu au niveau des atomes, des molcules ou des noyaux on utilise plutt llectron volt (eV)

  • PuissanceQuantit dnergie par unit de temps. Lunit de base est le watt (1W = 1J/s)Dans le domaine de lnergie on emploie souvent le mgawatt (1MW = 106W) et le Ttrawatt ( 1TW = 1012W)Dans le domaine lectrique, on utilise aussi comme unit dnergie le watt-heure (Wh) et ses multiples. (1Wh = nergie de 1J/s pendant 1 heure, soit : 1Wh = 3600J et 1kWh = 3,6 x 106J.Ne pas confondre le kWh (quantit dnergie) avec le kW (une unit de puissance)

  • quivalencesPour comparer diffrentes sources dnergies, il est dusage de les rapporter lnergie fournie par le ptrole brut.

    On utilise une unit, la tep (tonne quivalent ptrole) dont la valeur est fixe, par convention, 1010calories = 42 GJ (11700kWh).

  • CombustionRfrence / pouvoir calorifiquePouvoir calorifique infrieur (PCI)Pouvoir calorifique suprieur (PCS) (qui inclut la chaleur latente de la vapeur produite lors de la combustion)On ne rcupre habituellement pas cette chaleur latente dans les usages courants, on parle plutt de PCI et la tep est dfinie selon cette convention.

  • Pouvoir calorifiquePouvoir calorifique du ptrole brut varie lgrement dun gisement lautre; il est galement diffrent pour les produits ptroliers raffins.1 tonne dessence = 1,048 tep1 tonne de GPL = 1,095 tep1 tonne de fuel lourd = 0,952 tep.

  • Pouvoir calorifique du gaz naturelPouvoir calorifique lgrement suprieur celui du ptrole:

    1 tonne de gaz naturel liquide vaut 1,096 tep (1000 m3 valent 0,857 tep)

  • Facteurs de conversionConventions qui dpendent du rendement

    1000 kWh dlectricit reprsentent0,0857 tep sils sont produit par lhydraulique et0,222 tep sils sont produit par les racteurs nuclaires.

    Ceci provient de ce que le rendement dune centrale hydraulique est proche de 100% alors que celui des centrales nuclaires actuelles est de 33%

  • nergie et dveloppementPremire consommation nergtique de lhomme est la nourriture (vivre et assurer sa descendance.Besoin indispensable doit tre complte par dautres formes dnergie qui ont pris une part de plus en plus importante au cours de lvolution de lhumanit.

  • nergie et dveloppement Il y a 600 000 ans, lhomme a dcouvert et matris le feu. Celui-ci lui a fourni la lumire pour voir la nuit et effrayer les animaux, et la chaleur pour lutter contre le froid et faire cuire les aliments.Pour alimenter ce feu de manire plus efficace, lhomme a invent le charbon de bois, il y a environ 7000 ans, ce qui lui a permis de dvelopper de nouvelles techniques: poterie, mtallurgie du plomb, du cuivre, du fer, fabrication du pltre et de la chaux

  • TransportDeuxime volet du besoin dnergie dont ont eu besoin nos anctres. Il sont au cur des civilisations daujourdhui.Les premiers transports se sont fait dos dhomme et danimal. Puis la voile , utilisant lnergie du vent fut employe dans le transport maritime. Le charbon a permis dutiliser les locomotives vapeur et lessence pour les voitures.

  • Demande dnergiePays industrialiss forte augmentation puis stabilisation. Futur: diminution lgre grce une meilleure efficacit nergtique.Pays en voie de dveloppementen pleine croissanceIls aspirent atteindre le niveau conomique des pays dvelopps et donc ont besoin dnergie.

  • Population et consommation10 000 av J.C : 5 millions dhabitants En lan 1: 250 millions1820: 1 Milliard1925: 2 Milliards1961: 4 Milliards2000: 6 MilliardsPrvisions 2020 : 8 Milliards et 2100 : 12 MilliardsAugmentation de la population accroissement demande nergtique

  • Consommation dlectricit et esprance de vie En 200014 910 TWh (6M dindividus)Consommation mondiale moyenne 2485 kWh/habitant/an(4M sont au dessous de cette valeur)

    Consommation lectrique de la France (population 60,4millions dhabitants):441 TWh (i.e 7 300 kWh/habitant/an)

  • Population et consommationLesprance de vie semble en partie corrle la consommation dnergie lectrique, qui donne un ordre de grandeur du niveau de vie des pays.

    36,5 ans En consomme

  • Population consommation/esprance de vie (France)An 1796 28 Millions dhabitants 0,3 tep/habitant/anAn 1996 56 Millions dhabitants 4,1 tep/habitant/an(soit 14 fois plus) ce qui correspond une croissance moyenne par habitant de 1,3%/an)

    Actuellement, la croissance prvue au niveau mondiale est de 2-2,5%/an.

    En 200 ans, lesprance de vie est passe de 27,5 ans pour les hommes en 1780-89, 73,5 ans en 1994 alors quelle passait de 28,1 ans 81,8 ans pour les femmes

  • Produit intrieur brut (PIB)Lvolution du produit intrieur brut par habitant donne une estimation de la richesse des individus.Augmentation de 0,2% par an entre 1400 et 1820 ce qui correspond en 420 ans, une multiplication par 2,3 de la richesse.Depuis 1950, cette augmentation est de 2,8% par an soit une multiplication par 4 des richesses en 50 ans.

  • nergie et avenirIl ne faut pas gaspiller lnergie, car si elle est bon march aujourdhui, il est fort possible que ce ne soit plus le cas demain. Il faut prparer lavenir en envisageant les diffrentes sources possibles tout en tenant compte des aspects conomiques, politiques, de sret dapprovisionnement et environnementaux.

  • Cot de lnergievolution vers un vrai cot de lnergie

    Externalits (terme utilis par les conomistes)PollutionsEffet de serreRestauration des sites (cas de lnergie nuclaire)

  • Diffrentes sources dnergieFossiles et minralesCharbon, Ptrole, Gaz, Uraniumnergie renouvelablesHydraulique (barrages, fleuves, rivires, chutes deau)Solaire (photons)olien (vent)Biomasse (bois, dchets vgtaux)Gothermie (sources de chaleur souterraines )etc...

  • nergies renouvelablesIl y a 200 ans , les hommes nutilisaient que des nergies renouvelables:Bois pour le chauffageTraction animale pour les transportsChutes deau et vent pour lnergie mcaniqueAu cours du XIXme sicle on utilise le charbon et lon invente la machine vapeur.

    Au XXme sicle, le ptrole, le gaz et le nuclaire apparaissent

  • Consommation dnergie primaire commerciale dans le mondenergieG tep%

    Ptrole3,50440,0Gaz2,16424,7Charbon2,18625,0Nuclaire0,669 7,6Hydraulique0,230 2,6Total8,752100

  • Consommation dnergie primaire en FranceSourceMtep%

    Charbon14,1 5,5Ptrole98,538,2Gaz naturel37,314,4lectricit94,936,8nergies renouvelables12,7 4,9(thermique)Total257,5100

  • Rpartition de la consommation dnergie totale et de llectricit selon les diffrents secteurs conomiquesnergie totale lectricitSecteurMtep % TWh%

    Industrie57,9 26,8 136,6 34,5Agriculture 3,4 1,6 2,7 0,7Rsidentiel 100,7 46,7 246,4 62,2(tertiaire)Transports53,8 24,9 10,4 2,6Total215,8 396,1

  • Effet de serreSans leffet de serre, la temprature moyenne de notre plante serait -18C. Grce ce phnomne, elle est de 15C. Il reprsente en moyenne150W/m2.Depuis le dbut de lre industrielle, leffet de serre a augment de 2,45W/m2, soit de 1% de lnergie rayonne par notre plante. Ceci a eu pour consquence daccrotre la temprature moyenne, entre 1850 et 1995, de 0,3 0,6C. Cette augmentation est proccupante.

  • Effet de serreVapeur deau (gaz ayant la plus grosse influence sur leffet de serre (60 70%). Nanmoins, la quantit rejete par lhomme ne fait pas varier de faon sensible sa concentration dans latmosphre et le cycle de leau est trs rapide.Ce nest pas le cas dautres gaz comme le gaz carbonique, le mthane et le protoxyde dazote (N2O). Les composs halogns sont rejets en quantits moindres et leur impact est plus faible. En revanche, leur dure de vie est plus importante. Les composs halogns jouent un rle important dans la destruction de la couche dozone qui nous protge des rayons ultraviolets nocifs.(il faudra environ 50 ans pour restaurer la couche dozone son niveau des annes 1970).

  • Effet de serreDe manire quantitative laugmentation de leffet de serre se rpartit de la faon suivante:1,56 W/m2 pour le CO2, 0,5 pour le CH40,14 pour N2O et 0,25 pour les Composs halognsLes combustibles fossiles CO2 une meilleure gestion de la combustion et le choix du combustible fossile (par ex pour une mme quantit dnergie fournie, la combustion du gaz naturel met deux fois moins de CO2 que celle du charbon. Les nergies renouvelables et le nuclaire ne contribuent pas accrotre leffet de serre.

  • mission de CO2 par kWh lectrique pour diffrentes sources dnergie

  • Rserves mondiales de ptrole par rgions (B