Aujourd’hui, le concept d’« énergies renouvelables » est entendu dans les discours de nos hommes politiques mais également de nos scientifiques comme étant la solution face au défi et à l’urgence climatique. Afin de mieux comprendre ce concept nous vous proposons de découvrir de quoi il s’agit.

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Qu’est-ce qu’une énergie renouvelable ?

Les énergies renouvelables (EnR) désignent un ensemble de moyens de production de l’énergie à partir de sources ou de ressources théoriquement illimités, disponibles sans limite de temps ou alors reconstituables plus rapidement qu’elles ne sont consommées.

Les énergies renouvelables s’opposent aux énergies dites fossiles dont les stocks sont limités et non renouvelables à l’échelle du temps humain. On parle ici du pétrole du charbon ou encore des gaz naturels par exemple. Les énergies renouvelables sont, au contraire, produites à partir de sources naturelles et illimitées à l’échelle du temps humain comme par exemple les rayons du soleil ou encore le vent.

Dans le langage commun, on désigne très souvent les énergies renouvelables par l’expression « énergies vertes » ou encore « énergies propres » en raison de leur faible impact environnemental. En effet, leur exploitation engendre très peu de déchets et d’émissions polluantes et leur pouvoir énergétique est beaucoup plus faible que celui des énergies non renouvelables. C’est d’ailleurs ce qui en fait un élément majeur et clé dans les stratégies de lutte contre le réchauffement climatique.

Quels sont les différents types d’énergies renouvelables ?

De manière générale, les énergies renouvelables proviennent de deux grandes sources naturelles : le soleil et la Terre.  De 2 000m d’altitude à 2 000m sous terre, du ciel jusqu’aux profondeurs il existe différents types d’énergies renouvelables.

Énergie éolienne

energia renovable2Les ancêtres des éoliennes sont les moulins à vent. Les éoliennes produisent de l’énergie à partir du déplacement des masses d’air. Elles exploitent l’énergie cinétique du vent. La solution du vent est actuellement la plus utilisée en Europe.

Les éoliennes peuvent être installées sur la terre ferme. On parle alors d’éoliennes onshores. Ce sont techniquement les plus simples à imaginer. Même si les espaces qui peuvent leur être réservés pourraient rapidement venir à manquer. Et les plus efficaces pourraient être des éoliennes installées en mer que l’on qualifie d’éoliennes offshore.

L’énergie éolienne est une énergie intermittente. Les éoliennes ne produisent que lorsque le vent souffle. En revanche, contrairement aux panneaux solaires, il peut être difficile d’installer une éolienne dans son jardin. La technologie est plutôt réservée aux grandes installations.

Les éoliennes commencent à prendre de la hauteur puisque les chercheurs réfléchissent actuellement à la manière dont nous pourrions capter les vents d’altitude qui sont 5 fois plus puissants qu’au sol. Par exemple, dans le ciel de Fairbanks en Alaska une turbine placée dans un ballon gonflée à l’hélium va être lancé pour capter les vents à plus de 300m de haut.

Énergie hydraulique

energia renovable3Le terme d’énergie hydraulique désigne l’énergie qui peut être obtenue par exploitation de l’eau. Une catégorie d’énergies moins soumise aux conditions météorologiques, mais qui reste réservée à une production d’envergure. Dans les énergies hydrauliques, on trouve :

  • Les barrages qui libèrent de grandes quantités d’eau sur des turbines afin de produire de l’électricité.
  • L’énergie marémotrice qui joue sur l’énergie potentielle des marées, une énergie liée aux différences de niveaux d’eau et aux courants que celles-ci induisent.
  • Hydrolienne qui exploite les courants marins.
  • L’énergie houlomotrice qui compte sur l’énergie cinétique des vagues et de la houle.
  • La thermique qui peut être tirée — de manière prudente pour éviter notamment toute perturbation des flux naturels des mers — de la différence de température entre les eaux profondes et les eaux de surface.
  • L’ osmotique qui produit de l’électrique grâce à la différence de pression que génère la différence de salinité entre l’eau de mer et l’eau douce.

La France métropolitaine à elle seule compte plus de 2 250 installations hydroélectriques.

Biomasse

energia renovable4La biomasse peut devenir une source de chaleur, d’électricité ou de carburant. Plusieurs techniques peuvent être mises en œuvre pour en tirer son énergie : la combustion, la gazéification, la pyrolyse ou encore la méthanisation par exemple. Elle comprend :

  • Le bois. Il peut produire de la chaleur, de l’électricité ou des biocarburants (hydrolyse de la cellulose en glucose puis fermentation en éthanol).
  • Les biocarburants, liquides ou gazeux, issus de la transformation de végétaux comme le colza ou la betterave (1ère génération), issus de matières cellulosiques (2e génération) ou issus de microorganismes comme des micro-algues (3e génération).

Il est à noter que la biomasse ne peut être considérée comme une source d’énergie renouvelable que si sa régénération est supérieure à sa consommation. Toutefois cela ne l’empêche pas d’être la 2ème source d’énergie renouvelable dans le monde.

Géothermie

La géothermie est une énergie renouvelable provenant de l’extraction de l’énergie contenue dans le sol. Cette chaleur résulte essentiellement de la désintégration radioactive des atomes fissiles contenus dans les roches. Elle peut être utilisée pour le chauffage, mais aussi pour la production d’électricité. Il s’agit de l’une des seules énergies ne dépendant pas des conditions atmosphériques.

En revanche, elle dépend de la profondeur à laquelle elle est puisée. La géothermie profonde, quelques 2.500 mètres pour 150 à 250 °C, permet de produire de l’électricité. La géothermie moyenne dans les gisements d’eau notamment de 30 à 150 °C alimente les réseaux de chaleur urbains. A très basse énergie, entre 10 et 100 mètres de profondeur et inférieure à 30 °C, est celle exploitée par les pompes à chaleur.

Notons toutefois que pour que l’énergie géothermique demeure durable, le rythme auquel est puisée cette chaleur ne doit pas dépasser la vitesse à laquelle celle-ci voyage à l’intérieur de la Terre.

Des chercheurs pensent à exploiter encore plus les profondeurs de la Terre en exploitant …. Le magma ! En effet, le magma est de la matière en fusion provenant du noyau terrestre. Pour les pays dits volcaniques, il s’agit d’une source d’énergie avec un très haut potentiel et davantage plus concentrée énergétiquement que la simple géothermie.

Énergie solaire

L’énergie solaire est l’énergie fournie par le Soleil. De manière générale, l’énergie solaire est produite par les rayonnements du Soleil. Il existe différents moyens d’utilisation de cette énergie. Actuellement, l’énergie solaire photovoltaïque est celle qui est la plus connue de tous. Le photovoltaïque produit de l’électricité et uniquement de l’électricité grâce au rayonnement solaire. Un autre moyens d’exploitation de l’énergie solaire est le thermique dont le principe est de produire et de fournir de l’eau chaude en exploitant les rayons du Soleil. Cependant, il existe un moyen d’exploitation combinant ces deux derniers : l’hybride. La technologie hybride consiste à produire de l’électricité et de l’eau chaude simultanément en exploitant les ressources solaires. Actuellement, la technologie hybride aHTech est la plus avancée sur le marché et offre le taux de rentabilité et d’efficacité le plus haut du marché : 89% de rendement.

Les énergies renouvelables dans le monde

Le dernier rapport de l’Agence Internationale de l’Énergie paru en avril dernier a apporté de très bonnes nouvelles et de très bonnes surprises. En effet, le rapport démontre que les énergies renouvelables ont connu une croissance incroyable en 2020, une croissance jamais vu depuis deux décennies.

Environ 280 GW de capacités supplémentaires de production d’énergie renouvelable ont vu le jour en 2020, 45 % de plus par rapport aux nouveaux ajouts comptabilisés en 2019, rapporte l’AIE, soit l’équivalent de la capacité totale des dix pays d’Asie du sud-est réunis dans l’ASEAN. Cette hausse annuelle historique, la plus forte depuis 1999, est portée par l’augmentation de 114 GW des capacités dans l’éolien, une hausse quasi double de celle de 2019 (+90 %) et par la Chine.

Si l’AIE prévoit malgré tout une hausse des émissions de CO2 en 2021 « à cause d’une progression parallèle du recours au charbon», elle estime que le rythme de croissance enregistré en 2020 « est appelé à devenir la nouvelle norme avec environ 270 GW de capacité renouvelable en voie d’être ajoutée en 2021 et près de 280 GW en 2022, malgré un ralentissement en Chine ». La croissance de l’éolien devrait ralentir un peu en 2021 et 2022, tandis que le solaire « va continuer de battre des records », selon l’Agence.

La France et les énergies renouvelables

En croissance régulière depuis plusieurs années, les énergies renouvelables représentent 13,1 % de la consommation d’énergie primaire et 19,1 % de la consommation finale brute d’énergie en France en 2020. Parallèlement, leur poids dans l’économie française s’est accru : elles sont ainsi à l’origine, en 2018, de 8,6 Md€ d’investissement et de 68 000 emplois en équivalent temps plein. Très diverses, les énergies renouvelables en France regroupent une dizaine de filières. Le bois énergie et l’hydraulique restent les plus développées, mais l’éolien et les pompes à chaleur sont parmi celles qui progressent le plus ces dernières années. Au sein de l’Union européenne, la France occupe la 17e position en 2019 pour la part d’énergies renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie. En niveau absolu, la France est notamment, parmi les États membres, le deuxième producteur d’hydroélectricité, de biomasse solide et de biocarburants.

Selon la loi de transition énergétique votée en 2015, la France doit porter la part des énergies renouvelables à 32 % de la consommation finale brute d’énergie en 2030.