Energies : le solaire n'a pas dit son dernier mot
Sans aller jusqu'à faire un
article pédagogique détaillé (Vincent s'en sort très bien !), voici quelques
bricoles pour faire avancer un peu le schmilblick du défi énergétique auquel
l'humanité se trouve confrontée en ce XXIème siècle plus encore qu'au cours des
précédents (le motif initial de ce billet se trouvant évidemment à la fin!).
J'avais envie de parler de choses intéressantes cette nuit (ça changera un peu
de la blogosphère -ici compris- de ces dernières semaines...), cependant j'ai écrit ça
de mémoire donc ça ne prétend pas à l'exhaustivité ni à l'infaillibilité...
Il existe quatre principaux
types de sources d'énergie sur Terre, que l'humanité peut exploiter pour
répondre à ses besoins et dont l'importance actuelle dans les consommations
diffère notamment en fonction des pays et des usages (eg. production
d'électricité ou pas) : lumière solaire, gravitation, nucléaire et géothermie -
eh oui, rien d'autre, vous allez comprendre pourquoi. (Au passage, je ne
détaillerai pas les formes dérivées d'énergie comme les moteurs à air comprimé
ou le dihydrogène par exemple, car ils requièrent pour leur production une
consommation d'énergie qui peut elle-même provenir de diverses sources, en
général via l'électricité).
1) les marées, dues à
l'influence gravitationnelle de la Lune : c'est une source renouvelable
(sauf à très long terme...) encore très peu exploitée et il n'est pas dit que
cela change (en particulier à court terme) même si les recherches sur ce sujet doivent
se poursuivre ;
2) la géothermie,
évacuation progressive de la chaleur interne de la Terre qui date de sa
formation (il n'est pas exclu qu'il y ait aussi une origine nucléaire au centre
du noyau...), exploitable pour chauffer de l'eau (par exemple pour produire de
l'énergie électrique) ou de l'air (par exemple les "pompes à chaleur du
sol" pour le chauffage) : c'est une source non renouvelable (mais
immense) encore peu exploitée (même s'il n'y a pas que l'Islande, il suffit
de voir en Ile de France par exemple) et il n'est pas dit que cela change (en
particulier à court terme) même si les recherches sur ce sujet doivent se
poursuivre ;
3) le nucléaire, les
rayonnements émis par des processus de fission atomique ou de fusion atomique
(cette dernière n'étant pas encore maîtrisée même si c'est un des grands enjeux
de l'avenir) servant à chauffer et vaporiser de l'eau qui entraîne alors des
turbines génératrices d'électricité (presque) comme dans n'importe quelle
centrale : c'est une source non renouvelable encore assez peu exploitée
à l'échelle mondiale, même si elle est majoritaire pour la production
d'électricité dans certains pays, dont la France (ce sujet mérite un billet à
part entière que je publierai bientôt, je ne détaillerai donc pas, même si on
ne peut pas ignorer les problèmes posés, notamment par les déchets et les
installations elles-mêmes) ;
4) le solaire (lumière),
source renouvelable (sauf à très long terme...) qui est à l'origine,
directement ou indirectement, de toutes les autres sources d'énergie (renouvelables
ou non) disponibles sur Terre :
4-a) l'éolien (vent), car les mouvements
atmosphériques sont essentiellement gouvernés par l'apport énergétique solaire
: c'est une source renouvelable encore peu exploitée et il n'est pas dit
que cela change (en particulier à court terme) même si les recherches sur ce
sujet doivent se poursuivre ;
4-b) la houle, qui à la différence des marées découle
surtout de l'action des vents : c'est une source renouvelable encore
très peu exploitée et il n'est pas dit que cela change (en particulier à court
terme) même si les recherches sur ce sujet doivent se poursuivre ;
4-c) l'hydraulique, car le cycle de l'eau (qui génère des
cours d'eau descendant des reliefs continentaux et insulaires jusqu'aux mers et
aux océans) est en grande partie gouverné par l'apport énergétique solaire :
c'est une source renouvelable assez peu importante dans les
consommations humaines à l'échelle mondiale même si elle est à l'origine de la
production d'une partie importante de l'électricité dans certains pays (où la
capacité maximale est toutefois souvent atteinte ou près de l'être...) ;
4-d) la biomasse, issue plus ou moins directement de la
photosynthèse végétale et microbienne, qu'il s'agisse de matière organique
fossile ou actuelle :
4-d-i) la matière organique fossile, accumulée depuis
des millions d'années et utilisable pour produire de l'énergie, comprenant
notamment le pétrole, le charbon, le gaz naturel (méthane)
: c'est une source non renouvelable, très importante actuellement dans
les consommations humaines (directement ou pour produire des énergies
secondaires, comme de l'électricité), mais responsable de nombreuses pollutions
aux conséquences environnementales et sanitaires catastrophiques (et il n'y a
pas que le changement climatique), sans parler de divers conflits (armés ou
non) ;
4-d-ii) la matière organique actuelle, produite chaque
jour et utilisable pour produire de l'énergie, comprenant notamment le bois,
les agrocarburants (éthanol, diester, etc), le biogaz (méthane)
: c'est une source renouvelable sous certaines conditions, assez
importante (surtout pour le bois) actuellement dans les consommations humaines
(directement ou pour produire des énergies secondaires, comme de l'électricité),
mais souvent responsable d'impacts environnementaux et socio-économiques
catastrophiques ;
4-e) les rayonnements solaires eux-mêmes, auquel je
faisais référence dans le titre et sur lesquels je vais m'attarder un petit peu
plus : c'est une source renouvelable (sauf à très long terme...) encore
peu exploitée et il n'est pas dit que cela change (en particulier à court
terme) même si les recherches sur ce sujet doivent se poursuivre.
Le système d'exploitation de
l'énergie solaire qui vient généralement à l'esprit en premier est la cellule
qui constitue les fameux panneaux solaires photovoltaïques producteurs
d'électricité. Pour diverses raisons, ce système est encore assez peu
développé et ne constituera probablement qu'une source d'appoint (mais très
utile dans certaines situations), une réponse très partielle dans la recherche
d'alternative aux énergies fossiles non renouvelables. Bien que contrairement
aux clichés il ne nécessite pas forcément, pour être productif, de fonctionner
dans des pays et/ou à des saisons où brille un Soleil de plomb, il garde tout
de même de nombreux inconvénients, comme par exemple la composition (métaux
particuliers pas si abondants que ça et dont l'exploitation n'est pas sans
poser des problèmes), le coût encore élevé, la durée de vie et le rendement
encore insatisfaisants...
Les systèmes qui
m'intéressent aujourd'hui sont d'une tout autre nature.
Il existe des panneaux
solaires thermiques, où le rayonnement solaire capté ne sert pas à produire
de l'électricité mais à chauffer de l'eau (parfois de l'air) via une
sorte de système de serre : ils sont particulièrement intéressants dans
la mesure où une partie importante de l'énergie consommée par les ménages est
justement destinée à ce simple usage ; mais malgré un coût assez faible, la
composition n'est pas anodine... Le principe de la serre est aussi repris pour
les tours solaires où le collecteur de lumière entoure une cheminée : l'air
réchauffé dans le collecteur s'élève (par convection) dans la cheminée et
actionne des turbines génératrices d'électricité.
Il existe
aussi des systèmes à miroirs qui focalisent les rayons réfléchis
(concentration de la lumière) sur une cible pour la réchauffer. Il peut
s'agir d'une marmite spéciale, noire pour mieux absorber la chaleur
reçue (et donc chauffer plus efficacement) : c'est le principe du four
solaire que des associations développent dans des pays "en
développement" à fort ensoleillement où une déforestation tragique a
lieu... bien souvent "juste" pour cuisiner. Ce système efficace et
peu coûteux devrait être généralisé et soutenu par les pays
"développés" dans le cadre de leur politique de co-développement. A
plus grande échelle, la cible peut être une cartouche poreuse, noire
pour mieux absorber la chaleur reçue, qui peut s'échauffer (avec l'air
qu'elle contient) à plusieurs centaines de degrés. L'air chaud obtenu est alors
utilisé pour chauffer et vaporiser de l'eau, qui entraîne alors des turbines
génératrices d'électricité (presque) comme dans n'importe quelle centrale.
C'est une autre forme de tour solaire. Le système, bien qu'efficace, est
encore limité par certaines contraintes techniques et des recherches sont en
cours pour l'améliorer. Je trouve que les tours solaires (qui fonctionnent sous
toutes les latitudes) sont une très intéressante perspective d'avenir et
mériteraient d'être soutenues et diffusées...
/https%3A%2F%2Fassets.over-blog.com%2Ft%2Fcedistic%2Fcamera.png)