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Energies renouvelables

Energie solaire

Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau, du vent et de la photosynthèse réalisée par le règne végétal, dont dépend le règne animal via les chaînes alimentaires. L'énergie solaire est donc à l'origine de toutes les énergies sur Terre à l'exception de l'énergie nucléaire, de la géothermie et de l'énergie marémotrice. 

Il existe plusieurs manières de capter l'énergie solaire :

  • L'énergie solaire photovoltaïque est l'électricité produite par transformation d'une partie du rayonnement solaire par une cellule photovoltaïque. Plusieurs cellules sont reliées entre elles dans un module solaire photovoltaïque. Plusieurs modules sont regroupés pour former une installation solaire chez un particulier ou dans une centrale solaire photovoltaïque. L'installation solaire peut alimenter un besoin sur place (en association avec un moyen de stockage) ou être injectée, après transformation en courant alternatif, dans un réseau de distribution électrique (le stockage n'étant alors pas nécessaire) ;
  • Le solaire thermique consiste à utiliser la chaleur du rayonnement solaire. Ce rayonnement se décline de différentes façons, en usage direct de la chaleur (chauffe-eau, chauffage solaire dont cuisinières et sécheuses solaires par exemple) ou en usage indirect, la chaleur servant pour un autre usage : rafraichissement solaire, centrales solaires thermodynamiques ;
  • Le solaire thermodynamique concentre les rayons du soleil à l'aide de miroirs afin de chauffer un fluide caloporteur qui permet en général de produire de l'électricité.

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Enérgie éolienne

L’énergie éolienne est l’énergie du vent et plus spécifiquement, l’énergie directement tirée du vent au moyen d’un dispositif aérogénérateur comme une éolienne ou un moulin à vent. La technologie actuellement la plus utilisée pour capter l’énergie éolienne utilise une hélice sur un axe horizontal.

Il existe principalement 4 types de centrales éoliennes :

  • L'éolien onshore qui consiste en l'installation de centrales éoliennes sur terre représente l'utilisation la plus courante de cette énergie ;
  • L'éolien offshore qui consiste en l'installation de fermes éoliennes en mer est l'une des voies de développement de l'éolien, car elle s'affranchit en grande partie du problème des nuisances esthétiques et de voisinage. D'autre part le vent est beaucoup plus fort et constant qu'à terre ;
  • L'éolien urbain est un concept consistant à installer et exploiter des éoliennes en milieu urbain. L'éolien urbain recherche des turbines éoliennes compactes capables de proposer une production d'électricité décentralisée, qui s'affranchirait du transport et des pertes générées ;
  • L'éolien en zone isolée peut être une solution pour la production d'énergie en zone isolée non raccordé au réseau.

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Biomasse

Dans le domaine de l'énergie, et plus particulièrement des bioénergies, le terme de biomasse désigne l'ensemble des matières organiques d'origine végétale (algues incluses), animale ou fongique pouvant devenir source d'énergie par combustion (ex : bois énergie), après méthanisation (biogaz) ou après de nouvelles transformations chimiques (agrocarburant).

On distingue ainsi les 3 différentes utilisations de la biomasse :

  • La combustion consiste essentiellement en l'utilisation du bois (ou de déchets verts) en tant que combustible ;
  • La méthanisation est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène. La méthanisation contrôlée produit du biogaz qui peut ensuite être valorisé pour la production d'électricité et/ou de chaleur ;
  • La production de biocarburant est réalisée à partir de matériaux organiques non fossiles, provenant de la biomasse.

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Hydroélectricité

L'énergie hydroélectrique, ou hydroélectricité, est une énergie électrique renouvelable obtenue par conversion de l'énergie hydraulique, des différents flux d'eau naturels, en électricité. L'énergie cinétique du courant d'eau est transformée en énergie mécanique par une turbine, puis en énergie électrique par un alternateur.

Il exister principalement 2 types de centrale hydroélectrique :

  • Les centrales au fil de l'eau, principalement installées dans des zones de plaines présentent des retenues de faible hauteur. Elles utilisent le débit du fleuve tel qu'il se présente, sans capacité significative de modulation par stockage. Elles fournissent une énergie en base très peu coûteuse et ont en général un impact faible sur l'environnement ;
  • Les centrales éclusées présentent des lacs plus importants, leur permettant une modulation dans la journée voire la semaine. Leur gestion permet de suivre la variation de la consommation sur ces horizons de temps (pics de consommation du matin et du soir, différence entre jours ouvrés et weekend, etc.). Elles sont typiques des aménagements réalisés en moyenne montagne.
  • Les centrales-lacs correspondent aux ouvrages présentant les réservoirs les plus importants. Ceux-ci permettent un stockage saisonnier de l'eau, et une modulation de la production pour passer les pics de charge de consommation électrique : l'été pour les pays où la pointe de consommation est déterminée par la climatisation, l'hiver pour ceux où elle est déterminée par le chauffage. Ces centrales sont typiques des aménagements réalisés en moyenne et haute montagne.

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Biogaz

On appelle biogaz les effluents gazeux, méthane essentiellement, issus de la fermentation de matières organiques contenues dans les décharges, les stations d'épuration, etc. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre et sa captation est hautement souhaitable. Il peut être considéré comme une ressource énergétique, souvent via sa combustion pour produire de la vapeur et/ou de l'électricité ; son utilisation directe dans des moteurs à gaz pauvres peut aussi être envisagée. Le biogaz est un gaz combustible, composé en moyenne de méthane (CH4) à 65 % et de CO2 à 35 %.

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