Sources

• Identifier les principales sources d'énergie renouvelables
• Comprendre leur principe de fonctionnement simple
• Reconnaître leurs avantages et leurs limites

L'énergie du Soleil et du Vent

Le Soleil est notre principale source d'énergie. Il envoie sur Terre une énorme quantité de lumière et de chaleur, appelée rayonnement solaire. On peut la capter de deux façons principales. La première, c'est avec des panneaux photovoltaïques, comme ceux qu'on voit sur certains toits. Ces panneaux sont composés de cellules en silicium qui transforment directement la lumière du soleil en électricité. La seconde façon, c'est le solaire thermique : on utilise des capteurs (souvent des tubes noirs) qui chauffent de l'eau avec la chaleur du soleil, pour le chauffage ou l'eau chaude sanitaire. Le vent, quant à lui, est une énergie indirecte du soleil. En effet, le soleil chauffe inégalement l'atmosphère, ce qui crée des déplacements d'air : le vent. Pour l'utiliser, on installe des éoliennes. Le vent fait tourner leurs pales, qui entraînent une turbine reliée à un générateur produisant de l'électricité. En France, on voit de grandes éoliennes dans les champs (éoliennes terrestres) et maintenant aussi en mer (éoliennes offshore).

L'énergie de l'Eau et de la Terre

L'eau est une source d'énergie très ancienne, utilisée depuis les moulins à eau. Aujourd'hui, on parle surtout d'hydroélectricité. Le principe est simple : on retient l'eau d'une rivière derrière un barrage pour créer un lac de retenue. Quand on ouvre des vannes, l'eau s'échappe à grande vitesse et fait tourner une énorme turbine, qui produit de l'électricité. C'est la source d'électricité renouvelable la plus utilisée en France. La Terre elle-même produit aussi de la chaleur, c'est la géothermie. En creusant profondément, la température augmente (environ 3°C tous les 100 mètres). On peut utiliser cette chaleur de deux manières. Pour le chauffage individuel d'une maison, on installe une pompe à chaleur qui capte la chaleur stable du sol peu profond. Pour produire de l'électricité à grande échelle, il faut aller chercher la chaleur très profonde, comme dans certaines régions volcaniques (ex: l'Islande).

La biomasse et le défi du stockage

La biomasse, c'est l'énergie tirée de la matière organique, végétale ou animale. C'est une forme de stockage de l'énergie solaire, captée par les plantes lors de la photosynthèse. On l'utilise de plusieurs façons. Le bois est la plus ancienne : en le brûlant dans une cheminée ou une chaudière, on produit de la chaleur. Les déchets végétaux (comme les résidus de cultures) ou les déchets ménagers organiques peuvent être brûlés dans des usines d'incinération pour produire de la chaleur et de l'électricité. Ils peuvent aussi être transformés en biogaz par fermentation (méthanisation). Un grand défi des énergies renouvelables comme le solaire et l'éolien est l'intermittence : il n'y a pas de soleil la nuit et le vent ne souffle pas toujours. Il faut donc pouvoir stocker l'énergie produite. On peut le faire avec des batteries électriques, ou en pompant de l'eau vers un bassin en hauteur quand il y a un surplus d'électricité (stations de transfert d'énergie par pompage), pour la relâcher et produire à nouveau de l'électricité quand on en a besoin.

Applications pratiques

Dans notre vie quotidienne, les énergies renouvelables sont déjà présentes. Tu as peut-être une cheminée à bois chez toi : c'est de la biomasse. Si tu habites près d'un barrage, l'électricité de ta maison en vient peut-être. À plus petite échelle, de nombreux objets utilisent l'énergie solaire : les calculatrices solaires, les lampes de jardin, les chargeurs de téléphone portables avec un petit panneau. Dans certaines villes, les abribus sont éclairés par de petits panneaux photovoltaïques sur leur toit. Les éoliennes peuvent aussi être de petite taille, pour alimenter une ferme isolée. En France, le mix énergétique (c'est-à-dire l'ensemble des sources utilisées pour produire notre électricité) comprend une part importante d'énergies renouvelables, et elle doit augmenter pour lutter contre le changement climatique. Chacun peut agir en favorisant les économies d'énergie (éteindre les lumières, débrancher les chargeurs) pour en utiliser moins et mieux.