Le rayonnement du soleil, la force du vent, de l’eau, la chaleur du bois, la croissance des végétaux, la valorisation des déchets … Les énergies renouvelables sont l’avenir et représentent un enjeu écologique majeur !
Quelle que soit leur forme, leur développement est devenu un enjeu écologique majeur. Mais qu’est-ce qu’une énergie renouvelable ? Quelles sont les principales énergies renouvelables et quels sont leurs avantages ?
Qu'est-ce qu'une énergie renouvelable ?
Une énergie est dite renouvelable lorsqu’elle est produite par des sources dont le renouvellement naturel est assez rapide pour qu’elles puissent être considérées comme inépuisables à l’échelle humaine.
Aussi appelées EnR, énergies vertes ou énergies « propres », elles offrent différents avantages :
- Non polluantes : produites à partir de sources primaires, les énergies renouvelables produisent peu, voire pas d’émissions polluantes.
- Le caractère inépuisable : là où les énergies fossiles se raréfient au fil du temps, les énergies renouvelables sont quasiment disponibles en permanence, garantissant d’autant plus l’indépendance énergétique tant convoitée.
Dans un contexte d’épuisement des ressources et de réchauffement climatique, les énergies renouvelables sont l’avenir du secteur de l’énergie. Leurs parts dans le mix énergétique ne cessent d’augmenter et elles sont au cœur de tous les débats liés à la transition énergétique.
Par opposition aux énergies renouvelables, les énergies fossiles sont issues de la transformation et de la combustion de matières organiques telles que le charbon, le pétrole ou le gaz naturel. En plus d’être polluantes, leur surconsommation a engendré une rarification progressive et inévitable de ces sources d’énergies.
Après des années de surconsommation, les quantités disponibles deviennent de plus en plus limitées. En plus de la pollution qu’elles génèrent, leur rareté engendre également des tensions géopolitiques.
Quelles sont les différentes familles ?
Deux grandes sources naturelles sont à l’origine des énergies renouvelables : le Soleil et la Terre. Mais, par habitude, ces énergies sont généralement classées en cinq groupes :
- L’énergie solaire
- L’éolien
- L’énergie hydraulique
- La biomasse
- La géothermie
L'énergie solaire
Le Soleil est à l’origine de toutes les autres énergies : il produit la chaleur et la lumière nécessaires à la vie sur Terre. Ainsi, l’énergie solaire sera exploitée à la fois pour chauffer et pour produire de l’électricité. On distingue alors l’énergie photovoltaïque de l’énergie thermique.
Exploiter le rayonnement du Soleil : l'énergie solaire photovoltaïque
La lumière est captée par des cellules photovoltaïques. Ces cellules, plus couramment appelées panneaux solaires, convertissent ensuite directement la lumière en électricité.
Exploiter la chaleur du Soleil : l'énergie solaire thermique
Ce système utilise la chaleur du soleil, et non pas sa lumière. On distingue deux types d’installations :
- Les panneaux solaires thermiques : en captant la chaleur du soleil, ces panneaux permettent de chauffer de l’eau pour une utilisation domestique (douche, radiateurs etc.)
- Les centrales thermodynamiques : à plus grande échelle cette fois, les centrales vont chauffer d’importantes quantités d’eau dont la vapeur servira à produire de l’électricité.
Qu’importe la technique utilisée, l’énergie solaire ne produit aucune émission polluante : propre, inépuisable et gratuite, son seul inconvénient est qu’il s’agit d’une énergie intermittente. En effet, bien que les avancées technologiques soient prometteuses, l’énergie solaire ne fonctionne, actuellement, qu’à partir du moment où le soleil brille.
L'énergie éolienne
Utilisé depuis des années pour faire tourner les moulins, le vent est une puissante source d’énergie. Les éoliennes fonctionnent sur le même principe que son ancêtre : le vent fait tourner les pales de l’éolienne qui, couplées à un générateur, permettent de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique.
Les éoliennes terrestres, dites onshore, sont installées sur la terre. A l’inverse, les éoliennes offshore sont déployées en mer : elles peuvent être flottantes ou bien fixées aux fonds marins.
De nombreux parcs éoliens ont vu le jour ces dernières années. Intarissable, non-polluante et compétitive, l’énergie éolienne est une perspective très prometteuse pour soutenir la transition énergétique. Cependant, ces imposantes installations doivent être placées dans des lieux stratégiques. Le vent étant une ressource « incertaine », les éoliennes doivent être aménagées dans des zones dégagées, les plus venteuses possible, tout en respectant l’écosystème local.
L'hydraulique
L’énergie hydraulique permet de produire de l’électricité grâce à la force et aux mouvements de l’eau. Présente sous différentes formes (marées, rivières, fleuves, lacs, vagues, courants, cascades, etc.) et en très grande quantité sur Terre, l’énergie de l’eau est exploitée de plusieurs façons.
Les centrales à accumulation
Généralement installées en hauteur des montagnes, d’importantes quantités d’eau sont retenues par un puissant barrage. L’eau s’accumule et forme alors un lac. Pour produire de l’électricité, on libère une partie de cette eau qui, grâce à un fort débit, activent des turbines. L’avantage de cette méthode est qu’il est possible de contrôler la quantité d’eau libérée ainsi que le moment où l’électricité sera produite. Ainsi, elle peut être mobilisée en quelques instants pour répondre aux pics de consommation ou à des besoins exceptionnels.
Les centrales au fil de l'eau
Ces centrales hydrauliques dites « à basse chute » sont installées le long des fleuves ou des rivières. Grâce à ces centrales, l’eau est d’abord canalisée. Elle traverse ensuite des conduites (ou des ponts suivant l’installation), dans lesquelles se trouvent des turbines. Ce sont ces turbines qui permettront de transformer l’eau en électricité. L’eau retourne ensuite, intacte, dans la rivière.
Ces installations produisent moins d’électricité que les barrages : avec une hauteur de chute moins importante, c’est le débit du cours d’eau qui détermine la quantité d’énergie générée.
Aujourd’hui, l’énergie hydraulique est la première source d’énergie renouvelable : elle représente plus de la moitié de la production d’électricité verte en 2019. En plus d’être illimitée et facilement stockable, c’est la source d’énergie la plus propre et la plus efficace.
La biomasse
L’utilisation de la biomasse remonte à l’époque de la préhistoire avec la découverte du feu. Aujourd’hui, cette source permet non seulement de faire de la chaleur, mais également de produire de l’électricité et du carburant.
La biomasse désigne l’ensemble des matières organiques d’origine animale (cadavres d’animaux, excréments, êtres vivants du sol …) et végétale (bois, paille, feuilles, fleurs, champignons, résidus alimentaires etc.). On distingue trois types de biomasse : la biomasse sèche, la biomasse humide et les biocarburants.
La biomasse sèche : le bois-énergie
Le bois-énergie est la forme de biomasse la plus utilisée. Cette technique consiste à brûler le bois, l’écorce ou tous autres résidus secs. En se consumant, ils produisent de la chaleur qui permet d’alimenter des chaufferies individuelles et collectives. Sous forme de bûches, plaquettes, granulés (…), le bois-énergie peut également alimenter des centrales pour produire de l’électricité.
Les biocarburants
Aussi appelés agrocarburants, ils proviennent de matières organiques végétales renouvelables comme le tournesol, la betterave ou le colza. On distingue le biocarburant essence du biocarburant diesel.
- Le biocarburant essence, le bioéthanol : c’est un alcool produit par fermentation des sucres présents dans les plantes (beztteraves, cannes à sucre, etc.) ou de l’amidon issu des céréales (blé, maïs, etc.). Il sera ensuite mélangé à l’essence, le pourcentage de teneur en éthanol variant selon le type d’essence.
- Le biocarburant diesel, le biodiesel : il est issu de plantes contenant de l’huile comme le colza, le tournesol ou le soja. Après transformation chimique, le biodiesel peut être incorporé au gazole.
L’énergie biomasse est disponible partout et renouvelable à l’infini, à condition que sa régénération soit supérieure à sa consommation. Elle participe également à la lutte contre le dérèglement climatique : le rejet de CO2 provoqué par la combustion des bioénergies est équivalent au CO2 dégagé par le bois lorsqu’il se décompose. Cette technologie prometteuse requiert une exploitation raisonnée pour éviter des impacts négatifs sur l’environnement (déforestation, érosion ou pollutions des sols).
La géothermie
Au cœur de la Terre, la température monte à plus de 4 000 °C. Le principe de la géothermie est d’utiliser cette chaleur naturellement présente dans le sous-sol pour la transformer en énergie. Selon la température et la profondeur d’extraction, la géothermie sera exploitée pour chauffer ou bien pour produire de l’électricité. On distingue trois types de géothermie : la géothermie à très basse température, à basse température et à haute température.
La géothermie à très basse température : chauffer les maisons individuelles
De l’eau chaude (moins de 30°C) est naturellement présente dans les roches du sous-sol. Elle est puisée dans les premiers mètres du sol et utilisée pour la production de chaleur en logements particuliers : douches, radiateurs etc. L’installation requiert l’usage d’une pompe à chaleur (PAC) : ce système permet d’augmenter la température de l’eau lorsque celle-ci n’est plus suffisante.
La géothermie à basse température : chauffer les bâtiments
La géothermie à basse température utilise l’eau des aquifères située entre 100 et 2000 m de profondeur. A ce niveau, la température de l’eau s’élève généralement entre 30 et 150°C. L’eau est utilisée pour le chauffage urbain collectif avec notamment l’utilisation des réseaux de chaleur.
La géothermie à haute température : produire de l'électricité
La production d’électricité nécessite des ressources à haute énergie. L’eau est forée entre 3000 et 5000 mètres de profondeur : la température monte alors à plus de 150°C. Transformée en vapeur, la pression de l’eau fait ensuite tourner les turbines pour produire de l’électricité. La géothermie profonde permet de chauffer et de produire de l’électricité à l’échelle industrielle.
L’énergie géothermique offre l’avantage d’être disponible 24h24 et d’être totalement indépendante des conditions météorologiques. Malgré un investissement de départ conséquent, les pompes à chaleur sont rapidement rentabilisées : c’est un système économique et très performant.
À l’heure de la transition énergétique, il est essentiel de modifier en profondeur les modes de production et de consommation d’électricité. Pour s’adapter aux enjeux climatiques, les fournisseurs d’électricité et de gaz naturel ont adapté leurs offres : désormais, la plupart d’entre eux propose des offres vertes.
L'électricité verte
Engie, Sélia ou encore Primeo Energie proposent des offres d’électricité verte. Par définition, une offre est dite verte lorsque l’électricité est produite à partir d’énergies 100 % renouvelables. Bien sûr, il est impossible de dissocier l’énergie verte de l’énergie fossile sur le réseau : l’électricité acheminée est la même pour tous. Mais alors, quel est l’intérêt de souscrire une offre d’énergie renouvelable ? Concrètement, une offre est qualifiée de verte lorsque le fournisseur d’énergie peut garantir qu’il injectera dans le réseau une production équivalente à la consommation du client en électricité verte. C’est le principe des garanties d’origine. Ces GO attesteront de la traçabilité de l’énergie (type d’énergie, date et lieu de production). Exemple : vous souscrivez l’offre ActiVert Électricité d’Engie. Votre consommation annuelle s’élève à 600 kWh. Par conséquent, votre fournisseur devra obligatoirement injecter 600 kWh d’énergie « propre » sur le réseau.
Le gaz vert
Comme pour l’électricité, il n’est pas possible de déterminer l’origine du gaz livré à un site donné. Ainsi, souscrire une offre gaz vert contribue à renforcer la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique. L’origine et la quantité de gaz vert certifiés par le mécanisme des garanties d’origine diffèrent selon les fournisseurs de gaz.
Parallèlement, d’autres fournisseurs proposent des offres de gaz « compensé carbone ». Cette offre consiste à compenser les émissions de CO2 rejetés en achetant des « crédits carbone » qui permettront à terme, de financer un projet en faveur de l’environnement.
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Face aux défis énergétiques (épuisement des matières premières, pollution, réchauffement climatique, déforestation, etc.), les fournisseurs d’énergie ont dû s’adapter et trouver des alternatives aux énergies fossiles.
Encore trop sous-exploitées par rapport à leur potentiel, les énergies renouvelables jouent un rôle clé dans la transition énergétique. D’ici 2030, la part d’énergies renouvelables dans le mix énergétique devrait atteindre 32 % (contre 21,5 % aujourd’hui).
