Contribution des énergies nouvelles sur la gestion durable des écosystèmes forestiers de la cité de Mbanza'Ngungu dans la province du bas Congo.

1.3. QUELQUES GENERALITES

1.3.1. Cadre de l'énergie

a) Définition du concept énergie

L'énergie est une grandeur physique qui représente la capacité d'un corps ou d'un système à produire du travail.

Elle se manifeste sous plusieurs formes dont l'équivalent implique soit la conversion ou la transformation en une autre forme tout en restant constant.

Donc l'énergie n'est ni créée ni détruite, mais elle est plutôt convertie en une forme (1^ere loi de la thermodynamique). C'est la loi de conservation de l'énergie qui assure la survie, s'applique aussi aux êtres vivants.

Les transformations d'énergie ne sont pas totales à cause du désordre entropique qui entraîne des pertes (2^eme loi de la thermodynamique). Cette deuxième loi montre comment survient le désordre lors de la conversion de l'énergie en une autre.

b) Données principales sur l'énergie

Nous avons :

o L'énergie primaire : C'est celle qui est puisée dans les gisements d'énergies fossiles comme le charbon, le pétrole, le gaz naturel, dans les sources d'énergie renouvelables comme l'eau, la biomasse, les vents, les radiations solaires, dans l'énergie de constitution de la matière nucléaire.

o L'énergie finale : C'est celle qui est livrée à l'utilisateur sous forme de combustibles, de carburants, d'électricité...

o Les énergies traditionnelles : Sont celles qui sont puisées dans le milieu naturel, comme le bois et le charbon de bois, les déchets végétaux et animaux, l'énergie animale... qui ont longtemps été seules sources d'énergie de l'humanité et qui jouent toujours un rôle important dans bon nombre de pays du tiers monde.

o Les énergies modernes : Comme le charbon, le gaz naturel, les produits pétroliers, l'électricité, l'atome... qui jouent un rôle dominant dans le monde.

o L'énergie verte ou pétrole vert : C'est l'énergie solaire emmagasinée par les végétaux grâce à la photosynthèse et réutilisable par l'homme.

1.3.2.1. Etres vivants et énergie

La conversion et les échanges d'énergie se manifestent chez les vivants dans de nombreux phénomènes comme la croissance et la différenciation cellulaire, la régulation de la température, la contraction musculaire, la sécrétion glandulaire, l'influx nerveux, les réactions métaboliques,... et cet aspect des choses montre que les vivants sont adaptés aux lois de la thermodynamique.

Les végétaux chlorophylliens réalisent la photosynthèse par laquelle le CO₂ et l'eau (H₂O) sont convertis en produits carbonés et oxygénés par suite d'une longue série des réactions qui se résument par une seule équation globale :

Lumière

6CO₂ + 12H₂O + 673Kcal C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Chlorophylle

1.3.1.2. L'énergie solaire

Le soleil est la principale source de différentes formes d'énergie disponibles sur terre.

Le soleil émet un rayonnement électromagnétique dans lequel on trouve notamment les rayons cosmiques, gamma, X, la lumière visible, l'infrarouge, les micros ondes et les ondes radios en fonction de la fréquence d'émission.

Deux grandes familles d'énergie solaire se distinguent :

a. Energie solaire thermique

Il se caractérise par l'émission d'un rayonnement au détriment de l'énergie calorifique du corps émetteur.

L'énergie thermique peut être utilisée directement ou indirectement :

ü Directement pour chauffer les locaux ou de l'eau sanitaire (panneaux solaires chauffants et chauffe eau solaire) ou des aliments (fours solaires).

ü Indirectement pour la production de vapeur d'un fluide caloporteur pour entraîner des turbines et ainsi obtenir une énergie électrique (énergie solaire thermodynamique ou hélio thermodynamique)

b. Energie solaire photovoltaïque

Elle se base sur l'effet photoélectrique pour créer un courant électrique continu à partir d'un rayonnement électromagnétique.

Cette source peut être naturelle (soleil) ou artificiel (une ampoule). L'énergie photovoltaïque est captée par des cellules photovoltaïques, un composant électronique qui produit de l'électricité lorsqu'il est exposé à la lumière.

1.3.1.3. Energie éolienne

L'activité solaire est la principale source des phénomènes météorologiques. Ces derniers sont notamment caractérisés par des déplacements de masse d'air à l'intérieur de l'atmosphère.

L'énergie éolienne a aussi été vite exploitée à l'aide de moulins à vent équipés de pales en forme de voile ; ces moulins utilisent l'énergie mécanique pour actionner différents équipements.

Aujourd'hui, ce sont les éoliennes qui prennent la place des moulins à vent, elles transforment l'énergie mécanique en énergie électrique, soit pour l'injecter dans un réseau de distribution soit pour être utilisée sur place.

Pour résoudre le problème d'espace, les éoliennes sont plus souvent placées en mer.

1.3.1.4. Energie hydraulique

A l'instar de l'énergie éolienne, les énergies hydrauliques (à l'exception de l'énergie marémotrice) ont leur origine dans les phénomènes météorologiques et donc du soleil.

Ces phénomènes prélèvent de l'eau principalement dans les océans et en libèrent une partie sur les continents à des altitudes variables, on parle du cycle de l'eau pour décrire ces mouvements de l'eau en altitude possédant une énergie potentielle de pesanteur. Cette énergie est alors captée et transformée, lors des mouvements de l'eau qui retourne vers les océans.

D'autres énergies hydrauliques existent et proviennent généralement de sources marines :

ü Energie des vagues, elle est produite par le mouvement des vagues ;

ü Energie marémotrice, elle est produite par le mouvement de l'eau créé par les marées (variation du niveau de la mer, courants de marée) ;

ü Energie hydrolienne, elle est produite par l'utilisation des courants sous marins ;

ü Energie thermique des mers, elle est produite en exploitant la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans ;

ü Energie osmotique, elle est produite par la diffusion ionique provoquée par l'arrivée d'eau douce dans l'eau salée de la mer.

1.3.1.5. Biomasse

Indirectement, il s'agit d'énergie solaire stockée sous forme organique grâce à la photosynthèse.

Elle est exploitée par combustion ou par métabolisation, cette énergie est renouvelable à condition que les quantités brulées n'excèdent pas les quantités produites, cette condition n'est pas toujours remplie (On peut citer notamment le bois et les biocarburants).

1.3.1.6. Energie géothermique

Le principe consiste à extraire l'énergie géothermique contenue dans le sol pour l'utiliser sous forme de chauffage ou pour la transformer en électricité.

Dans les couches profondes, la chaleur de la terre est produite par la radioactivité naturelle des roches qui constituent la croute terrestre : c'est l'énergie nucléaire produite par la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium.

Ce type d'énergie ne dépend pas de conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent).