II.1 GENERATION DE LA
CHALEUR
Une grande partie de l'énergie consommée par
l'humanité est sous la forme de chaleur (chauffage,
procédés industriels...). Cette énergie est
majoritairement obtenue par la transformation de l'électricité en
provenance du nucléaire, gaz ou du pétrole. Il existe des moyens
de remplacer ces sources conventionnelles par des sources renouvelables. Une
description et quelques commentaires sont proposés ci-dessous.
II.1.1 Thermo solaire
Une des façons de profiter directement de
l'énergie des photons émis par le soleil est le chauffage direct
des capteurs thermiques. Ils se comportent comme une serre où les rayons
du soleil cèdent leur énergie à des absorbeurs qui
à leur tour réchauffent le fluide circulant dans l'installation
de chauffage. La température du fluide peut atteindre jusqu'à 60
à 80°C. Ce système est totalement écologique,
très peu cher et la durée de vie des capteurs est
élevée.
Une autre propriété qui rend ce type des
capteurs universels est que l'ensoleillement ne doit pas forcément
être direct ce qui signifie que, même dans les zones couverts de
nuages (peu denses évidemment) le fonctionnement reste correct. Le grand
inconvénient est l'impossibilité de transporter l'énergie
ainsi captée à grande distance. Cette source est donc à
utilisation locale (principalement chauffage individuel, piscines). En 2003
environ 14000 m2 de capteurs de ce type ont été en utilisation en
Union Européenne avec une croissance annuelle de 22% [9].
Une autre application de la technique thermo solaire est la
production d'eau douce par distillation qui est très intéressante
du point de vue des pays en voie de développement.
La technologie thermo solaire plus évoluée
utilisant des concentrateurs optiques (jeu de miroirs) permet d'obtenir les
températures très élevées du fluide chauffé.
Une turbine permet alors de transformer cette énergie en
électricité à l'échelle industrielle. Cette
technologie est néanmoins très peu utilisée et demande un
ensoleillement direct et permanent .
II.1.2 Géothermie
Le principe consiste à extraire l'énergie
contenue dans le sol. Partout, la température croît depuis la
surface vers le centre de la Terre. Selon les régions
géographiques, l'augmentation de la température avec la
profondeur est plus ou moins forte, et varie de 3 °C par 100 m en moyenne
jusqu'à 15°C ou même 30°C. Cette chaleur est produite
pour l'essentiel par la radioactivité naturelle des roches constitutives
de la croûte terrestre. Elle provient également, pour une faible
part, des échanges thermiques avec les zones internes de la Terre dont
les températures s'étagent de 1 000 °C à 4 300
°C. Cependant, l'extraction de cette chaleur n'est possible que lorsque
les formations géologiques constituant le sous-sol sont poreuses ou
perméables et contiennent des aquifères [10].
Quatre types de géothermie existent selon la
température de gisement : la haute (>180°C), moyenne
(>100°C), basse (>30°C) et très basse énergie.
Les deux premiers types favorisent la production de l'énergie
électrique. La géothermie basse énergie permet de couvrir
une large gamme d'usages : chauffage urbain, chauffage de serres, utilisation
de chaleur dans les processus industriels... La géothermie très
basse énergie nécessite l'utilisation des pompes à chaleur
et donc une installation particulière [14].
Par rapport à d'autres énergies renouvelables,
la géothermie présente l'avantage de ne pas dépendre des
conditions atmosphériques. C'est donc une énergie fiable et
disponible dans le temps. Cependant, il ne s'agit pas d'une énergie
entièrement inépuisable dans le sens où un puit verra un
jour son réservoir calorifique diminuer. Si les installations
géothermiques sont technologiquement au point et que l'énergie
qu'elles prélèvent est gratuite, leur coût demeure, dans
certains cas, très élevé.
En 1995 la puissance installée dans le monde
était de l'ordre de 7000 MW (il s'agit de production de
l'électricité donc de la géothermie grande et moyenne
énergie). En 2004 ce chiffre est passé à près de
8500 MW. En Europe, les installations utilisant les pompes à chaleur
permettent d'extraire théoriquement environ 1000MW de puissance sous
forme de la chaleur. Ce chiffre augmente chaque année d'environ 50MW
installés [11].
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