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LES ENERGIES DU FUTUR



LES  ENERGIES  DU  FUTUR
Introduction :

L’accroissement de la population mondiale, la forte demande énergétique, la nécessité de limiter les GES (émission de gaz à effet de serre), l’épuisement des réserves carbonisées fossiles (pétrole, gaz, charbon), tous ces facteurs nous imposent un développement massif des énergies renouvelables. En 2050, la population mondiale passera à neuf milliards d’habitants, ce qui impliquera forcément un doublement de la demande énergétique. Par contre, on estime à un épuisement des ressources d’ici 200 ans pour le charbon, 100 ans pour le gaz et 50 ans pour le pétrole.

Les énergies actuelles :

La recherche et l’exploitation d’énergies nouvelles sont les enjeux importants du 21ème siècle. Notre consommation en énergie s’accroît de plus en plus et déjà des problèmes de tarissement se profilent à l’horizon. L’homme a détruit en un siècle et demi ce que la nature a mis des milliers d’années à fabriquer. L’énergie que nous consommons aujourd’hui provient essentiellement des énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon).

Pétrole :

Il représente la première énergie mondiale (36%). Egalement base des matières plastiques, il est polluant et produit beaucoup de GES. On estime ses réserves à environ 50 ans.

Charbon :

Le charbon représente (24%) de la consommation mondiale, non seulement il produit des GES, mais il pollue énormément. Réserves estimées à 200 ans.

Gaz naturel :

Le gaz naturel représente (23%) de la consommation mondiale. Il pollue mais dégage moins de GES, ces réserves sont estimées à 60 ans.

Les énergies du futur :

L’emploi excessif des énergies fossiles contribue énormément à la production de gaz à effet de serre sur notre planète terre, qui a pour conséquence la hausse du niveau des mers qui n’est pas dû à la fonte des glaciers mais à la dilation des couches supérieures des océans. Nous pouvons également constater certains bouleversement climatiques : Les sécheresses, les inondations, les désertifications …. Hormis le charbon, toutes les énergies fossiles disparaîtront au cours de la seconde moitié du siècle, ce qui n’est pas très loin. Il est impératif de trouver des solutions alternatives propres comme le solaire, la biomasse, l’éolienne, hydraulique, la géothermie ou l’hydrogène.

Eoliennes :

L’éolienne est une énergie renouvelable puisqu’elle fonctionne grâce au vent, son utilisation présente de nombreux inconvénients avec une production irrégulière et intermittente, son coût de maintenance reste très élevé. La puissance maximale d’une éolienne est d’environ 1 MW, c’est une énergie bonne pour les sites isolés. Il vaut mieux les implanter en bord de mer (voire en pleine mer).

Hydraulique :

L’énergie hydraulique présente certes des atouts, mais la production mondiale à atteint ses limites.

Géothermie :

Elle utilise la chaleur de la terre (en provenance du noyau). Son potentiel est estimé à 900 Gtep (symbole tep) tonne équivalent pétrole, mais seulement 60 sont exploitables. Seul inconvénient, c’est une énergie très locale avec un investissement rentable à moyen terme sur 20 ans.

Biogaz

Le biogaz est un gaz combustible, un mélange de méthane (CH4) à 65% et de (CO2) à 35% c'est une énergie renouvelable issue de la biomasse. Ce gaz est produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l'absence d'oxygène, cette fermentation appelée aussi méthanisation se produit naturellement ou dans des décharges contenant des déchets organiques, on peut aussi la provoquer artificiellement dans des digesteurs (pour traiter des boues d'épuration, déchets organiques industriels, etc... Le biogaz fermier est possible par la méthanisation agricole, dorènavant, on pourra faire la cuisine avec ce biogaz dans les campagnes sans couper les arbres.

Nucléaire :

La durée de vie d’une centrale nucléaire est de 40 à 60 ans. Contrairement à ce que l’on pourrait croire elle ne participe presque pas à l’effet de serre, mais, par contre, laisse des déchets radioactifs pour des milliers d’années. Les réserves en uranium 235 sont estimées à 70 ans, on pourrait aussi utiliser le thorium comme combustible fissible, on disposerait trois plus de réserves et les déchets sont moins dangereux. E.D.F étudie un nouveau réacteur à sels fondus qui serait compatibles avec tous les combustibles. La chaleur dégagée serait suffisante pour dissocier l’eau sans passer par l’électrolyse, d’où un double avantage. Enfin, au 21ème siècle, verra-ton la fusion nucléaire ? (le deutérium (D2O) est aussi appelé eau lourde et le tritium (3H ou T) possède un proton et deux neutrons qui seraient utilisés sont disponibles en quantités illimitées). Cela semble être la solution miracle, que l’homme attend depuis des années, par contre il y a de gros problèmes techniques, notamment la température très élevée. Les récents accidents du Japon illustrent très bien la dangerosité de l’uranium. Car l’impact du nucléaire sur l’homme et son environnement est un danger permanent.

L’hydrogène :

L’hydrogène est l’élément chimique le plus simple, son isotope est composé d’un proton et d’un électron, il est ainsi le plus léger atome existant. Il fut découvert en 1766 par Henry Cavendish, il doit son nom l’hydrogène à Antoine Laurent Lavoisier

Il fascine les chercheurs par son abondance sous forme d’eau, par sa possibilité de résoudre les problèmes environnementaux (effet de serre) puisque de l’hydrogène avec de l’oxygène ne produit pas autre chose que de l’eau, la réduction de la dépendance vis-à-vis des carburants fossiles. Considéré comme un carburant propre, l’hydrogène pourrait être la clef de l’utilisation des énergies renouvelables comme l’éolienne ou le solaire. Déjà présent dans de multiples applications : La pétrochimie, l’industrie alimentaire, l’aérospatiale …. Il est question de l’étendre au transport ou à la production d’électricité, l’alimentation des ordinateurs et autres …

La Chevy Sequel de General Motors a parcouru 480 km avec un seul plein d’hydrogène liquide en 2007. Sous l’égide de l’ONU, une réglementation mondiale du dihydrogène s’élabore entres les constructeurs japonais, américains et européens car les risques d’inflammabilité et d’explosivité ne font qu’augmenter les aspects sécuritaires qui sont liés à l’utilisation de l’hydrogène à cause de l’affaire Hindenburg (destruction du dirigeable Hindenburg en 1937). L’hydrogène jouit d’une mauvaise réputation à cause de cette catastrophe, il faut noter que sa température peut atteindre 2300°C dans l’air. Deux problèmes majeurs se poseront : le transport et le stockage.

- Stockage : très peu dense, l’hydrogène doit être comprimé à des pressions très importantes pour être transportable dans un volume raisonnable. Cette compression est gloutonne en énergie (charbon).
- Transport : Il faudrait mettre en place des infrastructures gigantesques pour la production et le transport de l’hydrogène à travers le territoire.

L’évolution technologique permettra d’apporter certaines réponses à ces enjeux, la technique de captation et de séquestration du charbon permettrait d’éviter l’émission de gaz à effet de serre lors de la production d’hydrogène.
L’autre solution serait d’utiliser les réacteurs nucléaires spécifiques de génération IV comme ceux utilisés par E.D.F à sels fondus cité plus haut.


Solaire photovoltaïque :

C’est une énergie renouvelable, dont le système reste très coûteux avec un rendement assez correct. Seulement (14%), il existe un prototype de centrale aux U.S.A en plein désert qui produit 80 MW répartis sur 150 hectares de surface. Le géant californien Google a décidé d’investir 3,5 millions d’euros dans un parc solaire d’une puissance de 19 MW en Allemagne. Cette source d'énergie devrait intéresser tous les pays qui sont situé dans la centure de la Sunbelt.

Conclusion :

De nos jours, les recherches de l’homme en matière d’énergie remplaçant les énergies fossiles se diversifient en s’appuyant principalement sur des phénomènes naturels comme le vent, le soleil … La recherche de nouvelles sources d’énergie moins polluantes et plus respectueuses de l’environnement est l’un des objectifs clés du prochain millénaire. L’homme devra faire face à l’épuisement total des énergies fossiles, mais également de relever un nouveau défi, car il lui faudra trouver une énergie propre, très productive et en très grande quantité. Pourtant, il suffirait tout simplement d’être moins énergétivore et d’en consommer moins ?