I. Les énergies

A- Les énergies dites renouvelables : 

1) Définition : Les énergies sont dites renouvelables dans la mesure où elles sont capables de se renouveler assez rapidement. Ces énergies sont parfois considérées comme inépuisable à l'échelle du temps (echelle humaine). On parle aussi d'énergies nouvelles non traditionnelles.

2) De nos jours, sept énergies renouvelables sont exploitées :  

•  L'énergie hydraulique représente environ 19% de l'électricité produite dans le monde, et 13% en France. On observe une légère augmentation entre 2010 et 2009, elle est passée de 17% à 19%. C'est une énergie dite propre qui est l'une des source d'énergie les plus utilisée sdans le monde, bien que tout son potenciel énergétique ne soit pas encore exploité.

L'énergie hydraulique est exploité grace à des barages ou bien par le biet de dynamos ( d'immenses réservoirs alimentant l'elctricité des villes pratiquement sans polluer .)

On dit que les centrales hydraulique sont dites de basses chutes si elles sont situées sur un grand fleuve ayant une faible pente mais un très fort débit. L'électricité est donc produite en continue. Des barrages sont installés permettant ainsi de dériver l'eau vers la centrale. Des écluses sont également installées afin de ne pas interrompre le trafic fluvial. 

Une fois l'eau placé dans la centrale, on déplace les aubes du distributeur qui est ensuite amené sur une turbine d'un type Kaplan. Cette turbine est constituée de "palle" ayant une orientation aidant à avoir un bon rendement.

Grâce à sa rotation, la turbine entraîne un alternateur qui produira l'électricité. Pour finir, l'énergie produite est envoyé vers un réseau de transfert d'électricité par l'intermédiaire d'un transformateur.

• L'énergie solaire, peut être photovoltaïque ou bien thermique.  Cette énergie est récupérée à partir des rayons solaire qui se reflètent sur des panneaux, capteurs thermiques qui la transmettront ensuite à des plaque métalliques,qui plus tard réchaufferont un réseau de tuyaux de cuivre.

a. L’énergie solaire thermique :

Pour utiliser l'énergie solaire thermique, on doit installer des panneaux solaires sur le toit des habitations. Ces panneaux pourront ainsi réfracter la chaleur des rayons du soleil afin de permettre le réchauffement du fluide colporteur de l'information. L'information sera ensuite transmise a un ballon tampon qui permettra l'échange avec les dispositifs de chauffage ou de l'eau chaude sanitaire.

b. L'énergie solaire photovoltaïque :

L'énergie solaire photovolataique a le même principe de fonctionnement que l'énergie solaire thermique, excpeter qu'une fois que les rayons du soleils sont capter par les capteurs solaire , l'energie est dirigés vers un compteur de production par des tubes sous vides en cuivres. L'energie est ensuite envoyés vers les villes. L'utilisation de cette énergie permet de faire d'importantes économies et ainsi d'alimenter les habitations en électricité.   

• L'énergie biomasse, issue d'une matière organique qui a fermenté, produit du gaz qui peut être utilisé pour produire de l'électricité ou de la chaleur. Les centrales à biomasse fonctionnent grâce aux déchets forestier, agricole ou encore aux ordures ménagères.

Il existe trois familles pour la biomasse : 

- La biomasse lignocellulosique, (ou lignine ) comprenant principalement le bois, les résidus verts, ainsi que la paille. Leurs utilisation est faite à partir d'une combustion, ou conversions thermochimiques.

- La biomasse à glucide, utilisant la canne à sucre, les céréales et les betteraves sucrières. On favorise ces constituant par une méthanisation(C'est un processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en l'absence d'oxygène), ou encore par distillation, conversions biologiques.

- La biomasse oléagineuse, qui est riche en lipide. Ses composants sont le colza, ainsi que le palmier à huile.Cette catégorie de biomasse est appeler "Biocarburants". Ces carburants sont récolter suite à de nouvelles transformation chimique, et en ressort sous deux formes : Les esters d'huile végétale, et sous la forme de l'éthanol. 

C'est matériaux sont employer en tant que combustibles dans la production de la chaleur, de carburants ou même d'électricité. En écologie, on dit souvent que la biomasse est  la masse totale (en quantité de matières) de toutes les espèces vivant dans un milieu naturel donner.

Les principaux utilisateurs de cette énergie biomasse, sont les Etats-Unis, avec 30,7% de production a l'échelle mondiale, juste devant l'Allemagne.

1. La combustion 

La biomasse brûle dans une chambre de combustion en dégageant de la chaleur.

2. La production de vapeur 

La chaleur transforme l'eau de la chaudière en vapeur

3. La production d'électricité

La vapeur fait tournée une turbine qui entraîne un alternateur. L'alternateur produit de l'électricité transportée dans les lignes.

4. La production de chauffage

A la sortie de la turbine, une partie de la vapeur est utilisée pour le chauffage grâce à un      cogénérateur.

    5. Le recyclage

Le reste de la vapeur est transformée en eau grâce a un condenseur 

• L'énergie géothermique consiste à trouver des nappes d'eau chaude d'environ 55 à 80°c) que les villes pompent afin d'utiliser cette chaleur avant de la renvoyer dans ces mêmes nappes. C'est une énergie dite propre et renouvelable, bien que son renouvellement n'est pas aussi immédiat que le renouvellement des énergies solaire et/ou éolienne.
  Cette énergie désigne l'industrialisation de l'utilisation de la chaleur et les phénomènes thermiques sur la Terre.

Des capteurs sont enterrer a plus de 1800 mètres en dessous du sol servant à récolter l'énergie située dans l'eau ou dans le sol. Une fois récupérée, elle est distribuée dans les habitations de petites tailles sous forme de chauffage. Une fois utilisée, elle sera renvoyée sous la terre par un forage de réinjection.

Carte de la répartition de l'utilisation de la géothermie en France en 2009.

A noter que l'énergie géothermique est utilisée dans plus de 100 000 foyers de France. 

• L'énergie nucléaire est considéré comme etant une énergie propre puisqu'elle ne libère pas de gaz a effets de serre. Il faut tout de même savoir qu'à elle seule elle produit 17% de la consomation energetique mondiale.

1. La fission des atomes - circuit primaire 

Dans le réacteur, la fission des atomes d'uranium produit une grande quantité de chaleur. Cette chaleur fait augmenter la température de l'eau qui circule autour du réacteur.

2. La production d'électricité - circuit secondaire 

Cette eau chaude chauffe l'eau du circuit secondaire qui se transforme en vapeur. La vapeur fait tourner la turbine qui entraîne un alternateur. L'alternateur produit un courant électrique, dont la tension est élevée par un transformateur pour être transportée dans les lignes.

3. Le recyclage - circuit tertiaire

A la sortie de la turbine la vapeur du circuit secondaire est transformée en eau grâce à un condenseur. La vapeur peu être aussi refroidie dans les aéroréfrigérants. 

• L'énergie éolienne, dite énergie du vent est la plus souvent utilisée en Europe. Les éoliennes sont implantées dans des zones venteuses ou dans d'immenses champs, par petit groupe. Dans certains pays nordiques, les éoliennes sont érigées en mer au large, là où le vent ne cesse jamais de souffler. (comme par exemple au Danemark ou elle est la plus exploitées). A noter que cette énergie ne représente que 1% de la productivité mondiale en électricité.

• L'énergie hydrolienne fonctionne de la  même façon que les éoliennes sauf que ce sont les courants maritime qui entraînent les turbines et non pas le vent. Ce même systeme est aussi utilisé avec les marées. Cependant, cette énergie n'est pas toujours pas utilisée, elle reste encore "inconnue" en France. Seul un plan d'installation pour celle-ci a été proposée en 2009 pour la France. Sa capacité énergétique reste également inconnue, mais la France espère pouvoir installer d'ici 2020 au moins 6000 MW d'énergie. L'énergie hydrolienne, est aussi appelée "énergie bleue". En théorie, cette énergie pourrait fournir 30 000 GTep grâce au rayonnement solaire en surface. 

• L'aérothermie est elle une énergie qui utilise l'air ambiant de l'extérieur pour chauffer l’intérieur des foyers. 

Définition : L'aérothermie désigne le procédé par lequel les calories contenues à l'état naturel dans l'air sont transformées en source d'énergie permettant de "fabriquer" du chaud et/ou du froid.

Le principe de l'aérothermie est d'utiliser, et également d'amplifier les calories de l'air et de les envoyer à une pompe à chaleur afin de permettre la production d'eau chaude sanitaire ou de chauffage piscine.

Pour utiliser cette source d'énergie, une pompe a chaleur est installée a l'extérieur de l'habitation. Cette pompe est reliée a un ballon tampon et à un générateur, qui, tout deux se situent à l’intérieur de l'habitat. Un plancher chauffant sera aussi installer, ce sera par lui que l'énergie récolté passera, et se diffusera dans la maison.  

En France, cette énergie peut être utilisée partout, car elle ne nécessite pas de conditions particulière pour être installée et elle n'a pas toujours besoin d'un bon ensoleillement pour son utilisation.

B- ... Et les énergies non renouvelables :

1) Définition : Les énergies sont dites non renouvelables dans la mesure où elles sont incapables de se renouveler. Certaines des énergies non renouvelables sont appelées des énergies Fossile.

2) Details de ces énergies non renouvelables : 

• Le Pétrole est une matière organique. Elle est composée de minuscules fragments d’animaux et  plantes qui se mêlent aux sédiments. Pour que la roche en vienne à produire du pétrole, la sédimentation doit être riche en matière organique ainsi qu'en oxydation. Puis il  se transformeront en gaz, en huile ou en pétrole durant l’enfouissement. Le produit transformé sera différent selon la profondeur, la durée du séjour et la température à laquelle la matière organique aura été soumise. Les mouvement des sols entraîne une migration des hydrocarbures jusqu’à ce qu'elle soie retenue par des roche (ou encore remonté jusqu’à la surface de la terre). Malheureusement il est très difficile de déterminer les endroit où il y a la présence d'huile et de gaz. Lorsque l'on arrive à trouver un endroit en présence de pétrole on installe un cheval de pompage qui consiste à puisé le pétrole enfuit sous terre.

• Le gaz naturel est une énergie primaire, considérée comme étant la plus propre des énergies fossile de notre époque. Elle est composée d'un mélange d'hydrocarbure ainsi que de méthane. C'est une énergie naturellement connue sous la forme gazeuse étant incolore et inodore étant plus légere que l'air. On la trouve dans les gisement sec ou dans les gisements mixtes. "La formation du gaz naturel provient de la lente métamorphose de micro-organismes (animaux et végétaux microscopiques) qui constituent le plancton. Ces organismes, déposés au fond des océans en bordure des continents, se sont lentement incorporés aux sédiments pour constituer la roche-mère (ensemble de couches géologiques dans lesquelles se sont formés des hydrocarbures)." 
  Ces micro organismes sont sans cesse recouverts de nouveaux dépôts étant à l'abri de l'oxygène et de la lumière.

• L'énergie thermique à flamme, elle dépend des éléments contenue dans les sous-sol (pétrole, gaz..) c'est une énergie qui utilise la chaleur pour produire de l'énergie:

1.La combustion 

Un combustible (fioul, gaz, charbon) brûle dans une chaudière en dégageant de la chaleur.

2.Production de la vapeur

La chaleur transforme l'eau de la chaudière en vapeur

3.La production d'électricité 

La vapeur fait tournée un turbin qui entraîne un alternateur. L'alternateur produit un courant électrique, transporté dans les lignes.