Les énergies renouvelables (EnR) sont inépuisables et s’opposent aux énergies fossiles dont les stocks sont limités et polluants. Aussi appelées énergies vertes ou énergies propres, elles sont caractérisées par leurs faibles émissions polluantes. Sous terre, dans la mer, ou encore dans le ciel, les énergies renouvelables sont partout et permettent de produire de l’électricité, de la chaleur, du carburant ou encore du froid ! Parlons Planète vous les présente plus en détails.
1. L’énergie solaire
Les rayons du soleil sont une source d’énergie gratuite et illimitée… sauf la nuit ! Bien qu’elle soit intermittente, l’énergie solaire présente de nombreux avantages. Il s’agit d’une technologie efficace et durable, qui permet de transformer le rayonnement solaire en électricité ou en chaleur. Comment cette ressource renouvelable est-elle exploitée ? Voici les trois principales techniques. ☀️
Le solaire photovoltaïque
Les panneaux photovoltaïques sont les dispositifs les plus connus en France. Grâce à leurs cellules fabriquées en silicium, les rayons solaires sont captés puis transformés en courant électrique au moyen d’un onduleur. Plus précisément, pour passer de l’énergie solaire à l’électricité, on convertit le courant continu, provoqué par la rencontre entre les photons de la lumière et les électrons du silicium, en courant alternatif que l’on injecte dans le réseau électrique.
Positionnée sur un toit, dans un jardin ou encore dans des espaces de plus grande échelle, une installation solaire en autoconsommation permet à un particulier d’être autonome en électricité, à condition de s’équiper d’une batterie de stockage. En effet, il s’agit là d’une solution intermittente, soit qui ne fonctionne pas en continu (lorsque l’ensoleillement est faible ou la nuit, par exemple).
A plus grande échelle, on peut également citer les fermes solaires : il s’agit de panneaux photovoltaïques installés sur de grandes surfaces non exploitées (espaces agricoles, anciennes friches industrielles, parkings, etc.). Ainsi, un terrain de 30 à 50 hectares permet de produire environ 20 mégawatt-crêtes (MWc) !
Le solaire thermique
Contrairement aux photovoltaïques qui produisent de l'électricité, les panneaux solaires thermiques produisent de la chaleur à partir du rayonnement solaire. La chaleur circule ensuite dans un fluide caloporteur (généralement de l’eau). Porté à haute température, ce fluide va permettre de fournir de l’eau chaude sanitaire pour les usages domestiques (vaisselle, douche etc.).
Par ailleurs, la technologie thermique permet aussi de chauffer et rafraîchir des bâtiments. En effet, il est possible d’alimenter ainsi un système de chauffage (chauffage solaire). En revanche, si le soleil ne brille pas suffisamment, un système d’appoint (chaudière, cheminée ou poêle à bois) permet de pallier la production de chaleur. C’est une excellente alternative pour remplacer l’usage des énergies fossiles, notamment dans le secteur industriel.
Le solaire thermodynamique
Une autre manière (moins connue) de produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire repose sur le système solaire à concentration thermodynamique. De quoi s’agit-il ? Grâce à plusieurs miroirs orientables, ce système permet de converger en un même point les flux de photons (particules de lumière). Cela a pour effet de produire de la chaleur à très haute température et ainsi de chauffer des fluides entre 250 et 1000 degrés Celsius.
Ensuite, on convertit cette chaleur en électricité via un générateur (notamment utilisé dans des processus industriels). Mais ces fluides concentrés en chaleur peuvent également être utilisés, directement ou indirectement, pour d’autres activités telles que le dessalement de l’eau de mer, par exemple.
2. L’énergie du vent : l'éolien
L’énergie éolienne est exploitée depuis des millénaires. Elle a commencé avec les moulins à vent qui servaient à moudre le grain. Depuis, les éoliennes ont évolué : elles ont des turbines et des rotors plus imposants et exploitent l’énergie cinétique du vent pour le transformer en électricité grâce à un générateur.
Plus précisément, le vent doit atteindre une minimale de 15 km/h pour déclencher la rotation des pales. Ce mouvement fait tourner un axe central, lequel est relié à une boîte de vitesses qui permet d’augmenter la vitesse de rotation du mécanisme. Sortie du générateur, l’électricité produite passe par un transformateur avant de rejoindre le réseau électrique.
L’énergie éolienne est très utilisée sur le continent européen. En France, il s’agit aujourd’hui de la seconde source d’électricité renouvelable la plus utilisée. Elle présente un grand potentiel, tant sur terre qu’en mer, surtout dans les régions très venteuses. On distingue alors :
- les éoliennes terrestres (onshore) : des parcs éoliens sont placés sur de nombreuses étendues en France ou ailleurs dans le monde ;
- les éoliennes en mer (offshore) : plus coûteux, l’éolien en mer offre une production d’énergie stable dûe aux vents forts présents dans les eaux côtières.
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3. L’énergie de l’eau : l'énergie hydraulique
Première source d’énergie renouvelable dans le mix énergétique français, l’énergie hydraulique utilise la force de l’eau en mouvement (l’énergie mécanique) pour produire de l’électricité. On parle alors d’hydroélectricité.
En règle générale, cette énergie est produite à partir de retenues d’eau ou de barrages réservoir, permettant de stocker de grands volumes d’eau et de les convertir en électricité par l’actionnement d’une turbine hydraulique, couplée à un alternateur électrique. C’est le fonctionnement même des centrales hydroélectriques.
En France, il existe différents types d’installations que l’on distingue en fonction de la durée de remplissage de leur réservoir : par exemple, les centrales au fil de l’eau turbinent en continu tandis que les centrales de lac assurent une modulation saisonnière de la production. Comme le relief de l’Hexagone est particulièrement montagneux, nous disposons de nombreuses ressources hydroélectriques. Une chance pour pallier les risques de coupures de courant puisque le stockage d’eau représente aussi un stockage d’électricité conséquent.
Par ailleurs, il faut noter que l’énergie hydraulique concerne également l’énergie marine, soit les centrales électriques qui exploitent l’énergie de la mer ou de l’océan. On retrouve alors trois façons d’exploiter cette source d’énergie 🌊
L’énergie marémotrice
Provoquée naturellement par l’effet des astres sur l’océan, la marée est un phénomène que l’on peut exploiter pour produire une énergie verte. Les centrales marémotrices fonctionnent grâce à cette différence du niveau de l’eau, un mouvement constant et prédictible par l’Homme.
L’énergie houlomotrice
Les vagues sont un autre phénomène marin que l’on transforme en électricité. Impulsées par la force du vent, elles peuvent se prolonger sur une longue distance : ce mouvement ondulatoire s’appelle la houle. L’énergie houlomotrice pourrait se convertir en une solution de production électrique durable, bien qu’à ce jour aucun projet d’exploitation ne soit suffisamment mature pour générer de l’électricité à grande échelle.
L’énergie hydrolienne
Enfin, il est possible d’utiliser la force des courants marins pour la production électrique. Les hydroliennes sont une forme d’éolienne subaquatique, dont les pales tournent grâce à la force des courants. Pour le moment, cette technologie est encore peu développée en France.
4. L’énergie de la matière vivante : la biomasse
Saviez-vous que le bois, les déjections animales ou végétales pouvaient servir à vous chauffer ou à vous éclairer ? C’est le principe de la biomasse. En effet, la biomasse est l’une des principales sources d’énergie renouvelable utilisée en France. En plus d’être issue de produits naturels et renouvelables, cette énergie permet de valoriser les déchets et ainsi d’éviter qu’ils n’émettent des gaz à effet de serre (GES).
Obtenue à partir de différentes sources naturelles, la biomasse permet de produire de l’électricité mais aussi de la chaleur ou encore des biocarburants. Alternative durable aux énergies fossiles, c’est aujourd’hui un véritable levier pour la transition énergétique.
Le bois
Qu’il s’agisse de bûches, ou de résidus de scierie comme les pellets ou les granulés, le combustible bois est renouvelable puisqu’il est issu de forêts gérées durablement. Grâce à la combustion de cette source d’énergie verte au sein d’un poêle ou d’une chaudière, les particuliers peuvent chauffer leurs logements tout en respectant l’environnement.
Les biocarburants
Liquides ou gazeux, les biocarburants permettent de remplacer ou de compléter le diesel ou l’essence pour faire rouler nos véhicules. Ils sont produits à partir de colza, de betterave, de microalgues ou encore de paille et n’entrent pas en concurrence avec l’usage alimentaire. On obtient un biocarburant grâce au biogaz issu du processus de méthanisation.
Le biogaz
Le biogaz est l’équivalent du gaz naturel, une énergie fossile. Tous deux servent à chauffer, éclairer ou comme carburant. L’avantage du biogaz, c’est qu’il est produit durablement :
- par méthanisation ou pyrogazéification : grâce à la dégradation naturelle de matières organiques (déchets ménagers, fumier, boues des stations d’épuration des eaux urbaines, etc.) ;
- via le power-to-gas : le fait de transformer l’électricité verte en gaz.
5. L’énergie de la terre : la géothermie
La dernière des 5 principales énergies renouvelables est la géothermie. La chaleur terrestre contenue dans le sol est transformée en énergie puis convertie en électricité ou en énergie thermique pour chauffer.
Contrairement aux énergies intermittentes, telles que l’énergie solaire ou éolienne, celle-ci ne dépend pas des conditions météorologiques mais plutôt de la profondeur à laquelle elle est puisée. Plus on creuse, plus la température de la croûte terrestre augmente. On passe alors de la géothermie de surface à la géothermie profonde.
En effet, il existe deux principales catégories en géothermie :
- la géothermie de surface utilise la chaleur disponible sur une profondeur allant jusqu’à 200 mètres. La chaleur oscille entre une température de 30°C et 90°C.
- la géothermie profonde concerne les exploitations allant jusqu’à 3000 mètres sous terre et dont les températures peuvent atteindre les 150°C.
La technique de la géothermie de surface est la plus généralement utilisée, notamment pour un usage domestique lié au chauffage ou à la climatisation, grâce aux pompes à chaleur géothermiques notamment.
Malgré ses avantages, la géothermie reste encore peu exploitée en France et en Europe. Cependant, cette énergie renouvelable commence à se développer dans certaines régions, comme aux Pays-Bas où la fin de l’énergie au gaz approche pour laisser place à la géothermie.
💡 Le saviez-vous ?
L’électricité que vous consommez au quotidien peut aussi bien avoir été produite par des sources d’énergies fossiles que renouvelables. Pour savoir si votre électricité est verte, fiez-vous au label VertVolt qui vous indiquera si l’énergie que vous utilisez est issue de sources renouvelables ! ♻️
🟢 Quels sont les enjeux des énergies renouvelables ?
Issues de ressources 100% naturelles, gratuites et inépuisables, les énergies renouvelables sont aujourd’hui au cœur de nombreux enjeux. D’un côté, elles ont un faible impact environnemental, non seulement en exploitant des ressources renouvelables mais aussi en permettant une réduction drastique des émissions de GES. D’un autre côté, les énergies renouvelables représentent un véritable levier de la transition énergétique. Elles permettent de produire une énergie propre et décarbonée, une solution clé pour lutter contre le réchauffement climatique.
Par ailleurs, le développement des EnR joue un rôle de taille d’un point de vue économique. Effectivement, l’essor des renouvelables permet d’assurer l’indépendance énergétique d’un pays, mais est aussi bon pour son économie. Aujourd’hui, les énergies renouvelables se positionnent comme un vecteur d’emploi important, avec un large développement des emplois verts partout dans le monde.
🔍 Quelle est la part des énergies renouvelables en France ?
👉 En 3 chiffres clés
Il faut savoir qu’au cours de l’année 2023, les émissions de GES ont baissé en France et cela est en partie dû à l’augmentation de la part des énergies renouvelables dans la production d’électricité du pays. En 2024, le bilan des énergies vertes en Hexagone peut être représenté par ces chiffres :
- 13,9% : c’est la part occupée par les énergies renouvelables dans notre mix énergétique, selon les derniers chiffres relatifs à la production d’énergie en France (2023) ;
- 33% : c’est l’objectif d’énergie produite à partir de sources renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie en 2030 (Loi relative à l’Énergie et au Climat 2019) ;
- 1ère : la première source d’énergie renouvelable de notre mix énergétique est l’énergie hydraulique, devant l’énergie éolienne. Il s’agit également de la seconde source de production électrique, derrière le nucléaire.
👉 La France et l’Europe
En matière de consommation d’énergie renouvelable, la France a encore du chemin à parcourir pour atteindre ses objectifs. Néanmoins, les EnR sont en pleine croissance et à une échelle plus globale, l’Europe est en bonne position pour la transition énergétique. En effet, avec le Pacte Vert, l’Union européenne s’engage à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Cela passe par un investissement massif dans le développement des énergies renouvelables, mais aussi par d’autres actions de décarbonation, telles que la démocratisation des véhicules électriques.
Pour l’instant, le leader européen des énergies renouvelables est… 🥁 : la Suède ! Le pays scandinave montre la voie avec 60,1% d’énergies renouvelables dans son mix énergétique.
Énergies renouvelables 🌱 VS Énergies fossiles 🛢️
Il faut savoir que les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel…) fournissent aujourd’hui environ 80% de l’énergie mondiale. Face à la crise climatique actuelle, il est urgent d’abandonner totalement ou en partie ce type d’énergie au profit des énergies dont l’origine est renouvelable.
Pourquoi cela ? Lorsqu’ils sont brûlés, les combustibles fossiles émettent une grande quantité de gaz à effet de serre, notamment du dioxyde de carbone, participant à la pollution atmosphérique et à l’augmentation des températures mondiales. 🌡️
La production d’une énergie verte (ou énergie propre) apparaît donc comme une solution efficace et impérative pour renverser la balance. L’objectif du G20 est d’ailleurs de tripler les énergies renouvelables d’ici à 2030. La transition énergétique est bien engagée, mais tous les pays du monde sont-ils prêts à abandonner les énergies fossiles ?
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