Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les combustibles fossiles ont fourni à l'humanité de l'énergie bon marché et concentrée qui a permis d'atteindre, pour la majorité des habitants, un niveau de vie encore jamais égalé dans le passé. Ces richesses fossiles sont toutefois finies, et leur utilisation massive rejette du gaz carbonique (CO2) qui contribue à accroître l'effet de serre avec des implications négatives pour le climat. L'humanité est confrontée aujourd'hui à un défi énergétique qui consiste, d'une part à réduire ses émissions de CO2, et d'autre part à substituer progressivement les combustibles fossiles par d'autres sources d'énergie non émettrices de gaz à effet de serre. Pour répondre à ce défi, il va falloir accroître la contribution des énergies décarbonées (renouvelables et nucléaires) mais surtout être plus sobre et utiliser plus efficacement l'énergie. Les différentes sources d'énergie, leurs applications et les perspectives sont brièvement introduites dans cet article.
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Fossil fuels (oil, gas and coal) have provided humanity with low-cost and concentrated energy which for the majority of people has meant achieving living standards previously unattainable in the past. However, fossil fuels are in finite quantity on the earth and one day or another they shall run out. Furthermore they emit carbon dioxide (CO2) when they are burned which increases the greenhouse effect and has negative consequences on the climate. Today humanity faces an energy challenge that is, on the one hand to reduce CO2 emissions, and on the other to gradually replace fossil fuels with other energy sources that do not emit gas greenhouse. Meeting this energy challenge requires the increased use of carbon free energy sources (renewable and nuclear), to be lower in energy consumption and use efficient energy technologies. The different energy sources and their uses will be briefly tackled in this paper as well as the prospects.
Auteur(s)
-
Christian NGÔ : Edmonium Conseil
INTRODUCTION
L'énergie est indispensable au développement économique. Les civilisations modernes se sont développées depuis environ deux siècles grâce aux combustibles fossiles qui ont permis de disposer de sources d'énergie concentrées et peu chères. Ils couvrent environ 80 % des besoins énergétiques mondiaux mais sont en quantité finie. De plus, l'utilisation des combustibles fossiles rejette du gaz carbonique ce qui augmente l'effet de serre. Le défi énergétique auquel l'humanité est confrontée aujourd'hui dans le domaine énergétique est de réduire les émissions de CO2 et, progressivement, de substituer les combustibles fossiles par d'autres sources d'énergie n'émettant pas de CO2 (dites décarbonées). Pour répondre à ce défi, il faut faire des économies d'énergie, utiliser des dispositifs plus efficaces et utiliser à grande échelle des sources d'énergies décarbonées (renouvelables et nucléaire). Les principaux usages de l'énergie sont, par ordre de consommation décroissante, la production d'énergie thermique, les transports et l'électricité.
L'électricité est produite, au niveau mondial, majoritairement avec du charbon mais ce vecteur énergétique peut néanmoins être généré pratiquement à partir de toutes les sources d'énergie, notamment les sources décarbonées. En revanche, les transports dépendent presque entièrement du pétrole. Pour ce qui est de la chaleur ou du froid, on pourrait, dans le principe, se passer dans le futur de combustibles fossiles.
Le stockage de l'énergie est le point faible de la filière énergétique et de gros progrès restent à faire dans ce domaine qui est notamment essentiel pour exploiter les sources d'énergie intermittentes. L'habitat et les transports consomment une bonne part de l'énergie mondiale. Des gains importants en matière d'énergie sont possibles dans l'habitat. Par contre, pour les transports, le problème est plus difficile. L'hydrogène, vecteur énergétique sur lequel beaucoup pariaient à court terme pour les transports, sera surtout utile pour fabriquer des carburants liquides et pour la pétrochimie. Il faut aussi noter que la quantité d'énergie que peut délivrer une source n'est pas le seul paramètre important et que l'on a parfois aussi besoin de grandes puissances dans certaines applications industrielles, fortes puissances continues que beaucoup de sources renouvelables sont incapables de fournir.
Dans ce dossier, un panorama du domaine énergétique introduit les nombreux dossiers des techniques de l'ingénieur relatifs à ce sujet.
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VERSIONS
- Version courante de avr. 2017 par Christian NGÔ
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Stocker l'électricité et l'énergie thermique9. Électricité
L'électricité n'est pas une source d'énergie mais un vecteur énergétique de plus en plus utilisé dans les sociétés modernes. Le grand nombre d'appareils électriques et électroniques, ou utilisant de l'électronique, et les nombreux moteurs électriques présents dans la vie moderne ont besoin d'électricité pour fonctionner. Cet engouement pour l'usage de l'électricité se traduit par une croissance annuelle de la demande électrique supérieure à celle de l'énergie primaire. La figure 12 montre, pour la France, la croissance très importante de la consommation d'électricité après la fin de la seconde guerre mondiale. En un demi-siècle, elle a été multipliée par un facteur d'environ 25.
Il faut de l'énergie pour fabriquer l'électricité, mais le gros avantage de ce vecteur énergétique est de pouvoir être produit avec pratiquement toutes les sources d'énergie : combustibles fossiles, nucléaire, énergies renouvelables. Son utilisation n'est pas polluante mais sa production peut, par contre, l'être.
Pour répondre au défi énergétique, il va falloir produire de plus en plus d'électricité sans émission de CO2, c'est-à-dire en utilisant le nucléaire et les énergies renouvelables. Or, la plus grande partie de l'électricité mondiale est produite à partir de combustibles fossiles, notamment à partir du charbon qui est le plus polluant d'entre eux. La contribution des différentes sources d'énergie à la production d'électricité est montrée dans la figure 13. L'ensemble des combustibles fossiles produit encore 67 % de l'électricité au niveau mondial. Ainsi, pour satisfaire ses besoins énergétiques et notamment fabriquer des produits manufacturés pour les pays occidentaux, la Chine mettait en service, en 2008, une centrale au charbon en moyenne tous les 5 jours.
Les besoins en électricité vont augmenter dans le futur car aux usages déjà existants aujourd'hui vont s'ajouter un développement important de certains d'entre eux et de nouveaux vont apparaître. Il s'agit en particulier du développement massif des pompes à chaleur pour l'habitat. Il s'agit aussi de l'électrolyse de l'eau pour produire...
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Électricité
BIBLIOGRAPHIE
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