Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les combustibles fossiles fournissent à l’humanité, depuis environ deux siècles, de l’énergie bon marché et concentrée. Cela 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, donc épuisables, et leur utilisation massive rejette du gaz carbonique (CO2), ce qui accroît l’effet de serre et contribue au réchauffement climatique. L’humanité est confrontée aujourd’hui à un défi énergétique qui consiste, d’une part à réduire ses émissions de CO2, d’autre part à substituer progressivement les combustibles fossiles par des sources d’énergie durables et décarbonées comme les énergies renouvelables ou le nucléaire. Il va aussi falloir être plus sobre et utiliser plus efficacement l’énergie.
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Fossil fuels (oil, gas and coal) have given us low cost, concentrated energy. This has enabled most people to enjoy a hitherto unequalled standard of living. However, fossil fuels exist in finite quantity in the earth and will one day run out. Furthermore, when they burn, they emit carbon dioxide (CO2) which increases the greenhouse effect and contributes to global warming. Today we are facing an energy challenge that requires decreasing CO2 emissions and moving on from fossil fuels to more sustainable and carbon-free energy sources such as renewable and nuclear energies. Meeting the energy challenge includes making more efficient use of energy
Auteur(s)
-
Christian NGÔ : Edmonium
INTRODUCTION
L’énergie est indispensable à la vie et 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 développer à grande échelle des sources d’énergie 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 à partir de pratiquement 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, en principe, se passer dans le futur de combustibles fossiles.
Le domaine énergétique a toutefois une faiblesse : le stockage. De gros progrès restent à faire dans ce domaine qui est 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 même si les premières voitures à pile à combustible sont aujourd’hui commercialisées au Japon. 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 dans certaines applications industrielles, de fortes puissances devant être délivrées en continu, ce que beaucoup de sources renouvelables sont incapables de fournir.
On assiste actuellement, au niveau mondial, à une transition énergétique qui devrait conduire sur le long terme à une utilisation plus importante des sources d’énergie renouvelables conduisant à une certaine décentralisation de la production d’énergie avec une utilisation importante du traitement numérique de l’information et de la digitalisation (compteurs intelligents, big data, etc.) dans un réseau électrique de plus en plus intelligent (smart grid).
À la raréfaction progressive des combustibles fossiles s’ajoute la raréfaction progressive de certaines ressources minérales nécessaire à la réalisation des nouveaux systèmes énergétiques. Ces derniers sont de plus en plus gourmands en ressources minérales rares et non renouvelables.
Ce panorama du domaine énergétique est une introduction aux nombreux dossiers des techniques de l’ingénieur relatifs à ce sujet.
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MOTS-CLÉS
Charbon Gaz Nucléaire Stockage Electricité hydrogène Pétrole Renouvelables Habitat Transports
KEYWORDS
Coal | gas | nuclear | storage | electricity | hydrogen | oil | renewable | housing | transportation
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2009 par Christian NGÔ
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Stocker l’électricité et l’énergie thermique
En anglais
9. 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 16 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 indiquée sur la figure 17. 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 met en moyenne en service une centrale au charbon tous les 5 jours.
En France, en 2015, la production nette d’électricité a été de 546 TWh pour une consommation intérieure de 465,2 TWh et la consommation intérieure nette a été de 457 TWh. Les pertes dans les lignes ne sont pas négligeables puisqu’elles ont été de 38 TWh en 2015. Le pompage (STEP) a représenté 8 TWh pour l’année....
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Électricité
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ACKET (C.), VAILLANT (J.) - Les énergies renouvelables, état des lieux et perspectives. - Technip (2011).
-
(2) - AGATOR (J.M.), CHERON (J.), NGÔ (C.), TRAP (G.) - Hydrogène, omniscience - (2007).
-
(3) - ALLEAU (T.), HAESSING (T.) - L’hydrogène, énergie du futur ? - EDP Sciences (2008).
-
(4) - BALLERINI (D.) - Le plein de biocarburants ? - Technip (2007).
-
(5) - BALLERINI (D.) - Les biocarburants. - Technip (2006).
-
(6) - BARRÉ (B.) - Tout sur l’énergie nucléaire. - Areva (2003).
-
...
ANNEXES
Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie http://www.ademe.fr
Agence internationale de l’énergie http://www.iea.org
Areva http://www.areva.com
BP statistical review http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=6929&contentId=7044622
BRGM http://www.brgm.fr
Carbon Capture and sequestration technologies @ MIT http://sequestration.mit.edu/
Centre technique et scientifique du bâtiment CSTB http://www.cstb.fr
CNRS http://www.cnrs.fr
Commissariat à l’énergie atomique CEA http://www.cea.fr
Danish wind industry association http://www.windpower.org
DGE http://www.entreprises.gouv.fr/secteurs-professionnels/industrie
Edmonium http://www.edmonium.fr
Électricité de France, EDF http://www.edf.fr
Energy information administration, US Department of energy http://www.eia.gov/
EurObserv’ER http://www.energies-renouvelables.org
European environment agency http://www.eea.europa.eu
GIEC (groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) ou IPCC (intergovernmental panel on climate change) http://www.ipcc.ch
IFRAP...
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