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
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
De l’énergie : pour quoi faire ?
En anglais
17. Imaginer le futur
Nous sommes confrontés à deux échelles de temps pour répondre au défi énergétique. Nous devons rapidement réduire les émissions de CO2 pour réduire l’accroissement de l’effet de serre et, à une échelle de temps plus longue, il nous faut peu à peu substituer les combustibles fossiles par d’autres sources d’énergie là où ils peuvent être remplacés à un coût économiquement acceptable.
L’énergie va devenir de plus en plus chère. Il faut l’économiser et mieux l’utiliser. Pour cela, l’éducation et la formation sont indispensables. On aura besoin de toutes les sources d’énergie mais il est possible que cela ne suffise pas. Pour une application donnée, il faut choisir la source d’énergie qui est la plus efficace. Il n’y a pas de solution universelle et l’on va vers du sur-mesure où l’intelligence est tout aussi importante que la technologie.
On va avoir besoin de plus en plus d’électricité mais celle-ci doit être produite sans émission de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Les pompes à chaleur vont jouer un rôle de plus en plus grand dans l’habitat puisqu’avec 1 kWh d’électricité consommé, elles peuvent produire de 3 à 4 kWh de chaleur ou 2 à 3 kWh de froid. L’électricité sera aussi utile pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau pour la pétrochimie et les agrocarburants de deuxième génération. L’objectif est en effet de valoriser tous les atomes de carbones présents dans la plante car le carbone organique va devenir rare à long terme et la biomasse en est une source renouvelable. Il va falloir plus d’électricité enfin pour recharger les batteries des véhicules hybrides rechargeables ou électriques. Ces batteries serviront à lisser la consommation d’électricité et donc à réduire les moyens de production. Pour l’habitat à énergie positive, les batteries des véhicules permettront de stocker l’excédent d’électricité produite qui pourra être utilisée pour le transport ou dans la maison lorsque les sources intermittentes ne produiront pas. La digitalisation des systèmes va permettre une gestion intelligente des sources d’énergie et des réseaux (smart grid).
Il faut toujours avoir une approche globale des problèmes, notamment en ce qui concerne l’environnement. Ainsi un véhicule électrique...
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Imaginer le futur
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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