Fiches énergie4. Energies renouvelables

V - LES ÉNERGIES RENOUVELABLES

A. Les biocarburants

1 - Qu'appelle-t-on biocarburants ?

Ce sont des combustibles liquides ou gazeux :

- Utilisés pour alimenter des moteurs.

- Produits à partir de matières végétales (biomasse).

2 - Quelle est leur origine ?

Agriculture, sylviculture, fraction biodégradable des déchets.

3 - Comment les utilise-t-on ?

Purs ou en mélange.

4 - Quels sont les différents biocarburants ? D'où proviennent-ils ? Comment sont-ils utilisés ?

- Le bioéthanol ou alcool éthylique : obtenu par fermentation des sucres extraits de la betterave à sucre, la canne à sucre, le blé, le maïs, les déchets organiques... On peut aussi produire un éther dérivé de l'éthanol : l'ETBE (éthyl-tertio-butyl-éther) qui est issu de la betterave et du blé et réservé aux moteurs à essence (mélange à 5% à la pompe mais peut être utilisé en proportion plus importante ou pur dans véhicules adaptés).

A noter : Le biométhanol : méthanol produit à partir de la biomasse ou de la fraction biodégradable des déchets.

- Le biodiméthyléther : diméthyléther obtenu à partir de gaz de synthèse issu de la biomasse ou de la fraction biodégradable des déchets.

- Le biogaz : gaz combustible produit par fermentation anaérobie (à l'abri de l'air) de la biomasse ou de la fraction biodégradable des déchets.

- L'huile végétale brute (HVB) : est une huile végétale pure de graines de colza, de moutarde, de tournesol. L'HVB présente des performances de carburant optimales pour les moteurs diesel modifiés (peut s'utiliser pure). L'huile végétale usagée : huile de friture par exemple exige un certain nombre de filtrages. Peut être utilisée directement comme carburant.

- L'EMHV : (ester méthylique d'huile végétale) ou biodiesel. On peut brûler des esters d'huile ce qui permet une moindre viscosité et une meilleur aptitude à s'auto enflammer dans le moteur. Le carburant qui se développe actuellement est l'ester méthylique d'huile de colza ou de tournesol c'est-à-dire le diester. En France le biodiesel est mélangé au gazole jusqu'à 5%.

5 - Quels sont les consommations de biocarburants ?

A remarquer dans ce diagramme que l'Allemagne est nettement en tête dans l'utilisation des biocarburants suivie par la France et l'Italie.

Cela ne représentait cependant, pour l'Europe, que 0,6% des consommations totales d'essence et de gazole.

L'Allemagne utilise actuellement du biodiesel pur à 100% dans des véhicules adaptés alors que la France a choisi d'utiliser le biodiesel en tant que composant du gazole jusqu'à 5% pour une vente banalisée à la pompe et jusqu'à 30% dans des véhicules de flottes captives.

Dans le plan climat 2004, l'objectif d'utilisation des biocarburants est fixé à 2% pour 2005 et 5,75% à l'horizon 2010.

6 - Quel est l'intérêt des biocarburants ?

a) Avantages :

- Les biocarburants répondent à la fin programmée des énergies fossiles.

- Ils participent à la lutte contre l'effet de serre.

- Utilisés à 30 % et plus (100 %) ils sont une réponse à la pollution automobile due aux produits pétroliers.

b) Risques :

- Le recours à une agriculture intensive.

- L'utilisation des OGM.

- L'utilisation des jachères servant de protection des captages et des zones humides.

L'UFC-Que Choisir soutient toutes les avancées permettant de résoudre la fin imminente des énergies fossiles et le problème des gaz à effet de serre mais reste vigilante sur les dérives possibles (utilisation massive d'intrants, pollution de l'eau...) qui ne pourraient que nuire à l'ensemble de la planète.

B. La biomasse

L'énergie provenant de la biomasse est exploitée par 4 filières principales :le bois, les déchets urbains, les sources déchets ruraux et les cultures énergétiques.

Le bois : représente 8 % de la production d'énergie au niveau mondiale soit le double de l'énergie nucléaire. En France c'est près de 4%. Actuellement des chaudières performantes fonctionnent avec du bois déchiqueté ou plaquettes. Elles sont fabriquées à partir de déchets de scieries, de rémanents forestiers, de palettes etc...L'unité est le MAP (m3 apparent de plaquettes). 1m3 de bûches génère 2 MAP ce qui correspond à180 l de fioul.

L'alimentation de la chaudière se fait en continu grâce à des vis ou tapis roulants. Cependant il ne faut pas oublier que pour être rentable la source énergétique doit être située dans un rayon de 100 km et transformée sur place.

Ex : Une chaudière de 400 kW consomme 290 tonnes de bois et chauffe 2 écoles une médiathèque, une salle des fêtes une agence postale et 24 logements OPAC à St Quentin sur Isère (1100 hab). Une chaudière au fioul couvre les heures de pointe.

Même si la combustion du bois génère du gaz carbonique, il faut tenir compte de celui qui est absorbé par les arbres lors de leur croissance. On dit que le bilan en gaz carbonique est nul (si on ne tient pas compte du gaz émis pour la fabrication des plaquettes et le transport). Le bilan global est bien supérieur à celui des énergies fossiles.

Les déchets urbains : la chaleur dégagée par la combustion des OM alimente actuellement un certain nombre de réseaux de chauffage urbain. Reste le problème des incinérateurs !.

Les déchets verts : La dégradation anaérobie (à l'abri de l'oxygène) des déchets végétaux ou animaux produit un bio gaz(mélange de méthane et gaz carbonique) qui est un excellent combustible.

Les cultures énergétiques : la canne à sucre, la betterave ou le colza peuvent produire de l'alcool carburant ou diester. On peut utiliser ces biocarburants soit purs soit mélangés aux carburants usuels. Le rapport énergétique (énergie récupérée par rapport à l'énergie fournie pour la fabrication) se situe entre 1.5 et 2. Lors de la combustion moins d'oxydes de soufre et d'oxyde de carbone mais plus d'oxyde d'azote.

C. L'énergie éolienne

Suite aux résolutions adoptées lors de la conférence de Kyoto pour le contrôle des émissions de gaz à effet de serre, la Commission Européenne a fixé à 21% la part d'électricité que les états de l'Union devront puiser en 2010 dans les énergies renouvelables.

L'énergie éolienne devrait prendre une part importante dans ce pourcentage.

Actuellement, 260 MW installés correspondent à une production de 624000 MW/h sachant qu'une éolienne fonctionne en moyenne 2400 heures.

1 - Avantages de l'éolien

- Proximité des lieux de consommation.

- Préservation des énergies fossiles.

- Pas de gaz à effet de serre (pas de rejet de CO² ou de méthane).

- Production autonome à l'abri des crises mondiales.

- Ne provoque pas de pluies acides (pas de rejets de soufre ou d'azote).

- Contribue à l'indépendance énergétique.

- Quasiment pas de coûts externes.

2 - Inconvénients

- Léger bruit de fond (quasiment nul à partir de 250 m, lieu des habitations).

- Production intermittente.

3 - Principe de fonctionnement d'un aérogénérateur raccordé au réseau

L'énergie du vent captée sur les pâles entraîne le rotor, couplé à la génératrice, qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique. Celle-ci est ensuite distribuée aux normes sur le réseau, via un transformateur.

4 - Etat actuel en France et perspectives

- Dans l'Hexagone, les projets d'aérogénérateur ont longtemps buté sur la mauvaise volonté d'EDF et des pouvoirs publics.

- En 1996, mise en place par le ministère de l'Environnement et de l'Industrie du projet « Eole 2005 ».

- Il a déjà permis de réaliser 13 projets pour une puissance de 53 MW.

- Pour se conformer à l'objectif de Bruxelles (40000 MW en 2010), la France devra installer un minimum de 3000 à 5000 MW éoliens pour un investissement de 3 à 5 milliards d'euros (le prix d'une à deux tranches nucléaires).

- Par décret du 6 juin 2001, le ministère de l'Industrie garantit à tous les producteurs d'électricité éolienne un prix de rachat d'environ 8 centimes d'euros par kWh pendant les cinq premières années.

5 - L'Offshore

Il concerne les sites éoliens situés à quelques kilomètres des côtes, en pleine mer (7 à 40 km du rivage). Il coûte 1,5 à 2 fois plus cher que l'éolien terrestre. En France, au large de Port la Nouvelle, projet de 40 MW subordonné à l'abrogation par le gouvernement français de la limite de 12 MW (en vertu des lois sur la production d'énergie protégeant le pré carré d'EDF.

VI - ÉNERGIE SOLAIRE THERMIQUE

A. Introduction

Le solaire thermique consiste à capter la chaleur solaire pour faire de l'eau chaude sanitaire (ECS) ou le chauffage du logement.

1 - Technique

Les moyens utilisés sont des capteurs thermiques.

La position du capteur peut être contre un mur, au sol ou sur le toit, mais toujours dirigé vers le soleil au sud, avec inclinaison de 20 à 90 selon l'usage choisi des capteurs.

2 - Avantages

Efficaces aussi bien dans les pays chauds que dans les pays froids.

- pas de facture d'énergie ; pas de crise d'approvisionnement.

- les kWh deviennent gratuits lorsque l'investissement est amorti.

- pas de pollution effet de serre, ni chimique.

- pas d'épuisement des ressources naturelles.

3 - Précautions

Il faut étudier avec l'installateur la meilleure position autour de la maison (vers le sud) et choisir un matériel à la meilleure esthétique.

4 - Investissement (amorti entre 7 à 13 ans selon les cas)

- Cas de l'eau chaude sanitaire seulement (pour 4 personnes : 4m² de capteurs + ballon + régulation + installation) :

Pour 4 personnes : 4 à 5000 euros (soit 25 à 35000 F) auxquels il faut soustraire des aides variables selon les collectivités locales et régionales (voir les précisions auprès des EIE cités ci dessous). La partie nationale de l'aide est de 40% du montant du matériel Pour l'ECS, le solaire fournit en moyenne 50 à 75% ; le complément est en général fait avec la chaudière de chauffage central. Pour améliorer l'amortissement : utiliser cette eau chaude bon marché pour les machines à laver (machines avantageuses existant sur le marché).

- Cas du chauffage + eau chaude sanitaire.

Là aussi, les capteurs solaires thermiques peuvent chauffer votre habitation. Une condition toutefois ; vous avez intérêt à prévoir cette installation lors de la construction de votre résidence. Le principe est le même que pour obtenir de l'eau chaude sanitaire, il faut seulement prévoir une plus grande surface de capteurs, un plancher chauffant (tuyaux insérés dans la dalle), un module de transfert et un ballon de stockage.

En général l'installation est couplée à un système d'appoint (bois, fuel, gaz, etc...) pour un rendement optimisé.

Le grand avantage du système de chauffage par le sol offre une qualité de chauffage agréable et très proche du chauffage optimum théorique.

Pour le chauffage solaire : les capteurs permettent de fournir la majeure partie de l'énergie. L'investissement plus important 7 500 à 12 000 euros (50 à 80 000 F) est amorti en 10 ans en moyenne. Cette durée d'amortissement s'améliore à chaque fois que les prix des énergies continuent d'augmenter.

Cet investissement est plus rentable pour ceux qui consomment plus de chauffage, donc dans les régions froides.

VII - LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE

Elles permettent de contribuer de manière croissante, à la lutte contre les changements climatiques, à la réalisation des objectifs européens pour la maîtrise de l'énergie pour un développement durable.

A. L'électricité solaire

Chaque jour le soleil envoie sur la terre plus d'énergie que les habitants ne peuvent en consommer .

Cette ressource est inépuisable et sous exploitée. La transformation de l'énergie solaire en énergie électrique permet sur tous les sites, isolés ou non, d'installer partiellement ou totalement selon les besoins, une production d'électricité en 220 volts.

1- Le principe de fonctionnement

Les panneaux photovoltaïques convertissent directement la lumière en électricité. Ce sont les particules de lumière (photons) qui au contact du silicium déclenchent l'accélération des électrons et les transforment en courant électrique.

L'électricité produite est ainsi stockée dans des batteries ou utilisée directement en passant par un régulateur et un onduleur (chargeur).

Le générateur ainsi constitué délivre au choix du courant continu en 24 volts ou alternatif en 220 volts.

2 - Les utilisations

Selon vos besoins et la taille de votre installation, vous pourrez garantir l'éclairage avec des lampes économes ou des tubes fluorescents, le fonctionnement des appareils ménagers de classe A, conservateurs (réfrigérateurs et congélateurs), l'outillage, le pompage, etc..

Seules restriction, le chauffage et l'eau chaude, beaucoup trop gourmands en énergie. Ceux ci seront assurés par le chauffage solaire et le chauffe - eau solaire.

Performant en cas de panne de réseau, l'installation vous procure une autonomie en énergie électrique permettant d'alimenter une chaudière classique, entre autre.

Possibilité de revente de votre production électrique à EDF.

3 - L'installation

Elle ne peut être mise en oeuvre que par un professionnel. Les panneaux ou les tuiles solaires seront soit sur la toiture soit au sol et orientés vers le sud.

Idéale en site isolé, votre installation peut parfaitement être complétée par un raccordement à un groupe électrogène.

4 - Le coût

Comme toutes les énergies renouvelable, l'investissement est à la base de l'installation . Les panneaux sont en général garantis 15 ans avec des durées bien supérieures. Les batteries d'accumulateur bien entretenues ont une durée de vie d'environ 7 ans et leurs capacités de stockage de plusieurs jours sans soleil.

En simplifiant, s'équiper en photovoltaïque, c'est acheter en une seule fois 10 à 15 ans de consommation électrique.

VIII - LA GEOTHERMIE

La température augmente au fur et à mesure que l'on descend dans l'écorce terrestre. La chaleur produite a essentiellement pour origine la radioactivité naturelle ; elle est accumulée et stockée dans les nappes d'eau souterraines.

La géothermie « basse énergie ». Les sources ont une température de 30 à 100°C et sont situées à plusieurs centaines de mètres de profondeur comme dans le bassin parisien ou aquitain. L'eau peut être utilisée pour le chauffage (200000 logements en France).L'investissement est de l'ordre de 500 euros le kW installé mais le kWh thermique ne coûte que 0,1 cent d'euro.

La géothermie haute et moyenne énergie correspond à des sources d'eau chaude de 100°C à 350°C. On peut alors produire de l'électricité. Les Etats Unis sont le premier producteur d'électricité géothermal avec 2700 MW installés.

L'énergie thermale a un faible impact sur la nature mais il faut veiller à ce que les gaz contenus dans l'eau soient traités correctement (méthane, gaz carbonique et gaz soufré) et à ce que l'eau thermale ne soit pas rejetée dans la nature car elle contient des sels et des métaux lourds. Il faut la réinjecter dans la source et assez loin du lieu de captage pour ne pas refroidir la source localement.

On parle aussi beaucoup actuellement de chauffage géothermique de surface. Il s'agit en fait d'une pompe à chaleur qui fonctionne à l'électricité qui prend de la chaleur au sol et qui en redonne à l'intérieur de la maison : C'est en fait comme un réfrigérateur dont le moteur prend de la chaleur à l'intérieur qu'il refroidit et qui la rejette à l'extérieur qui se réchauffe . L'avantage est que pour 1 kWh consommé on en récupère 3.

Conclusion

Cette énergie commence à se développer et il faudra continuer la recherche pour qu'elle soit rapidement utilisable et admise dans le grand public.