ÉNERGIES RENOUVELABLES

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Principales caractéristiques des énergies renouvelables

Les ressources renouvelables sont diversifiées et les technologies permettant de les exploiter très nombreuses. Certaines techniques anciennes ont perduré, comme la combustion du bois ou du charbon de bois pour se chauffer et cuisiner, ou ont évolué au cours des siècles comme les moulins à eau et à vent. D’autres sont radicalement nouvelles, comme le solaire photovoltaïque ou les énergies marines, et font l’objet de nombreuses innovations. Comme toujours, dans ces conditions, il est difficile de savoir quelles sont les technologies à même de répondre aux attentes des utilisateurs, trouver leur marché et dominer le secteur de l’énergie. Ce qui est fort probable est que les énergies renouvelables, même si elles ont été les premières à avoir été domestiquées par l’homme, ont tout l’avenir devant elles.

L’arbre « phylogénétique » des énergies renouvelables

Un arbre phylogénétique présente les relations de parenté qui existent entre les divers groupes d'êtres vivants. Par analogie, ce mode de représentation est utilisé ici pour mettre en évidence les différentes « familles » d’énergies renouvelables ainsi que les vecteurs énergétiques qu’elles produisent, c’est-à-dire les formes sous lesquelles l’énergie est utilisée. Par exemple, un carburant (le vecteur) obtenu à partir de paille (la ressource énergétique) alimentera un moteur de voiture, une autre automobile pouvant utiliser le vecteur électricité obtenu à partir du vent ou du soleil. La production d’énergie est le résultat d’interactions physiques, chimiques ou biologiques souvent complexes qui associent différentes ressources. Par exemple la croissance de la biomasse nécessite de la lumière (Soleil), de l’eau et des sels minéraux (venant de la Terre). Cependant, certains phénomènes sont prédominants – par exemple, la Lune a un rôle plus important sur les marées que le Soleil – et permettent d’élaborer des représentations simplifiées rassemblant les grands axes de ces énergies renouvelables et non la totalité des interactions et des transformations.

Les différentes filières des énergies renouvelables

Dessin : Les différentes filières des énergies renouvelables

Cette représentation graphique simplifiée montre la diversité des parcours qui conduisent de l'origine des énergies renouvelables (Soleil, Terre, Lune) à leurs formes utilisables à travers un vecteur (électricité, chaleur, carburant...). Chaque branche représente une filière. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Classifier les énergies renouvelables ne suffit pas à les caractériser car, derrière chacune d’entre elles, il reste beaucoup de critères à prendre en compte : le potentiel productif de l’énergie ; les technologies qui permettent de la transformer et de l’exploiter ; les coûts économiques auxquels cette énergie peut être produite et utilisée ; son aptitude à être ou non facilement stockable ; les impacts environnementaux et sociaux associés. Autrement dit, l’énergie ne se résume pas à des équations physiques apportant des réponses exactes. Une part importante des choix en matière de développement et d’utilisation dépend d’aspects plus proches des sciences sociales, humaines et politiques, moins déterministes, plus imprévisibles.

Les énergies renouvelables représentent donc un ensemble de solutions susceptibles, à moyen ou long terme, d’assurer les besoins énergétiques de tout ou partie de la population de la planète, mais qu’il convient de décliner dans des « bouquets énergétiques » (ensembles de technologies complémentaires) adaptés aux différentes situations en fonction des zones géographiques.

Les énergies du Soleil

La source la plus importante des énergies renouvelables est le rayonnement solaire. Globalement, la Terre reçoit du Soleil, chaque heure, l’énergie que la population mondiale consomme en une année. Le potentiel de cette source d’énergie est donc immense et sa pérennité est celle du Soleil, soit encore quelque cinq milliards d’années (sauf catastrophe imprévue). Il n’y aurait donc pas, a priori, de souci à se faire, mais il existe cependant une difficulté importante : cette énergie est très diffuse, variable et irrégulièrement répartie dans l’espace comme dans le temps. La puissance du rayonnement solaire (également appelée constante solaire) qui arrive juste au-dessus de l’atmosphère est de 1 367 watts par mètre carré (W/m²). En condition ensoleillée, elle est de l’ordre de 1 000 W/m² lorsque ce rayonnement atteint la surface de la Terre, après réflexion et diffusion dans l’atmosphère.

Potentiel des principales ressources énergétiques

Dessin : Potentiel des principales ressources énergétiques

Ce schéma permet de visualiser les réserves des différentes énergies fossiles et de les comparer avec la consommation mondiale annuelle d'énergie et avec le flux solaire annuel arrivant sur la Terre (matérialisé par la boîte orangée). Les réserves sont de l'ordre d'une centaine... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le Soleil, une source d’énergie inépuisable

Dessin : Le Soleil, une source d’énergie inépuisable

Seule une fraction de l'énergie solaire arrive à la surface de la Terre et est utilisable. Après avoir été pour partie réfléchi par les couches supérieures de l'atmosphère ou absorbé par celle-ci (en a), le rayonnement qui frappe une surface terrestre (en b) est composé d'une partie... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Conversion de l’énergie produite directement par le Soleil

Le rayonnement solaire peut être exploité directement à travers trois types de conversion : photovoltaïque, thermique et thermodynamique.

La conversion photovoltaïque

La conversion photovoltaïque permet de transformer le rayonnement solaire directement en énergie électrique. C’est c [...]

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Consommation d’énergie primaire en France (métropole et départements ultramarins)

Consommation d’énergie primaire en France (métropole et départements ultramarins)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Consommation d’énergie finale en France (métropole et départements ultramarins)

Consommation d’énergie finale en France (métropole et départements ultramarins)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Production d’électricité en France (métropole et départements ultramarins)

Production d’électricité en France (métropole et départements ultramarins)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Production d’énergies renouvelables en France (métropole et départements ultramarins)

Production d’énergies renouvelables en France (métropole et départements ultramarins)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : ancien directeur de la recherche et directeur scientifique adjoint de l'Agence de l'environnement de la maîtrise de l'énergie (ADEME)

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Pour citer l’article

Daniel CLÉMENT, « ÉNERGIES RENOUVELABLES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 29 septembre 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/energies-renouvelables/