Quels sont les 5 types d’énergies renouvelables ?

Quel est le mix énergétique de la France ?

Avant de rentrer dans le détail des différents types d'énergie renouvelable, intéressons-nous au mix énergétique de la France. Le Ministère de la Transition énergétique détaille le mix énergétique français et les émissions engendrées pour l'année 2022 afin de mettre le doigt sur l'importance de créer des sources d'énergie décarbonées :

En 2022, les énergies renouvelables représentent donc seulement 14% de la consommation énergétique des Français.

Elles produisent de l’électricité, du gaz et d’autres nécessités à la vie de l’homme. Comme caractéristique commune, elles ne génèrent pas des émissions polluantes (ou très peu) durant leur phase d’exploitation. En effet, les énergies renouvelables constituent de parfaits outils pour lutter contre le réchauffement climatique. Les scientifiques en distinguent 5 grands types.

L’énergie solaire

Comme son nom l’indique, l’énergie solaire provient des rayons du soleil. Ce sont les panneaux placés sur les sols, les façades et les toits des maisons qui les captent, puis les transforment. La puissance solaire se décline en 2 grandes catégories, à savoir photovoltaïque et thermique.

L’énergie solaire photovoltaïque

L’énergie solaire est dite photovoltaïque quand le rayonnement du soleil est changé en électricité verte. Ce phénomène se produit au moyen de panneaux recouverts de matériaux semi-conducteurs, constitués de cellules photovoltaïques. Une fois exposés à la lumière, ces éléments absorbent l’énergie des photons lumineux. Une partie de ces derniers met en mouvement des électrons qui sont saisis par un champ électrique interne. Les électrons collectés à la surface des cellules photovoltaïques produisent ensuite un courant électrique continu.

L’énergie solaire thermique

L’énergie solaire thermique repose sur les techniques suivantes :

• Des miroirs retiennent le rayonnement solaire en un point de manière à générer des températures très élevées (de 400 à 1 000 oC)
• Dans une chaudière, la chaleur obtenue change l’eau en vapeur
• La vapeur d’eau sous pression actionne une turbine qui entraîne un alternateur
• L’alternateur crée un courant électrique alternatif : l'électricité est donc produite grâce au soleil

Les panneaux solaires thermiques ont un fort potentiel de développement, car leur coût d’achat et d’installation se révèle moins onéreux que celui des photovoltaïques.

L’énergie hydraulique

L’eau désigne l’élément de vie par excellence. Elle assure une fonction vitale pour les êtres humains et elle dispose d’un fort potentiel d’extraction d’énergie. À l’échelle mondiale, la filière hydraulique arrive à la 2e place des sources de production électrique, derrière les énergies thermiques (gaz, charbon, pétrole). Cependant, en France, elle monte à la première position. L’hydroélectricité consiste à convertir la force cinétique des déplacements de l’eau sous toutes ses formes (chutes d’eau, courants des rivières et autres cours d’eau) en électricité. Toutefois, elle reste réservée à la production d’envergure.

La filière hydraulique concerne également les énergies marines qui rassemblent les énergies renouvelables du milieu marin. Vous pouvez distinguer :

• L’énergie marémotrice : issue de l’exploitation des mouvements des marées
• L’énergie hydrolienne : résulte des courants marins
• L’énergie houlomotrice : repose sur l’agitation des vagues
• L’énergie thermique des mers : s’appuie sur les différences de température entre les eaux de surface et celles profondes
• L’énergie osmotique : utilise le contraste de salinité entre les eaux douces et salées

L’extraction des puissances marines relève des techniques ou des technologies expérimentales, comme le système à colonnes d’eau. L’énergie renouvelable que représente l’océan a la capacité de produire une quantité astronomique d’électricité. Elle est donc indispensable à la transition, dite énergétique, de la France et des pays du monde.. Néanmoins, elle demeure très peu exploitée.

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L’énergie éolienne

Les moulins à vent sont les ancêtres des éoliennes. L’énergie produite par un système éolien repose sur la force cinétique du vent. En principe, l’air fait tourner les pales qui font, elles-mêmes, tourbillonner le générateur de l’éolienne. À son tour, cet appareil transformera la force mécanique du vent en puissance électrique. Le courant est ensuite conduit vers le réseau électrique ou vers des batteries de stockage.

Selon le GIEC, cette filière derrière l’hydraulique a le bilan environnemental le plus bas. La raison réside dans le fait que son fonctionnement ne nécessite ni eau douce ni pesticide, et ne présente aucune trace de gaz à effet de serre. Cette source de puissance présente quand même un principal inconvénient, car elle est intermittente comme le soleil. Il faut donc trouver une autre source d’énergie en l’absence de vent.

En France, l'énergie éolienne est la deuxième source d'électricité renouvelable, et représente 7,9% de toute l'électricité produite dans l'hexagone en 2020.

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La biomasse

Parmi les 5 types d’énergies renouvelables figure la biomasse, également appelée bioénergie. Elle est l’ensemble des matières organiques d’origine végétale et animale pouvant devenir source d’énergie, et se décline en 3 grandes catégories.

Bois-énergie : par combustion

L’appellation bois-énergie signifie l’utilisation du bois à des fins énergétiques. Concrètement, les déchets des industries de transformation de bois et les déchets végétaux agricoles (paille, canne à sucre, arachide…) sont brûlés pour produire de la chaleur et de l’électricité.

Biogaz : par méthanisation

Outre le recours aux énergies fossiles (principalement le charbon et le pétrole), l’homme peut se tourner vers le biogaz. Ce gaz naturel renouvelable résulte d’un procédé chimique nommé méthanisation. Cette réaction a lieu quand les bactéries présentent sur des matières organiques (déchets domestiques, agricoles, boues, animaux, etc.) se trouvent privées d’oxygène.

La fermentation donne un mélange de méthane et de gaz carbonique qui sert ensuite à la production de chaleur, d’électricité ou de biocarburants. Avant d’être proposé à la consommation au grand public, le biogaz doit subir une nouvelle transformation qui élimine le dioxyde de carbone et le sulfure d’hydrogène. Ainsi, il en ressort du biométhane ayant les mêmes caractéristiques que le gaz naturel.

Biocarburant : après une nouvelle transformation chimique

De manière à faire face à l’épuisement des ressources fossiles, la filière du biocarburant est en plein essor. Le carburant de substitution aux produits pétroliers est d’origine végétale (éthanol, ester de colza ou de tournesol) ou provient de l’exploitation de l’alcool.

La géothermie

La géothermie désigne une source d’énergie renouvelable provenant de l’extraction de la puissance contenue sous terre. Elle provient essentiellement de la désintégration radioactive des atomes fissiles contenus dans les roches. Elle est une énergie qui ne dépend pas des conditions atmosphériques, mais plutôt de la profondeur à laquelle l’homme la puise. Il existe donc la géothermie :

• profonde (plus de 150 oC),
• moyenne (entre 90 et 150 oC),
• peu profonde (entre 30 et 90 oC).

L’exploitation de la géothermie se passe dans une central géothermique au sein duquel se trouvent des puits. Ces derniers permettent la remontée de la chaleur du sol vers les transformateurs afin de chauffer les bâtiments de manière écologique.