Dans le monde dans lequel nous vivons, l’énergie est un pilier fondamental qui anime notre vie quotidienne. L’énergie nous permet d’éclairer nos maisons, de déplacer nos véhicules, de faire fonctionner nos appareils électroniques et bien plus encore. Mais d’où vient cette énergie ?
Dans cette section, nous explorerons le concept de sources d’énergie. Les sources d'énergie sont les ressources, tant naturelles qu'artificielles, à partir desquelles nous extrayons l'énergie nécessaire pour satisfaire nos besoins énergétiques. Ces sources d'énergie couvrent une grande variété de formes, de l'énergie solaire, éolienne et hydroélectrique aux combustibles fossiles , en passant par l'énergie nucléaire , et bien plus encore.
Tout au long de cette section, nous examinerons de manière impartiale les différentes catégories de sources d’énergie, en considérant leurs avantages, leurs inconvénients et leur influence sur l’environnement.
Qu'est-ce qu'une source d'énergie ?
Une source d’énergie est une source ou une ressource naturelle à partir de laquelle nous obtenons l’énergie dont nous avons besoin pour vivre. Cette énergie peut être utilisée pour éclairer nos maisons, déplacer nos voitures, chauffer l’eau ou encore recharger nos appareils électroniques.
Il existe différents types de sources d'énergie, comme l'énergie solaire, qui provient de la lumière du soleil ; l'énergie éolienne , qui est générée à partir du vent ; l'énergie hydroélectrique, qui profite de l'écoulement de l'eau des rivières et des barrages ; et l’énergie fossile, obtenue à partir de ressources telles que le pétrole et le gaz naturel .
Il existe également des sources d'énergie plus modernes, telles que l'énergie nucléaire, générée par des réactions nucléaires, et l'énergie géothermique , issue de la chaleur de la Terre . Chaque source d'énergie présente ses propres avantages et inconvénients en termes de disponibilité, d'impact environnemental et de coûts.
Types et classification des principales sources d'énergie
Les sources d’énergie peuvent être classées principalement de deux manières :
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Sources primaires ou secondaires.
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Sources renouvelables et non renouvelables.
Les sources d'énergie primaires sont présentes dans la nature. Ils comprennent le pétrole , le charbon , le gaz naturel , le bois de chauffage ou la biomasse, les combustibles nucléaires, l'énergie hydroélectrique, éolienne, géothermique et solaire, par ordre d'importance d'exploitation actuelle.
En revanche, les sources d'énergie secondaires ne sont pas directement présentes dans la nature et sont des ressources dérivées de sources primaires. Les sources secondaires comprennent, par exemple, l’électricité.
Principale source d'énergie de notre planète
La plupart des ressources énergétiques mondiales proviennent du Soleil comme source principale.
L'énergie solaire est conservée indirectement sous forme d'énergie fossile ou sous forme d'énergie directement utilisable (par exemple le vent ).
Même l’hydroélectricité provient de l’énergie solaire, qui provoque l’évaporation de l’eau et sa condensation lorsque les nuages rencontrent l’air des fronts froids ou des hautes montagnes.
Sources non renouvelables
Les sources d'énergie non renouvelables sont des ressources énergétiques qui n'ont pas de capacité de régénération ou dont la vitesse de consommation est supérieure à leur régénération.
La disponibilité de ces sources est actuellement encore assez élevée et, par conséquent, leur coût est relativement faible.
Les principales ressources non renouvelables sont les suivantes :
Combustibles fossiles
Quant à la source de combustible fossile, la combustion de charbon ou d'hydrocarbures comme le méthane ou le pétrole fournit la quantité maximale d'énergie, qui est utilisée en partie pour les systèmes de chauffage à combustion, en partie pour le fonctionnement des moteurs, mais surtout pour la production d'énergie électrique.
Énergie nucléaire
L’énergie nucléaire peut être considérée comme la mère de toutes les énergies, sur terre et même dans l’univers. En fait, toutes les énergies, du solaire aux énergies fossiles , de l'éolien à l'hydroélectrique, ne sont rien d'autre qu'un sous-produit de la transformation de ce type d'énergie.
Il existe deux types de réactions nucléaires : la fission et la fusion. Aujourd’hui, tous les réacteurs nucléaires sont des réacteurs à fission pour des raisons techniques.
L'énergie de fission atomique est basée sur la rupture d'un noyau atomique lourd (généralement de l'uranium 235) pour obtenir deux noyaux plus petits, qui pèsent moins que le noyau d'origine. La petite différence de masse est capable de produire une grande quantité d’énergie.
Les centrales de fission nucléaire produisent actuellement 16 % de l'électricité mondiale.
Sources d'énergie renouvelables
Les sources d'énergie renouvelables sont les types d'énergie qui sont inépuisables. Son utilisation n'implique pas une diminution de la ressource.
Les principales sources d'énergie renouvelables sont les suivantes :
Bois de chauffage et biomasse
La combustion de biomasse, de bois ou d'autres matières organiques facilement disponibles représente le moyen le plus ancien de produire de la chaleur et donc de l'énergie.
Mais dernièrement, une prise de conscience renouvelée dans la lutte contre le changement climatique, combinée à une préoccupation croissante quant à la recherche de ressources énergétiques, a remis cette source d'énergie sur le devant de la scène.
Énergie solaire
L'énergie solaire est en réalité le moteur de toute activité sur Terre : même le pétrole est indirectement de l'énergie solaire accumulée par la photosynthèse de plantes anciennes, dont la matière organique se serait accumulée et transformée sous terre, au cours d'ères géologiques entières.
L’énergie solaire peut être exploitée de trois manières :
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Énergie solaire photovoltaïque , profitant de l' effet photovoltaïque sur des plaques de silicium .
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L'énergie solaire thermique , profitant directement de la chaleur du Soleil.
Énergie éolienne
L'énergie éolienne est l'une des sources d'énergie les plus anciennes : les éoliennes sont utilisées depuis le 7ème siècle après JC pour convertir l'énergie éolienne en énergie mécanique.
Les inconvénients sont la situation géographique, les grands espaces nécessaires à une production centralisée et l'impact environnemental.
Hydroélectricité
L'énergie hydroélectrique est une énergie propre qui exploite l'énergie potentielle de l'eau située à haute altitude dans les bassins montagneux, qui en tombant agit sur une turbine, produisant de l'électricité. Le principe est le même que dans une centrale thermoélectrique : la différence est que le milieu qui fait tourner la turbine est de l'eau et non de la vapeur.
Actuellement, 16 % de l'électricité mondiale est d'origine hydroélectrique : l'un des inconvénients de l'hydroélectricité est cependant précisément l'impact environnemental et social de la construction de barrages.
Énergie géothermique
L'énergie géothermique est une énergie générée par des sources de chaleur géologiques et peut être considérée comme une forme d'énergie renouvelable. Elle repose sur l'utilisation thermodynamique de la chaleur interne de la Terre alimentée par l'énergie thermique libérée lors des processus de désintégration nucléaire d'éléments radioactifs comme l'uranium, le plutonium ou le thorium.
À mesure qu'elle pénètre plus profondément, la température augmente progressivement, augmentant d'environ 30 °C par km dans la croûte terrestre.
L'exploitation de cette source, dans le cas des sources géothermiques à haute enthalpie , consiste à conduire les vapeurs des sources d'eau souterraines vers des turbines spéciales utilisées pour produire de l'énergie électrique. Et dans la réutilisation de la vapeur d’eau chaude pour le chauffage urbain, les cultures sous serre et le thermalisme.
Énergie marine ou océanique
L'énergie océanique fait référence à l'ensemble des énergies contenues sous diverses formes dans les mers et les océans. Cette immense quantité d'énergie peut être extraite de l'eau de mer avec différentes technologies : basées sur l'énergie cinétique des fluides (courants, vagues, marées) et sur le gradient (thermique et salin). Aujourd’hui, de nombreux systèmes d’extraction d’énergie ont été testés et certains sont déjà au stade pré-commercial.
La fusion nucléaire
La fusion nucléaire est une variante de l'énergie nucléaire . C'est le processus de jonction des noyaux de deux atomes d'hydrogène au cours duquel une énorme quantité d'énergie est libérée.
Ce processus donne naissance à l'énergie du Soleil. Il génère de grandes quantités de chaleur qui pourraient être utilisées pour produire de l’électricité. Cependant, les températures et les pressions nécessaires au maintien de la fusion en font un processus très difficile à contrôler.
L’un des avantages potentiels de la fusion est la possibilité théorique de fournir de grandes quantités d’énergie en toute sécurité et avec relativement peu de pollution.
Le combustible de la fusion nucléaire est l’hydrogène. En raison de l’énorme présence d’hydrogène sur la planète, la fusion nucléaire serait considérée comme une source d’énergie renouvelable.
