Soutenance mémoire
L’énergie solaire passive
L’énergie solaire passive c’est l’utilisation directe de la lumière pour le chauffage. Cette énergie solaire passive a depuis longtemps été utilisée comme source d’énergie dans l’architecture. En effet, la façon la plus simple est de situer la plupart des fenêtres d’un bâtiment du côté sud pour que le soleil puisse y briller et réchauffer le bâtiment. Les fenêtres qui font face au nord ne font que laisser sortir la chaleur du bâtiment : ils n’aident pas à la chaleur du soleil à pénétrer.
Energie éolienne
L’énergie éolienne est une énergie renouvelable, dont le gisement n’est pas épuisable à l’échelle de temps des civilisations humaines. Elle tire son nom d’Eole (en grec ancien Aiolos), le nom donné au dieu du vent dans la Grèce antique. C’est la source d’énergie renouvelable qui connaît la plus grande croissance dans le monde. Contrairement à l’énergie solaire, l’exploitation de la force propulsive du vent est ancienne, et utilisée dès l’Antiquité pour se déplacer sur l’eau avec des bateaux à voile. Elle a été exploitée ensuite à l’aide de moulins à vent équipés de pales en forme de voile, comme ceux que l’on peut voir aux Pays-Bas ou encore dans plusieurs autres pays. Ces moulins permettaient de pomper l’eau ou d’actionner des meules pour moudre le grain. Aujourd’hui, on retrouve ce système dans des éoliennes de pompages, plus petites et possédant plus de pales qu’un moulin traditionnel, elles tournent plus rapidement. L’énergie éolienne sert à produire de l’énergie électrique dans des endroits reculés et donc non-connectés au réseau électrique. Grâce à la maîtrise du stockage d’énergie sur batterie, l’utilisation de l’énergie éolienne en site isolé est donc rendue possible, même sans présence du vent. Ce type d’installation ne concerne que des besoins domestiques, non appliqués à l’industrie. Cependant depuis les années 1990, le développement de la technologie des éoliennes a permis de construire des aérogénérateurs de plus de 1MW (un million de watts), qui sont parfaitement applicables à l’industrie. De plus, ses éoliennes servent aujourd’hui à produire du courant alternatif pour les réseaux électrique. En résumé, l’énergie éolienne peut être utilisée de deux manières :
– Conservation de l’énergie mécanique: le vent est utilisé pour faire avancer un véhicule (Navire à voile ou char à voile), pour pomper de l’eau ou pour faire tourner la meule d’un moulin.
– Transformation en énergie électrique : l’éolienne est couplée à un générateur électrique pour fabriquer du courant continu ou alternatif. Le générateur est relié à un réseau électrique ou bien fonctionne de manière autonome avec un générateur d’appoint (par exemple un groupe électrogène) et/ou un parc de batteries ou un autre dispositif de stockage d’énergie. La puissance électrique d’une éolienne se calcule en watt. Par exemple si une éolienne est dite « 500 watts/heures », cela veut dire qu’elle produira 500 watts en une heure de vent à la vitesse dite normale. Dernièrement il est aussi possible d’exploité l’énergie éolienne sur mer, on l’appelle éolien offshore. Son exploitation en mer présente des caractéristiques particulières:
– le vent est plus fort et plus constant en mer qu’à terre, si bien que la productivité des éoliennes est meilleure,
– la mer offre de grands espaces libres d’obstacles, où l’implantation des machines est possible en concertation avec les autres usagers de la mer. Néanmoins l’implantation d’éoliennes en mer est plus difficile qu’à terre du fait de la présence de l’étendu d’eau sur la mer.
Énergie des mers
Les énergies renouvelables marines théoriquement exploitables sont nombreuses et variées. On ne considère ici que celles dont on estime que la faisabilité technique est démontrée. Leur exploitation raisonnée permet de produire de l’électricité exportable à terre, et demain de l’hydrogène. La mer est donc un milieu fluide riche en flux énergétiques qui peuvent être exploités sous les formes suivantes :
– Énergie éolienne offshore que nous avons citée précédemment,
– Energie des vagues qui utilise la puissance du mouvement des vagues,
– Energie marémotrice, qui utilise le flux et le reflux de la marée pour alternativement remplir ou vider un bassin de retenue en actionnant les turbines incorporées dans le barrage créant cette retenue,
– Energie hydrolienne, qui utilise les courants sous marines à partir des hélices sous marines ou éoliennes sous marines,
– Energie thermique des mers qui exploite la différence de température entre l’eau de la surface et l’eau profonde. Dans l’océan de la zone intertropicale cette température peut dépasser les 20°C. A l’aide d’une machine thermodynamique on peut convertir une partie de cette chaleur de l’eau chaude en énergie électrique,
– Energie osmotique, avec la diffusion ionique provoquée par l’arrivée d’eau douce dans l’eau salée de la mer, cela est source d’énergie.
La consommation mondiale d’énergie
Ce tableau représente l’évolution de la consommation énergétique mondiale sans le bois de combustion (dont la part est évaluée à environ 10 % de la consommation totale d’énergie). On voit que, sur 25 ans, la part du pétrole (plus du tiers de la consommation mondiale en 2005) a diminué au profit du gaz (le quart de la consommation) et du nucléaire (à peine 2 % de la consommation mondiale). Les hydrocarbures représentent près des 2/3 et le charbon 1/3 de la consommation énergétique mondiale. Le nucléaire et les énergies renouvelables hors hydroélectricité n’atteignent même pas 5% du total. La part de l’hydroélectricité reste stable. Celle des autres énergies renouvelables augmente, mais bien que la production d’électricité « énergies nouvelles » ait été presque multipliée par 10 en vingt ans, la part de l’énergie primaire consommée reste très faible (0,27% en 2005). En 2005, les énergies renouvelables (hors bois de combustion) représentaient 2,4 % de l’énergie consommée dans le monde (1,9 % en 1980). Avec le temps, la part des énergies renouvelables dans la consommation énergétique mondiale ne pourrait donc que s’améliorer, vue le développement ainsi que les progrès technologiques que connaissent ces énergies renouvelables actuellement D’après ces différentes constatations donc, il est incontestable que les énergies renouvelables occupent déjà une place non insignifiante dans la production et la consommation mondiale d’électricité, autrement dit dans la production mondiale d’énergie. Dans l’avenir cela ne peut que s’améliorer vue le développement des recherches sur les technologies des EnR qui sont déjà en cours dans beaucoup de pays et vue l’instabilité du prix des énergies fossiles ainsi que la croissante de la demande des énergies dans le monde; néanmoins sont-ils compétitifs par rapport aux autres énergies que nous considérons problématiques, à quel prix peut-on obtenir des énergies à partir des ces sources d’énergies renouvelables, sont-ils rentables, existe-il des aides financières pour les installer, comme le cas des énergies non renouvelables. Telles sont les questions que nous allons aborder dans les chapitres suivantes.
La géothermie
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. L’énergie thermale offre l’avantage d’avoir un faible impact sur la nature mais il faut veiller à ce que, d’une part, les gaz contenus dans l’eau soient traités correctement (méthane, gaz carbonique et gaz soufré), ce qui nécessite donc des coûts supplémentaires, et d’autre part, l’eau thermale ne soit pas rejetée dans la nature car elle contient des sels et des métaux lourds. Ses principaux inconvénients sont : coûts élevés des investissements, nombre de site limité, corrosion de l’eau géothermale. Dans tous les cas, il faudrait que les recherches continuent pour que cette énergie soit rapidement utilisable et admise dans le grand public, à l’heure actuelle elle commence seulement à se développer.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE-I : LES ENERGIES RENOUVELABLES DANS LE MONDE
Chapitre I : La famille d’énergies renouvelables
I-1 L’énergie photonique
I-1-1 L’énergie solaire active.
I-1-1-1 Le système d’énergie solaire photovoltaïque (PV)
I-1-1-2 Le système d’énergie solaire thermique
I-1-2 L’énergie solaire passive
I-2 Les énergies mécaniques
I-2-1 Energie éolienne
I-2-2 L’énergie hydraulique ou l’hydroélectricité
I-2-3 Énergie des mers
I-2-4 La géothermie
I-2-5 La Biomasse
Chapitre II : La place des énergies renouvelables dans la production mondiale d’énergie
II- 1: La production mondiale d’énergie
II-2 La production mondiale d’électricité d’origine renouvelable
II-2-1 La production mondiale d’électricité d’origine renouvelable par source
II-1-2: Les productions d’électricité d’origine renouvelable par filière et par pays
II-2: La consommation mondiale d’énergie :
Chapitre III : Les aspects économiques des énergies renouvelables
III-1 : Coût et rentabilité des énergies renouvelables
III-l-l : Le solaire photovoltaïque (PV)
III-1-2 : L’énergie éolienne
III-1-3 : Le bois- énergie
III-2 : Les avantages et les limites des énergies renouvelables
III-2-1 : L’éolien .
II1-2-2 : Le solaire photovoltaïque
III-2-3 : Le solaire thermique
III-2-4 : La biomasse
III-2-5 : L’hydraulique
III-2-6 : La géothermie
III-3 : Les emplois générés par les énergies renouvelables
PARTIE- II : MADAGASCAR FACE AUX BESOINS ENERGETIQUES
Chapitre IV : Les potentiels en énergies renouvelables de Madagascar
IV-1 : Les potentiels solaires .
IV-2 : Les potentiels éoliens
IV-3 : Les potentiels hydrauliques
IV-4 : Les potentiels des bioénergies
Chapitre V : L’exploitation des énergies renouvelables à Madagascar
V-l : Les limites à l’exploitation des ces énergies à Madagascar
V-l-1 : Les limites liés aux coûts d’investissements
V-l-2 : Les limites liées aux caractéristiques propres du pays
V-2 : Les avantages et les impacts de l’exploitation des énergies renouvelables à Madagascar
V-3: Les actions entreprises par l’Etat Malagasy pour favoriser le développement des énergies renouvelables
CONCLUSION
ANNEXES
BIBLIOGRAPHIE
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