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1 Université des sciences et de la technologie Houari Boumediene Faculté Génie

1 Université des sciences et de la technologie Houari Boumediene Faculté Génie mécanique et Génie des Procédés Master 1 en Génie Pétrochimique Titre du compte rendu : CLIMATISATION PAR ENERGIE RENOUVLABLE Réalisé par : BAIBA YOUNES Matricule : 201500001791 Responsable du module : Mr.abdellouche 2 Sommaire INTRODUCTION GENERALE 1 1 ENJEUX ENERGETIQUES 2 1.1 Consommation mondiale d’énergie 2 1.2 Energie et pollution du climat 2 1.2.1 Exemple de la Chine 4 1.2.2 Exemple de l’Europe 4 2 SOURCES LIMITEES ET ENERGIES RENOUVELABLES 5 3 GISEMENT SOLAIRE EN ALGERIE 6 3.1 Besoins de la climatisation 7 4 OBJECTIFS ET ORGANISATION DU MEMOIRE 8 5 BIBLIOGRAPHIE 10 CHAPITRE 1: PRODUCTION DU FROID SOLAIRE 11 1 TECHNIQUES BASEES SUR LA CONVERSION PHOTOVOLTAÏQUE 12 1.1 Systèmes à compression de vapeur 13 1.2 Systèmes à effet Peltier 13 2 TECHNIQUES BASEES SUR LA CONVERSION THERMIQUE 14 2.1 Capteurs solaires 14 2.1.1 Capteurs solaires plans 14 2.1.2 Capteurs solaires plans à air 16 2.1.3 Capteurs solaires sous vide 16 2.2 Processus thermomécanique 17 2.3 Cycle de Rankine (compression) 20 2.4 Cycle à jet de vapeur 20 2.5 Processus de sorption 20 2.5.1 Absorption 22 CONCLUSTION 3 Introduction générale La première crise pétrolière du début des années 1970 a totalement modifié le rapport des pays occidentaux avec l’énergie, abondante et bon marché, est devenue un bien rare et cher. Les efforts ont été concentrés, d’une part sur la baisse du coût de l’énergie, et d’autre part sur la réduction de la consommation énergétique. Il est important de rappeler le contexte énergétique général et actuel au monde et sa problématique environnementale pour bien comprendre l’urgence de la mise en place d’une réelle politique d’économies d’énergie et de développement des énergies renouvelables. La figure 0.1 représente se contexte en relation avec la croissance démographique donc la surconsommation des énergies fossiles [(Vitte 2007), (Mostefa-Kara 2005)]. Figure 0.1 : Contexte énergétique actuel dans le monde (Mostefa-Kara 2005). 1 Enjeux énergétiqueS 1.1 Consommation mondiale d’énergie La consommation mondiale d’énergie est restée très longtemps stable lorsque l’homme n’utilisait l’énergie que pour sa survie et ses besoins alimentaires. À partir de 1850, la révolution industrielle a provoqué une augmentation brutale des besoins en énergie. Celle- ci n'a cessé ensuite de croître de façon explosive sous l'effet conjoint de l'augmentation du niveau de vie et la croissance simultanée de la population. Actuellement la demande mondiale d'énergie croît de 2% par an en moyenne. La raréfaction des ressources mondiales en énergie fossile, bien que la date de la fin du pétrole ne soit pas l’objet d’un consensus, est un phénomène qui va nécessairement favoriser la hausse du coût de l’énergie (Vitte 2007). La réfrigération traditionnels cycles sont entraînés par l'électricité, ce qui augmente fortement la consommation de l'électricité et l'énergie fossile. L'Institut International du Froid à Paris a estimé qu'environ 15% de toute l'électricité produite dans l'ensemble monde est utilisé pour les procédés de conditionnement d'air de réfrigération et de divers types, et la consommation d'énergie pour les systèmes de climatisation a été récemment estimée à 45% de l'ensemble des ménages et les bâtiments commerciaux. En outre, le pic de la demande d'électricité pendant l'été est renforcé par la propagation de la climatisation appareils (Fan et al. 2007). 1.2 Energie et pollution du climat La consommation d’énergies fossiles est une des principales sources de la dégradation de l'environnement. L’usage massif de ces combustibles a déjà commencé à dérégler l’effet de serre, ce dérèglement menace déjà notre climat. Les gaz qui augmentent l'effet de serre (CO2, NOx, SO2) sont principalement issus de la combustion des carburants fossiles et de l'activité industrielle. Les oxydes de soufre (SO2) et les oxydes d’azote (NOx) sont principalement originaires des combustibles des usines et des automobiles. Ils acidifient les nuages et retombent sous forme de pluies acides qui affectent gravement les écosystèmes et qui polluent l’atmosphère. La figure 0.2 montre l’évolution de la production mondial des énergies fossiles ainsi que la concentration du CO2 dans l’atmosphère. Figure 0.2 : Evolution de la production mondial des énergies fossiles et la concentration du CO2 dans l’atmosphère (Mostefa-Kara 2005). Par ailleurs, les déchets nucléaires issus de la production d'énergie atomique représentent un risque sans précédent pour les générations à venir, certain restant en activité pendant des milliers d'années. De plus, la déforestation à des fins de production d'énergie est une des principales causes de la désertification des sols. Des grandes famines qui en résultent déjà, l'accroissement démographique rend extrêmement préoccupante la perte de terres productives au profit du désert (Vitte 2007). Notre étude bibliographique a montré que les pays les plus touchés par ces deux facteurs (les gaz à effet de serre et la raréfaction des ressources en énergie fossile) sont les pays les plus développés. A titre indicatif, nous avons choisi de donner ci-dessous un aperçu de la situation de la Chine et de l’Europe. Ce choix est motivé par i) l’abondance des références bibliographiques pour ces deux cas, ii) pour le fait que la Chine pourrait devenir le plus grand émetteur mondial de gaz à effet de serre d’ici 2020 et iii) puisque l’Europe, si proche de notre territoire, entretient avec l’Algérie des relations énergétiques importantes. 1.2.1 Exemple de la Chine Le développement rapide de la Chine est aujourd’hui confronté d’une part à l’importation croissante de pétrole pour le transport et l’industriel ; et d’autre part aux graves défis de l’environnement tels que les coûts élevés de traitement de la pollution atmosphérique. Actuellement, la consommation d'énergie dans les bâtiments se compose principalement d’eau chaude sanitaire, systèmes de chauffage et de climatisation, qui représente environ 25-30% de la consommation totale d'énergie en Chine. Bien que cette proportion soit inférieure à 40% des pays développés comme l’Europe. Les spécialistes estiment que cette proportion sera remarquablement plus élevée avec le développement économique rapide de la Chine, car la plupart des systèmes d'énergie du bâtiment consomme de l'électricité et du gaz (Zhai and Wang 2008). En 2006, la consommation totale d'énergie atteint 2,46 milliards de tec (tonne d’équivalent de charbon). En conséquence, les émissions de CO2 ont augmenté à environ 2,7 milliards de tonnes. La consommation d'électricité augmente progressivement en raison de l'utilisation généralisée des climatiseurs. En 2006, la vente de climatiseurs domestiques était d'environ 24,5 millions. Il a été signalé que 87,2% des familles dans les villes de la Chine possédait au moins un climatiseur en 2006, comparativement à seulement 35,8% en 2001 (Wang and Zhai 2010). 1.2.2 Exemple de l’Europe La consommation d’énergie dans les bâtiments commerciaux et résidentiels représente environ 40% du budget énergétique de l’Europe. Les conditions défavorables en plain air en milieu urbain et le prix réduit des unités de climatisation dans les bâtiments ont provoqué une augmentation significative de la demande de climatisation dans les bâtiments. Le nombre d’installation des systèmes de climatisation en Europe, avec une capacité de refroidissement de plus de 12KW, a augmenté d’un facteur de 5 au cours des 20 dernières années. Le total espace climatisé passé de 30 millions de m2 en 1980, à plus de 150 millions de m2 en 2000. La consommation d’énergie annuelle de climatiseurs individuels a été de 6 TJ en 1990, 40 TJ en 1996 et 160 TJ en 2010 (1 TJ=1012 J). La demande en croissance rapide pour le conditionnement de l’air a imposé une augmentation significative de demande d’énergie primaire. Le résultant des émissions de CO2 dans l’UE devraient augmenter par un facteur de 20 par rapport à 1990 à 2010 [(Balaras et al. 2007)]. D’après l’analyse présentée ci-dessus sur les deux exemples de la Chine et de l’Europe, nous estimons que notre pays est aussi concerné vue la croissance du parque national du bâtiment durant la dernière décennie.. En effet, la maîtrise de l’énergie est un des problèmes majeurs auxquels notre société va devoir faire face dans les décennies à venir. Actuellement, la consommation d’énergie en Algérie dans le domaine du froid et du bâtiment représente un pourcentage important. Les leviers qui permettront de modifier durablement cet état de fait, dans les domaines du bâtiment et du froid industriel, se trouvent à la fois dans une meilleure maitrise des besoins de consommation, dans l’utilisation des systèmes plus efficaces et dans une plus large utilisation des énergies renouvelables (Berdja et al. 2007). 2 Sources limitées et énergies renouvelables Seule l'utilisation de toutes les formes d'énergies renouvelables (solaire, éolien, hydraulique, bois et biomasse) et une augmentation de l’efficacité énergétique permettront d'éviter de dévaster définitivement notre planète pour nos seuls besoins immédiats (tableau 0.1). Nous nous intéressons dans ce document à une forme précise d’énergie renouvelable abondante en Algérie. Il s’agit de l’énergie solaire dont son développement sera lié non seulement à ses avantages économiques (qui grandiront au fur et au mesure que les réserves d’énergie fossile diminueront) mais surtout à des considérations liées à la protection de l’environnement : pas de rejets polluants (fumées contrent du CO2 et des NOx par les centrales thermiques) ; pas de danger radioactif et de déchets encombrants (centrales nucléaires), possibilité de limitation de l’emploi des CFC (production du froid solaire) (Mayor and Dind 2003). uploads/Geographie/ climatisation-par-energie-renouvlable.pdf