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18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and t

18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment ENJEU ÉNERGETIQUE ET ÉNERGIES RENOUVELABLES BEN SLAMA Romdhane Dr en Energétique, Maître de conférences G. Mécanique Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Gabès Benslama_romdhane@yahoo.fr Résumé : La situation de l’énergie est doublement préoccupante à cause de la pénurie du pétrole et de l’atteinte à l’environnement. Ainsi, l’enseignement de la Maîtrise de l’Energie dans les filières d’enseignement supérieur est devenu, à notre sens, une nécessité pour que l’énergie soit utilisée de façon efficace et pour que les émissions des gaz à effet de serre engendrés par la combustion soient limitées. Le recours aux énergies renouvelables concourt à ce double but. Il comprend en première partie une vision générale sur la consommation d’énergie dans le monde et en Tunisie : l’évolution est vers la hausse, alors que les ressources sont limitées, surtout actuellement concernant le pétrole. La seconde partie traite du diagnostic énergétique des entreprises industrielles. La troisième partie traite de la gestion de l’énergie par la régulation des procédés. La quatrième partie concerne l’utilisation rationnelle de l’énergie dans les procédés industriels par les nouvelles technologies de pompe à chaleur, chaudière à condensation, etc… Enfin, nous traitons quelques projets solaires réalisés. Mots-clés: Energie fossile – énergies renouvelables - environnement -projets solaires 1- Introduction La maîtrise de l’énergie est une nécessité nationale et un facteur de compétitivité des entreprises industrielles. En effet, pour la nation, la consommation d’énergie est en croissance constante, contrairement à la production. A tous les niveaux des responsables du pays et en particulier à l’Agence Nationale de Maîtrise de l’énergie, une conscience accrue des problématiques énergétiques nationale et internationale se développe. Des efforts conjugués de tous les utilisateurs de l’énergie, sont demandés à y contribuer. La création du poste de responsable énergie montre que le domaine de l’énergie est devenu bien crucial. Pour les entreprises industrielles, la consommation de l’énergie peut être réduite sans pour autant réduire la production. Le gain financier est certain. L’économie d’énergie dans une entreprise contribue donc à sa compétitivité. Pour ce faire, il y’a lieu de procéder à une bonne gestion de l’énergie, au diagnostic énergétique (l’audit), à l’usage des nouvelles technologies peu énergivores, à la valorisation des rejets thermiques et au recours aux énergies renouvelables. A ceci s’ajoute les problèmes de l’environnement dus à la combustion des hydrocarbures. 2- L’énergie en Tunisie et dans le monde 2.1 L’énergie dans monde La consommation d’énergie dans le monde est en croissance d’après l’Agence Internationale de l’Energie . Elle s’appuie principalement sur le pétrole, le charbon, le gaz, le nucléaire et les énergies renouvelables (fig.1-5). Dans le futur, le gaz est appelé à substituer le pétrole de plus en plus. Le nucléaire ne verra pas de gros développement à cause de ses déchets radioactifs. Les énergies renouvelables doivent être utilisées massivement dans certains secteurs (chauffage de l’eau, 1 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment planchers chauffants, couplage réseau, éolien, géothermie…) et par contre nécessitent encore un développement dans la production de combustibles gazeux et liquides par la biomasse etc. Fig.1 Evolution de la consommation d’énergie dans le monde. Fig.2 Début et fin de l’ère du pétrole. 2 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment Fig.3 Consommation d’énergie dans le monde durant 40 ans. Fig.4 Epuisement des énergies fossiles et émergence des énergies renouvelables. 3 Mtep Anné e 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment Fig.5 Pic pétrolier pour les pays producteurs. 2.2 L’énergie en Tunisie Comme dans le monde entier, la situation de l’énergie est préoccupante, en ce sens que la consommation augmente parallèlement au niveau de vie, mais aussi au confort thermique soutenu dans les secteurs tertiaire et résidentiel. Quant à la production d’énergie, elle stagne. La figure 6 montre que le solde énergétique est en baisse. Il devient négatif en fait en 2001. Les prévisions de l’Agence Nationale de Maîtrise de l’Energie montrent un déficit du solde énergétique s’élevant dans les années à venir. La part du pétrole qui était importante, se rétrécit au profit du gaz . Fig.2 Evolution du solde énergétique du pays [3]. Fig.6 Solde énergétique de la Tunisie 4 0 1500 3000 4500 6000 7500 9000 1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 Excédent déficit Demande Ressources Equilibre Evolution de la balance énergétique ktep 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment Les secteurs de consommation d’énergie voient une évolution en proportion. La part de l’industrie chutera au profit du transport et du bâtiment. Ce dernier consomme en fait de plus en plus d’énergie à cause de l’usage des climatiseurs (fig.7). Fig.7 Comparaison des consommations des différents secteurs . 2.3 Impact environnemental Actuellement abondance énergétique et les ressources sont suffisantes pour potentiellement fournir de l ’énergie à tout le monde. Toutefois l’énergie (pétrole en particulier) est de plus en plus chère et rare. Un autre problème préoccupant : l’a ccroissement de l’effet de serre créé par le CO2 suite à la combustion des hydrocarbures. Rejet en CO2 : comparaison pour 1 kWh est donnée selon le type d’énergie: Gaz : 480g - 780g , Charbon : 860g - 1290g , Pétrole : 700g - 800g L’effet de serre crée l’échauffement de la terre, l’avancée du désert, l’accroissement du niveau de la mer etc. On sait en effet que la combustion d’une tonne de pétrole ou de gaz produit plus de deux tonnes de CO2 émis dans l’atmosphère. L’enjeu de la maîtrise d’énergie est donc triple : réduire la consommation, lutter contre la pollution et l’effet de serre, ce qui justifie pleinement l’intérêt national et mondial qui lui est accordé. 2-4 Quand la production du pétrole « bon marché » déclinera-t-elle ? L’extraction incontrôlée d’une ressource limitée suit une courbe en cloche qui est maximale lorsque la moitié de la ressource est épuisée. 5 2005 2010 2020 2030 0 1 2 3 4 5 6 Agriculture Bâtiments (Residentiel + Tertiaire) Transport Mtep 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment Fig.8 Courbe en cloche Pour le pétrole : vers 2010 si réserves = 140 Gtep Fig.9 Pic pétrolier et manque à gagner 3- Economie d’énergie L’économie d’énergie passe par diverses actions selon des technologies plutôt nouvelles, qui ne seront pas détaillées ici, parmi lesquelles on cite [65]: - La gestion de l’énergie: par le comptage d’énergie et la régulation - Le diagnostic énergétique (audit) - L’usage des nouvelles technologies, tels que: • Pompe à chaleur, à coefficient de performance (COP) élevé • Cogénération et trigénération • Chaudière à condensation (Récupération de la chaleur latente) • Pile à combustible (sans pollution) .. • Isolation thermique: chaudières, conduits chauds • Bâtiment à énergie positive - Responsable énergie - Produire des négawattheures 6 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment Les négawatts est un terme nouveau signifiant les puissances évitées dans la consommation énergétique sans pour autant réduire la productivité; par exemple en remplaçant l’éclairage artificiel par l’éclairage naturel le jour, en procédant au renforcement de l’isolation thermique des parois des chaudières et des fours, etc. 4- Les énergies renouvelables 4.1 L’énergie hydraulique C’est une énergie coûteuse en investissements, économique en fonctionnement. Utilisée depuis longtemps pour produire l’électricité si l’on dispose d’une chute d’eau à une hauteur et un débit suffisants. 4.2 L’énergie éolienne Les éoliennes sont de deux types : multipales (pompage de l’eau) et bi-tripales pou les aérogénérateurs. La puissance est proportionnelle au cube de la vitesse du vent. . Dans le cas d’ une éolienne de 750 kW on a : 750 kW pour un vent de 15m/s (54km/h) et 28 kW pour un vent de 5m/s (18km/h) Perspectives : Éolien off-shore (vent plus fort et plus régulier mais corrosion). 4.3 La géothermie Selon la température de l’eau, celle-ci est utilisée pour le chauffage (basse température) ou par la production de l’électricité (haute température). En Tunisie, on dispose d’un certain nombre de sites intéressants. 4.4 L’énergie de la biomasse L’énergie solaire est diffuse, intermittente. La plante par contre permet de stocker cette énergie et consomme du CO2 (principe de la photosynthèse). Cependant, les déchets d’élevage, effluents industriels, boues des stations d’épuration, ordures ménagères, peuvent aussi devenir source d’énergie selon différentes transformations thermochimiques pour produire du biogaz, méthanol, alcool… 4.5 L’énergie de la mer Ici sont utilisées les mouvements des vagues (énergie mécanique) ou la différence de température entre le fond et la surface des océans (chaleur) pour produire l’électricité. 4.6 L’énergie solaire 4.6.1 Le solaire photovoltaïque C’est une énergie bien adaptée surtout à l’habitat dispersé et qui sert pour l’éclairage, le pompage, mais aussi pour la trasmission hertzienne, le balisage etc… Le flux solaire est d’environ 1kW/m² à midi. En Tunisie, l’énergie solaire reçue annuellement est de l’ordre de 2500 kWh/m²/an. Le photovoltaïque est e 7 18-20 March 2015, Tunisia IXth International Congress on Renewable Energy and the Environment ncore cher pour le connecté réseau, mais pour des raisons uploads/Industriel/ resume-enjeu-energetique-et-energies-renouvelables.pdf