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Energies Renouvelables UNIVERSITE DE JIJEL FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNO

Energies Renouvelables UNIVERSITE DE JIJEL FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE Intitulé de la matière Responsable de la matière: Nassira HACIB née FERKHA Cours destiné aux: Etudiants du Master1 Electrotechnique Industrielle • Semestre : 01 • Intitulé de la matière : Energies renouvelables • Unité d’Enseignement Découverte: UED1 • Objectifs de l’enseignement : Doter les étudiants des bases scientifiques leur permettant d’intégrer la communauté de la recherche scientifique dans le domaine des énergies renouvelables, des batteries et des capteurs associés à des applications d'ingénierie. • Connaissances préalables recommandées : Dispositifs et technologies de conversion de l’énergie . • Contenu de la matière : Chapitre 1: Introduction aux énergies renouvelables Chapitre 2: Energie solaire (photovoltaïque et thermique) Chapitre 3: Energie éolienne Chapitre 4: Autres sources renouvelables: hydraulique, géothermique, biomasse … Chapitre 5: Stockage, pile à combustibles et hydrogène • Mode d’évaluation : Examen 100% • Références 1. Sabonnadière Jean Claude. Nouvelles technologies de l’énergie 1: Les énergies renouvelables, Ed. Hermès. 2. Gide Paul. Le grand livre de l’éolien, Ed. Moniteur. 3. A. Labouret. Énergie Solaire photo voltaïque, Ed. Dunod. 4. Viollet Pierre Louis. Histoire de l’énergie hydraulique, Ed. Press ENP Chaussée. 5. Peser Felix A. Installations solaires thermiques: conception et mise en œuvre, Ed. Moniteur. La vie sur terre ne serait pas possible sans eau, sans oxygène et sans énergie. Aujourd’hui les énergies sont utilisées dans tous les domaines et à toutes les échelles: transport, électricité, chauffage… chaque individu les utilises dans la vie quotidienne. I.1. Introduction: La consommation d’énergie sous toutes les formes à travers le monde, notamment les énergies fossiles, a atteint son extrémité. Cette augmentation de la consommation de l’énergie est due principalement à la croissance démographique et la forte consommation qui l’accompagne (transport, l’électrification,…..). Selon les experts, les échanges internationaux en énergie fossile occupent la part de lion par rapport à l’ensemble des autres échanges. Dans ces différentes sources d’énergies, deux sortes ce distinguent : les énergies dites non renouvelables et les énergies dites renouvelables. Ces énergies existent sous différentes formes. Cependant, les énergies les plus utilisées reste non renouvelables à l'image du pétrole ou même du charbon. I.2. Définition d’une énergie: Une énergie est principalement apportée par le soleil soit directement soit indirectement, ou d'énergie éolienne, hydraulique, géothermique, marine et la biomasse... et bien sûr sous forme d'énergies fossiles. I.3. L'énergie dans notre société: L'énergie est indispensable à la plupart de nos activités: transport, industrie, agriculture, usage domestique… Depuis le début du siècle, nos besoins énergétiques ont été multipliés par 13. En moyenne aujourd'hui, la consommation mondiale en énergie augmente de 2 à 2,5 % par an. Aujourd’hui les différents gouvernements cherchent à accroître la part d’énergie d’origine renouvelable sur le marché de l’énergie afin de lutter pour la sauvegarde de l’environnement. (Début des années 2000) Consommation énergétique mondiale, en térawatts-heures (TWh), de 1965 à 2018 (pétrole, charbon, gaz naturel, hydraulique, nucléaire, autres renouvelables) SI multiples for watt hour (Wh) Submultiples Multiples Value Symbol Name Value Symbol Name 10−3 mWh milliwatt hour 103 kWh kilowatt hour 10−6 µWh microwatt hour 106 MWh megawatt hour 109 GWh gigawatt hour 1012 TWh terawatt hour 1015 PWh petawatt hour La tonne équivalent pétrole (tep): unité permettant de comparer l’énergie contenue dans des combustibles de natures différentes. Elle vaut, selon les conventions, 41,868 GJ parfois arrondi à 42 GJ. Une tep correspond à une masse de combustible contenant la même énergie calorifique d’une tonne de pétrole. Actuellement les énergies primaires les plus utilisées sont d’origines fossiles(non renouvelable) comme le pétrole, le gaz , l’uranium, le charbon…Elle émettent une grande quantité de gaz à effet de serre responsable du changement climatique. Ce sont des sources en énergies épuisables. Chaque année leurs ressources sur la planète diminuent. De nos jours les énergies renouvelables sont à la mode et s’inscrive dans l’idée du développement durable et de préservation de l’environnement, ce sont des énergies inépuisables. I.4. Intérêt des énergies renouvelables: I.5. Production de l’énergie électrique: Centrales électriques Ces centrales ont pour rôle de transformer l’énergie primaire en énergie électrique. L’énergie primaire peut être renouvelable ou non renouvelable. Dans cette matière on va s’intéresser seulement aux énergies renouvelables. Centrales Thermiques Centrales Hydrauliques Centrales solaires photovoltaïques Centrales Eoliennes La production de l’énergie électrique s’effectue par l’intermédiaire des centrales électriques I.6. Energies renouvelables: I.6.1. Définition: I.6.2. Types des énergies renouvelables: Les énergies sont dites renouvelables dans la mesure où elle sont capables de se renouveler assez rapidement. D’une façon générale une énergie renouvelable est un mode de production d’énergie utilisant des forces ou des ressources dont les stocks sont illimités. Plusieurs types des énergies renouvelables existent. On peut les classer en cinq grandes familles: Energie solaire, Energie éolienne, Energie hydraulique, Energie géothermique, Energie biomasse. Energie solaire: C’est l’énergie fournie par les rayons du soleil. Le soleil est la source d’énergie la plus puissante Energie éolienne: Elle correspond à l’énergie fournie par le vent Energie hydraulique: C’est l’énergie fournie grâce à la force des chutes d’eau d’origine naturelle ou crées artificiellement à partir des retenues de barrages Energie biomasse: Energie géothermique: L’énergie géothermique désigne l’énergie créée et emmagasinée dans la terre sous forme thermique Il s’agit de l’énergie contenue dans les plantes et les matières organiques Energie des mers ou énergie marine: Elle désigne l’énergie produite par les vagues et les marées, ainsi que l’énergie thermique de l’océan chauffé par les rayons du soleil A ces types on peut ajouter une autre énergie renouvelable qui est très peu exploitée: Ainsi l'eau, le vent et le soleil sont des sources primaires tandis que la vapeur et l'électricité sont des sources secondaires. Le soleil est à l'origine de la plupart des sources d'énergie présentes sur terre: chaleur, lumière, croissance des végétaux, …. Il existe des sources d'énergie naturelles et des sources artificielles, c’est-à-dire créées par l'homme. Les premières sont appelées sources d'énergie primaires si elles produisent directement de l'énergie. Les autres sont appelées énergies secondaires car elles sont issues d'une transformation d'énergie. Les énergies renouvelables sont issues de phénomènes naturels, réguliers ou constants qui les rendent inépuisables. Elles sont également parfois appelées énergies “vertes” ou “propres” car elles émettent moins de CO2 que les énergies issues de sources fossiles. En 2000, les énergies renouvelables (ENR) représentent 15 % des énergies utilisées dans le monde. C'est l'hydraulique et la biomasse (sans risque de déforestation) qui présentent le plus gros potentiel. I.6.3 Energies renouvelables traditionnelles et nouvelles: On fait parfois une distinction entre les renouvelables ‘traditionnelles’ et les ‘nouvelles’ ou ‘modernes’. Alors que le terme ‘traditionnel’ s’applique à l’utilisation de la biomasse, et ce principalement dans le cas de l’énergie domestique surtout dans les pays en développement, celui des énergies renouvelables ‘nouvelles’ regroupe les formes d’énergies renouvelables modernes et durables (solaire, éolienne, marine…) Les combustibles fossiles (ainsi que les combustibles nucléaires) ne sont pas éternels et ont démontré qu’ils sont à la source de nombreux problèmes environnementaux. Il est clair qu’un jour les énergies renouvelables devront dominer le système énergétique mondial. Les énergies renouvelables présentent de nombreux avantages : elles I.6.4 Avantages des energies renouvelables: sont disponibles dans le monde entier ; sont inépuisables ; sont écologiques et contribuent à la protection de l’environnement ; comportent peu de risques ; réduisent la dépendance vis-à-vis des importations d’énergie ; augmentent la création de valeur sur place et créent des emplois ; contribuent ainsi à la réduction de la pauvreté ; et assurent la sécurité de l’approvisionnement énergétique. I.6.5 Qu’est-ce qui nous empêche d’utiliser plus les sources d’énergie renouvelables? La principale raison est que, jusqu’à récemment, les coûts de production de ces énergies étaient beaucoup plus élevés que ceux des énergies fossiles. Inconvénients: I.6.6 Avenir des énergies renouvelables ? Malgré les points présentés ci-dessus, la situation évolue rapidement. Des politiques mises en place ont contribué à faire grimper la demande en sources d’énergie renouvelables dans le monde, entraînant une diminution rapide de leurs coûts de production. Vu le prix du gaz et du pétrole et les initiatives prises par les gouvernements, il ne fait aucun doute que les sources d’énergie renouvelables ont un bel avenir devant elles. De plus, les sources d’énergie renouvelables ne sont pas constantes: imaginez par exemple que le vent tombe soudainement ou que des nuages couvrent le soleil. Une exploitation optimale de ces sources nécessiterait également la construction d’installations dans des zones reculées, dont le raccordement au réseau principal serait à la fois coûteux et difficile. I.7. Energies renouvelables en Algérie : Le recours aux énergies renouvelables est impératif pour un pays comme l’Algérie qui dispose d’un climat favorable pour le développement et l’expansion du secteur des énergies renouvelables surtout dans la production d’électricité. L’Algérie dispose d’un potentiel énergétique très important, notamment l’énergie solaire. Le gisement solaire en Algérie est le plus important au niveau mondial, surtout dans le grands sud où toutes les applications solaires peuvent voir le jour .C’est pour cela que l’Algérie amorce une dynamique d’énergie verte en lançant un programme ambitieux de développement des énergies renouvelables et d’efficacité énergétique. II.1. Introduction: Jusqu’à présent le soleil reste la plus importante source d’énergie malgré uploads/Science et Technologie/ cours-energies-renouvelables.pdf