Energie durable

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Tout d'abord il est nécessaire de définir ce qu'est une énergie fossile :

C'est une énergie que l'on obtient par l'exploitation de ressources fossilisées, enfouies sous terre ou parfois au fond des océans (dans le cas de certaines formes de méthanes).
Pour les plus connues il s'agit du pétrole, du gaz et du charbon.

Le temps qu'il faut à notre planète pour créer ce type de ressource se compte en millions voir en milliards d'années. Bien que ces ressources ne cessent jamais de se régénérer, à notre échelle de temps , on considère qu'elles sont irréversiblement limitées pour notre usage (pour en savoir plus sur la formation des énergies fossiles).

Comment mesure-t-on l'énergie ?

L'unité la plus courante est la Tep (Tonne équivalent pétrole). C'est la quantité de pétrole qu'il aurait fallu brûler pour dégager 11.6 MWh (Méga Watt heure = mesure de l'énergie) soit 11 600 kWh.
Pour se faire une idée, le kWh m'est facturé 0.0344 € par mon fournisseur d'électricité à l'heure où j'écris cet article.

Par exemple : on peut très bien mesurer l'énergie qu'un panneau photovoltaïque (panneau solaire électrique) fournit en Tep. Lorsque 116 m² de panneaux solaires photovoltaïques produisent 11.6 MWh sur 1 an [1] ils auront produit l'équivalent de l'énergie que l'on obtient lorsqu'on brûle une tonne de pétrole moyen (car il y en a plusieur sortes) [2].

Pour en savoir plus sur les mesures de l'énergie

Quelle importance ont les énergies fossiles dans notre vie ?

Au niveau mondial nous avons consommé en 2003, toutes énergies confondues, 10 723 MTep (Millions de Tep) produites à plus de 80% avec des énergies fossiles.
Nous avons également doublé notre consommation d'énergie depuis 1971 soit une progression d'un peu plus de 3.3% par an. En 1945 la planète à consommée environ 1 500 MTep. Nous avons donc multiplié par 7 depuis 1945 notre consommation d'énergie sur terre.

(Sources : Schilling et al., IEA, Observatoire de l'énergie)

Pour en savoir plus sur l'évolution de l'approvisionnement mondial et français en énergie :

Nous sommes donc bel et bien dépendants de ces ressources fossiles. Maintenant il s'agit de comprendre ce qui va se passer dans les années à venir.

• Quels sont les risques d'une telle dépendance ?
• Qu'est ce que le "pic pétrolier" ?
• Comment peut-on calculer la date à laquelle il y aura des problèmes sérieux d'approvisionnement en énergies fossiles ?

C'est le sujet des prochains articles.

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La formation des énergies fossiles :

Pétrole et gaz :

Lorsque les organismes vivants meurent à la surface de la terre, une portion de cette masse en décomposition finit par se retrouver sous terre via un processus de sédimentation par les océans et les lacs.
En plongeant dans les couches géologiques, il y a tout d'abord minéralisation de cette masse qui va former une matière solide que l'on appelle "kérogène".
Ce kérogène va également se dégrader en plusieurs composés chimiques dont des huiles (notre futur pétrole en fait partie), et des gaz (dont fait partie notre futur "gaz naturel").
Pour des raisons de différentiel de pression, de densité des composés chimiques, de tectonique des plaques, mais aussi à cause des reliefs géologiques, une partie de ces huiles et gaz vont remonter des profondeurs pour se stocker dans des "réservoirs" géologiques situés dans notre sous-sol.

Ce pétrole facilement exploitable est appelé pétrole conventionnel. Il est simple de l'extraire car il se situe directement sous nos pieds et parfois il jaillit directement du sol sous la pression des gaz qui l'accompagnent.

• Pour avoir un aperçu graphique de ce processus, aller voir cette animation sur le site de la cité des sciences (Lien direct).
  
  
• Si vous n'arrivez pas à voir l'animation sur le site de la cité des science, lisez l'article du professeur Bourque à l'université de Laval (Lien direct)
  
  
• Si vous voulez vraiment tout comprendre au niveau chimique lisez cette page chez Jean Marc Jancovici (Lien direct)

Charbon :

Et bien pour le charbon c'est à peu près la même chose mais l'origine est différente. Il est issu des "déchets organiques" végétaux et non pas animaux.

• Pour de plus amples explications consultez le site pédagogique de l'éducation nationale EduSCOL(Lien direct).

Ce qui est à noter : Le charbon, lorsqu'il est brûlé comme tel, émet beaucoup plus de CO₂ que le pétrole ou le gaz (ceci étant un problème d'écologie, ces calculs seront détaillés plus tard dans la partie sur le climat du site).

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Les différentes mesures de l'énergie :

Il existe beaucoup d'autres unités que l'on peut trouver dans différents documents.
On trouvera facilement des mesures en Gj (Giga joule) pour des pouvoirs calorifiques de combustibles [3].
La th (thermie) est une ancienne mesure qui n'est plus utilisée de nos jours mais que l'on continue de rencontrer sur d'anciens documents.
Btu signifie British thermal unit. Apparemment on l'utiliserait encore, notament pour les caractéristiques des barbecues (pourquoi pas ...).
A savoir pour le Bep (Barril équivalent pétrole) qu'un barril fait 159 litres.
Il y a aussi la Tec (Tonne équivalent charbon) dont on entend peu parler tout de même.

IMPORTANT : La norme internationale élaborée par le SI (Sytème International) définit le Wh (Watt heure) pour l'énergie. Donc en théorie lorsque tout le monde respectera les normes, nous n'entendrons parler que de kWh (kilo Watt heure = 1 000 Wh), MWh (Méga Watt heure = 1 000 000 Wh), GWh (Giga Watt heure = 1 000 000 000 Wh), TWh (Terra Watt heure = 1 000 000 000 000 Wh), ...

Pour avoir les conversions de ces unités dans une autre voilà un tableau pratique sur le site biogaz de l'ATEE (Lien direct)

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Les approvisionnement en énergie depuis 1971 :

En prenant comme source les statisques de l'AIE (Agence Internationale de L'Energie), je vous propose une compilation de 4 séries de données qui ont été retraitées.
On observe que la croissance des besoins énergétiques de la France est plus lente depuis 30 ans (64% tout de même) que celle du monde.
Ce qui signifie que les pays dits émergeants contribuent fortement à la consommation de masse de l'énergie.

Autre intérêt de ce tableau, il servira de référence lorsque nous parlerons d'énergie renouvelable ou d'actions politiques en faveur de l'environnement. Cela permettra de mettre en perspective l'impact de l'action entreprise à l'échelle globale.

Tableaux des approvisionnements énergétiques mondiaux et français en 1971 et en 2003

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[1] C'est à peu près ce que produisent à l'heure actuelle 116 m² de panneaux photovoltaïques en France en moyenne.
source Ademe (Lien direct)

[2] Attention, on ne peut pas dire que l'on a évité à une centrale thermique au fioul de brûler 1 tep dans ce cas. Il s'agit bien de l'énergie que l'on libère lorsque l'on brûle 1 tonne de pétrole.
Dans le cas d'une centrale électrique au fioul, il faut plutôt 3 tonnes de pétrole brûlé pour remplacer 1 Tep produite chez soi par du panneau photovoltaïque.
La différence entre les deux correspond à l'énergie perdue lors de la production de la chaleur en centrale et pendant le transport de l'électricité jusqu'au consommateur.

[3] Pouvoir Calorifique Inférieur : Cela correspond à la quantité d'énergie que l'on peut obtenir pour une quantité fixe de combustible. Par exemple, 1 tonne de pétrole libère 1 Tep ou encore 42 Gj (Giga joule) en PCI.
On distingue deux pouvoirs calorifiques, le PCI (Pouvoir calorifique Inférieur) et le PCS (Pouvoir Calorifique Supérieur).

PCI : Lorsque vous brûlez une bûche de bois, de la fumée s'échappe. C'est chaleur n'est pas valorisée. Donc c'est bien de l'énergie inutilisée. C'est à cause de cela que l'on parle de PCI.

PCS : Lorsque l'on récupère la chaleur des fumées qui s'échappent de la combustion on parle alors de PCS. Par un système de double flux croisée entre les fumées et l'eau de retour du circuit il est possible de faire condenser l'eau des fumées dans la cheminée et récupérer cette chaleur. C'est le principe des chaudières à condensation.
En règle générale on donne les PCI car peu d'installations exploitent l'énergie latente des fumées.

ATTENTION : Certains vendeurs peuvent proposer des chaudières à 100% de rendement.
Rendement : énergie obtenue par la combustion / énergie maximale que l'on peut obtenir, donné par la valeur PCI ou PCS.
C'est un abus car ils divisent l'énergie obtenue par leur chaudière à condensation par le PCI d'un m³ de gaz. Ceci peut même aboutir à des rendements supérieurs à 100% puisque l'on ne compte pas l'énergie dégagée par les fumées au dénominateur.