Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les combustibles fossiles ont fourni à l'humanité de l'énergie bon marché et concentrée qui a permis d'atteindre, pour la majorité des habitants, un niveau de vie encore jamais égalé dans le passé. Ces richesses fossiles sont toutefois finies, et leur utilisation massive rejette du gaz carbonique (CO2) qui contribue à accroître l'effet de serre avec des implications négatives pour le climat. L'humanité est confrontée aujourd'hui à un défi énergétique qui consiste, d'une part à réduire ses émissions de CO2, et d'autre part à substituer progressivement les combustibles fossiles par d'autres sources d'énergie non émettrices de gaz à effet de serre. Pour répondre à ce défi, il va falloir accroître la contribution des énergies décarbonées (renouvelables et nucléaires) mais surtout être plus sobre et utiliser plus efficacement l'énergie. Les différentes sources d'énergie, leurs applications et les perspectives sont brièvement introduites dans cet article.
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Fossil fuels (oil, gas and coal) have provided humanity with low-cost and concentrated energy which for the majority of people has meant achieving living standards previously unattainable in the past. However, fossil fuels are in finite quantity on the earth and one day or another they shall run out. Furthermore they emit carbon dioxide (CO2) when they are burned which increases the greenhouse effect and has negative consequences on the climate. Today humanity faces an energy challenge that is, on the one hand to reduce CO2 emissions, and on the other to gradually replace fossil fuels with other energy sources that do not emit gas greenhouse. Meeting this energy challenge requires the increased use of carbon free energy sources (renewable and nuclear), to be lower in energy consumption and use efficient energy technologies. The different energy sources and their uses will be briefly tackled in this paper as well as the prospects.
Auteur(s)
-
Christian NGÔ : Edmonium Conseil
INTRODUCTION
L'énergie est indispensable au développement économique. Les civilisations modernes se sont développées depuis environ deux siècles grâce aux combustibles fossiles qui ont permis de disposer de sources d'énergie concentrées et peu chères. Ils couvrent environ 80 % des besoins énergétiques mondiaux mais sont en quantité finie. De plus, l'utilisation des combustibles fossiles rejette du gaz carbonique ce qui augmente l'effet de serre. Le défi énergétique auquel l'humanité est confrontée aujourd'hui dans le domaine énergétique est de réduire les émissions de CO2 et, progressivement, de substituer les combustibles fossiles par d'autres sources d'énergie n'émettant pas de CO2 (dites décarbonées). Pour répondre à ce défi, il faut faire des économies d'énergie, utiliser des dispositifs plus efficaces et utiliser à grande échelle des sources d'énergies décarbonées (renouvelables et nucléaire). Les principaux usages de l'énergie sont, par ordre de consommation décroissante, la production d'énergie thermique, les transports et l'électricité.
L'électricité est produite, au niveau mondial, majoritairement avec du charbon mais ce vecteur énergétique peut néanmoins être généré pratiquement à partir de toutes les sources d'énergie, notamment les sources décarbonées. En revanche, les transports dépendent presque entièrement du pétrole. Pour ce qui est de la chaleur ou du froid, on pourrait, dans le principe, se passer dans le futur de combustibles fossiles.
Le stockage de l'énergie est le point faible de la filière énergétique et de gros progrès restent à faire dans ce domaine qui est notamment essentiel pour exploiter les sources d'énergie intermittentes. L'habitat et les transports consomment une bonne part de l'énergie mondiale. Des gains importants en matière d'énergie sont possibles dans l'habitat. Par contre, pour les transports, le problème est plus difficile. L'hydrogène, vecteur énergétique sur lequel beaucoup pariaient à court terme pour les transports, sera surtout utile pour fabriquer des carburants liquides et pour la pétrochimie. Il faut aussi noter que la quantité d'énergie que peut délivrer une source n'est pas le seul paramètre important et que l'on a parfois aussi besoin de grandes puissances dans certaines applications industrielles, fortes puissances continues que beaucoup de sources renouvelables sont incapables de fournir.
Dans ce dossier, un panorama du domaine énergétique introduit les nombreux dossiers des techniques de l'ingénieur relatifs à ce sujet.
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VERSIONS
- Version courante de avr. 2017 par Christian NGÔ
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Hydrogène : du rêve à la réalité13. Transports et pétrole
Les transports dépendent pour environ 98 % du pétrole. En France, environ 50 Mtep de pétrole sont utilisés chaque année pour fabriquer les carburants pour les transports. Cela correspond à environ 1 million de barils de pétrole par jour. Le problème énergétique posé par les transports est un problème difficile car la principale source d'énergie utilisée est le pétrole. Il y a presque 900 millions de véhicules dans le monde et ce chiffre ne fait qu'augmenter. La figure 17 montre la répartition de ces véhicules selon leur type dans les différentes régions du monde.
Les véhicules hybrides ayant un moteur à combustion interne et un moteur électrique couplé à une batterie sont sans doute une bonne solution à court et moyen terme. Ce type de véhicule complètement autonome existe d'ores et déjà. La batterie a une autonomie très faible mais elle sert surtout de tampon énergétique et se recharge dès que le conducteur freine ou lève le pied. On réduit ainsi considérablement la consommation de carburant, surtout en ville (consommation d'environ 5 l/100 km aux heures de pointes à Paris avec une Prius, par exemple).
D'autres solutions moins coûteuses sont actuellement mises en œuvre à plus grande échelle sur les véhicules classiques comme le « stop and start » qui permet de stopper un moteur à essence lorsque le véhicule est à l'arrêt à un feu rouge ou dans un embouteillage (environ 5 % d'économie de carburant) ou la technologie du « downsizing » qui consiste à avoir un moteur de cylindrée inférieure ayant les mêmes performances qu'un moteur de cylindrée supérieure.
Dans le futur, ces véhicules seront rechargeables sur le réseau électrique. Si la batterie a une autonomie de 30 ou 40 km la majorité des gens rouleront à l'électricité car cette autonomie est suffisante la majeure partie de l'année. Pour la ville ou de courtes distances, la voiture électrique est aussi une solution. Les batteries Li-ion permettent d'avoir des densités d'énergie bien supérieures aux anciennes technologies comme les batteries au plomb ou Cd-Ni. L'inconvénient de certaines est de pouvoir prendre feu ou d'exploser....
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Transports et pétrole
BIBLIOGRAPHIE
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SAFA (H.) - Le nucléaire, quel intérêt pour la...
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