12 fevrier 2020

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L’énergie marémotrice, une solution durable pour produire l’électricité

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Jusqu’à 380 TWh d’électricité pourrait être produite tous les ans grâce à l’exploitation de l’énergie marémotrice dans le monde, estiment les experts. Pourtant, il existe moins de 10 centrales marémotrices dans le monde (dont l’usine de la Rance, en France). En effet, en dépit de son grand potentiel, l’énergie marémotrice est difficile à exploiter pour plusieurs raisons. En plus de coûter très cher, l’installation d’une centrale marémotrice nécessite de vastes infrastructures. La production d’électricité via cette forme d’énergie renouvelable est également soumise à des contraintes géographiques.

 

Production de l’électricité via l’énergie marémotrice : le principe

 

L’énergie marémotrice repose sur l’utilisation des mouvements de l’eau créés par les marées pour produire de l’électricité. Une centrale marémotrice comprend donc un barrage doté de turbines, dont le rôle est de capter l’énergie cinétique de la mer pendant les mouvements des marées. Pour que cette énergie soit exploitable, il est essentiel que le marnage (la différence de hauteur d’eau entre la marée haute et la marée basse se succédant) soit de 5 mètres au minimum. Une fois l’électricité produite, son voltage sera abaissé dans un transformateur, avant d’être distribué aux consommateurs pour un usage domestique.

 

Energie maremotrice, production d electricite par les marees de la Rance

L’énergie marémotrice est une source verte d’électricité

 

Avantages et désavantages de l’énergie en provenance des marées

 

Les atouts de l’énergie marémotrice pour la génération de l’électricité sont nombreux :

 

  • Étant une énergie renouvelable, l’hydroélectricité émet très peu de gaz polluants
  • Pendant les périodes de grandes crues, le barrage permet de canaliser le niveau d’eau dans l’estuaire
  • Le coefficient des marées étant connu des années à l’avance, les techniciens peuvent donc maximaliser la productivité des turbines tous les jours

 

L’énergie marémotrice comme source d’électricité présente aussi quelques désavantages :

 

  • Le barrage peut perturber l’écosystème de l’estuaire où il est construit

 

  • L’aménagement d’une usine marémotrice représente un investissement massif (celle de Sihwa, en Corée du Sud, a coûté presque 278 millions d’euros)

 

  • La production de l’électricité dépend du niveau des marées, ce qui implique qu’elle n’est pas homogène tout le long de l’année

 

Énergie marémotrice : une centrale près de la Rance, en France

 

Il existe une seule usine marémotrice en France. Elle est installée à proximité de la Rance, dans un estuaire enregistrant l’un des plus importants coefficients de marée à travers le Globe. Cette centrale est opérationnelle depuis 1966 et permet de couvrir 17 % des besoins en électricité de la Bretagne. Jusqu’en 2011, la centrale de la Rance pouvait se vanter d’être la plus grande usine marémotrice du monde, avec une puissance de 240 mégawatts. Elle a cependant été reléguée au second plan par celle de Sihwa Lake, en Corée du Sud, dont la puissance atteint les 254 mégawatts.

 

La centrale de la Rance dispose d’un barrage de 750 mètres de long, qui relie Saint-Malo à Dinard. 24 turbines « bulbes » (10 mégawatts) réversibles sont activées par la marée montante dans un sens et par la marée descendante dans l’autre. C’est comme cela que l’énergie est produite. Par la suite, ces turbines approvisionnent 24 générateurs, qui à leur tour procurent de l’électricité à quelque 225 000 personnes.

La pompe à chaleur géothermique pour un chauffage plus écologique et économique

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Réduction des émissions de CO2, économies d’énergie et chauffage optimal, tel est l’intérêt d’une pompe à chaleur géothermique (PAC). L’installation d’un tel dispositif vient aussi avec l’avantage de pouvoir profiter d’une climatisation réversible et de produire son eau chaude sanitaire.

Chauffage : comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?

La géothermie est l’énergie qui provient de la Terre. Elle est variable selon la profondeur et peut être transformée en chaleur. Le rôle de la PAC est donc de diffuser la chaleur produite dans toute la maison. De ce fait, la pompe à chaleur géothermique se présente comme une solution naturelle de chauffage ou de climatisation pour tous ceux voulant réduire leur impact carbone en optant pour des énergies plus durables, et dans le même temps faire des économies d’énergie sur le long terme.

L’énergie géothermique est obtenue en faisant circuler un fluide dans les profondeurs de la Terre. Plus on creuse profondément, plus on obtient des températures élevées. Pour le chauffage d’une maison, c’est généralement la géothermie de surface qui est utilisée. L’intérêt de la pompe à chaleur géothermique est justement de capter cette chaleur souterraine peu profonde (qui est généralement inférieure à 30 degrés Celsius) et d’en augmenter la température, pour un chauffage optimal.

Les composants d’une PAC

Un système de pompe à chaleur géothermique se compose d’un circuit comprenant des capteurs. Ces derniers peuvent être horizontaux ou verticaux.

  • S’il s’agit de capteurs horizontaux, le circuit comprend des tubes en boucle, qui sont enterrés entre 0,6 et 1,2 mètre. La surface d’installation doit représenter entre 1,5 et 2 fois la surface de chauffage. Ces capteurs ne conviennent donc pas à tous les logements.
  • Dans le cas de capteurs verticaux, deux tubes de 75 mètres sont reliés entre eux pour former une boucle. L’avantage de ce type de capteurs est le fait qu’ils ne requièrent pas une grande surface.
Chauffage : pompe a chaleur geothermique ou PAC et economies d energie

La pompe à chaleur géothermique pour le chauffage et la climatisation

Quant à la pompe à chaleur elle-même, elle se compose des éléments suivants :

  • Un évaporateur pour permettre l’évaporation du fluide frigorigène en utilisant la chaleur captée
  • Un compresseur pour aspirer le fluide vaporisé et faire grimper la température
  • Un condensateur pour que le fluide redevienne liquide
  • Un détenteur pour faire baisser la pression du liquide frigorigène

Fonctions d’une pompe à chaleur géothermique : chauffage, climatisation et eau chaude

La pompe à chaleur géothermique est utile en hiver comme en été. Quand il fait froid, elle assure donc le chauffage du logement de manière écologique. La pompe à chaleur géothermique est en effet capable de fournir l’énergie nécessaire à un réseau de chauffage comme un plancher chauffant basse température, des radiateurs basse température, ou sinon des ventilo-convecteurs à eau.

Grâce à sa fonction de climatisation, la pompe à chaleur géothermique est aussi capable de rafraîchir la maison lors de la période estivale. En effet, l’inversion du cycle du fluide frigorigène permet à une PAC réversible d’abaisser la température du plancher.

En troisième lieu, la pompe à chaleur géothermique peut assurer la production de l’eau chaude sanitaire. Cela se fait en récupérant une partie de la chaleur de la PAC qui produit le chauffage. Pour cela, il existe des chauffe-eau thermodynamiques disposant de leur propre pompe et des systèmes autonomes.