L’énergie du vent
Éoliennes terrestres
Les éoliennes convertissent l’énergie du vent en énergie électrique qui est, en ce sens, totalement renouvelable et constitue par définition une source d’énergie intermittente et non pilotable, c’est-à-dire non prévisible, puisque conditionnée au niveau de vent (en général, une éolienne commence à produire à 15 km/h de vent et tourne à plein régime vers 40-50 km/h de vent).
Éoliennes en mer
Elles fonctionnent sur le même principe que les éoliennes terrestres. Ce sont donc des sources d’énergie renouvelable, intermittente, produisant de l’électricité à partir du vent.
Elles peuvent être installées sur les fonds marins (éolien posé) ou sur une base flottante, elle-même ancrée aux fonds marins (éolien flottant). Elles sont en revanche différentes des éoliennes terrestres sur plusieurs points : le vent en mer étant plus fort et plus constant que sur terre, les éoliennes offshore possèdent un rendement plus élevé que leurs équivalentes terrestres. Enfin, les éoliennes installées en mer sont deux à trois fois plus puissantes que les éoliennes à terre, ce qui permet de produire plus d’électricité par éolienne. Les espaces maritimes étendus permettent d’installer des parcs de grande taille, composés de plusieurs dizaines d’éoliennes, mais leur implantation doit se faire en conciliant les différents usages maritimes.
L’énergie du soleil
L’énergie solaire permet de produire soit de la chaleur, soit de l’électricité à travers différents procédés de captation : photovoltaïque, thermique et thermodynamique. En France, le procédé le plus utilisé est celui du solaire photovoltaïque.
Photovoltaïque
Les cellules photovoltaïques récupèrent la lumière du soleil et la convertissent en électricité. Tout comme l’éolien, il s’agit d’une source d’énergie entièrement renouvelable. En revanche, elle ne peut produire qu’en journée, ce qui pose des problèmes pour répondre au pic de consommation d’énergie, particulièrement en fin de journée aux alentours de 20 h, et nécessite donc le développement de solutions de flexibilité.
L’énergie de la matière vivante
L’énergie biomasse permet de fabriquer de l’électricité grâce à la chaleur dégagée par la combustion de matières végétales et animales (bois, végétaux, déchets agricoles, ordures ménagères organiques, lisier d’animaux…) ou du biogaz issu de leur fermentation.
Bois énergie
Le bois énergie désigne l’utilisation du bois et de ses dérivés comme source d’énergie. Il est possible de produire de l’électricité via la combustion de la biomasse, comme dans une centrale thermique classique. Cependant, la grande majorité de la ressource bois énergie est actuellement utilisée en tant que chauffage au bois domestique, essentiellement sous forme de bûches. Il s’agit d’une source d’énergie considérée comme renouvelable, dans la mesure où la forêt est gérée de façon durable.
Biogaz
Il existe deux types de gaz : le gaz naturel qui, comme le pétrole, est une source d’énergie fossile et le biogaz, qui est renouvelable. Ces gaz diffèrent par leur mode de formation, mais sont chimiquement équivalents et peuvent donc rendre les mêmes services : source de chaleur, production d’électricité, voire carburant alternatif.
Les trois principaux modes de production du biogaz sont :
• la méthanisation correspond à la dégradation de la matière organique, notamment les déchets agricoles, agroalimentaires, bio-déchets, etc. ;
• la pyrogazéification est un autre processus permettant de produire du méthane à partir de matières organiques ;
• le power-to-gas permet de transformer l’électricité issue d’énergies renouvelables en gaz (méthane), offrant ainsi une solution pour le stockage de l’électricité.
Biocarburants
Ce sont des carburants produits à partir de biomasse venant en complément ou en substitution des carburants fossiles. Certains, dits conventionnels, sont produits à partir de ressources agricoles et d’autres, dits avancés, sont produits à partir de matières premières sans entrer en concurrence avec l’usage alimentaire.
L’énergie de l’eau
Hydroélectricité
L’énergie mécanique de l’eau est utilisée pour actionner des turbines qui la convertissent en énergie électrique. Il s’agit d’une énergie renouvelable puisque le cycle de l’eau garantit le renouvellement annuel de la ressource.
Le volume de production brute varie en fonction du niveau de pluviométrie. D’une manière générale, l’hydroélectricité permet, grâce aux retenues d’eau, de stocker de grands volumes d’eau et de produire de l’électricité à la demande, notamment lors des pics de consommation. En outre, l’hydroélectricité est à ce jour la seule solution de stockage de l’électricité à grande échelle et sur longue période, avec les réserves des grands barrages. La France est un pays richement doté en reliefs et de ce fait possède d’importantes ressources hydroélectriques qui ont été développées au cours du 20esiècle.
L’énergie de la Terre
Géothermie
Ce terme recouvre diverses technologies radicalement différentes, mais qui exploitent toutes la chaleur de la croûte terrestre.
La géothermie peu profonde (entre 5 et 10 mètres) utilise le concept de pompe à chaleur pour produire du chauffage, le sol restant à température constante toute l’année. La deuxième technologie, dite géothermie profonde, va chercher la chaleur beaucoup plus loin. La température moyenne de la croûte terrestre augmentant avec la profondeur, en moyenne de 3 °C tous les 100 m, cette ressource permet d’alimenter des réseaux de chaleur.
