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Le 16 octobre 2012 - 13:13  | Par: Félix Amyot
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Énergies renouvelables vertes et...presque mûres

Énergies renouvelables vertes et...presque mûres

Après un temps de latence dû à l’explosion de la bulle dotcom vers l’an 2000, les grandes innovations technologiques ont recommencé à exploser depuis 2005. On n’a qu’à penser à Facebook et Twitter, à l’iPhone et son cousin iPad, aux appareils photo numériques ou à l’évolution des ordinateurs, dont la baisse des prix est tout aussi radicale que l’augmentation de leur puissance et de la performance énergétique. Ces innovations gardent les consommateurs bien occupés à refaire leur liste de cadeaux de Noël tous les six mois, mais une révolution bien plus grande et significative est en train de prendre place un peu partout sur la planète, celle de l’énergie renouvelable. Un jour décrite comme une utopie impossible à rentabiliser, la possibilité de produire de l’énergie à partir de sources dites «vertes» est maintenant passée du défi technique au défi politique. Et ce sera peut-être le plus grand obstacle. Exploration de quelques possibilités bien réelles.

LES PISTES INDIVIDUELLES

Dompter les marées
La lune tourne autour de notre petite planète bleue en un peu plus d’un mois et, ce faisant, elle attire à elle l’immensité des eaux océaniques. Le mouvement d’eau associé à ces hausses et baisses périodiques du niveau d’eau est plutôt stable et prévisible, un avantage auquel le solaire et l’-éolien ne peuvent prétendre. De plus, la quantité d’énergie liée au mouvement d’une telle masse d’eau est hallucinante et recèle un potentiel incroyable. Une première double-turbine de 1,2 MW (de quoi alimenter à elle seule le village voisin) a été mise en service au Royaume-Uni en décembre 2008. L’impact environnemental de ces turbines invisibles et discrètes est minimal par rapport aux autres génératrices marines, car elles ne nécessitent aucun barrage et la faible vitesse de rotation des pales de 16 m de diamètre (max 40 km/h) permet aux mammifères marins s’en approchant de changer de direction à temps! L’inconvénient majeur de cette technologie est qu’elle requiert l’étude des courants marins complexes afin de trouver le lieu optimal d’installation. La construction et l’entretien des appareils en eaux agitées n’est pas non plus une chose aisée. Un domaine prometteur en pleine expansion qui pourrait grandement faciliter l’accès à l’électricité de certains villages côtiers éloignés. 

Réfléchir, c’est brillant!
Toutes catégories confondues, c’est le soleil qui offre le plus grand potentiel d’énergie. Annuellement, il bombarde la Terre de plus d’énergie que ce que produiraient toutes les ressources fossiles mises ensemble, et ce, jusqu’à épuisement complet de ces ressources. Ça vous donne une idée de l’ordre de grandeur ! Ce n’est pas pour rien que la vie végétale s’y est harnachée depuis des milliards d’années. Reste que, pour apprivoiser cette source d’énergie, il faut savoir transformer la manne lumineuse en électricité, ce qui n’est pas si simple. L’approche photovoltaïque – les panneaux solaires traditionnels – n’est pas très efficace, car entre 10 et 15% seulement de l’énergie solaire incidente est ainsi transformée. Des cellules photosensibles plus performantes sont maintenant offertes, mais, pour une surface intéressante, leur coût demeure prohibitif. Une solution ingénieuse a donc été conçue: plutôt que d’agrandir la cellule réceptrice, pourquoi simplement ne pas y envoyer davantage de lumière? On utilise désormais un miroir similaire au réflecteur d’une lampe de poche pour la concentrer sur cette cellule plus efficace. En plaçant ainsi des centaines de ces super-générateurs miniatures côte à côte, on passe à près de 40% d’efficacité pour un coût de revient à peu près similaire aux méthodes classiques. En disposant ces appareils en version personnelle sur les toits de maisons, ou en les cordant serré de manière industrielle dans un grand champ, tout est possible, tant qu’on a du soleil.

De plus, en alliant ce beau procédé à une tuyauterie faisant circuler un liquide caloporteur – qui transporte la chaleur –, on peut soit alimenter une turbine à vapeur pour produire encore plus de jus, soit réchauffer directement le bâtiment près duquel est posé l’engin. On triple alors la production d’énergie. En alliant les deux technologies, il est donc possible de produire du chauffage en hiver et de l’électricité pour de la climatisation en été. Vous produisez maintenant trop d’énergie pour vos besoins? Vendez le surplus au réseau et rentabilisez vos installations en moins de trois ans. Encore besoin du charbon?

Être dans le vent
Don Quichotte trouvera que ses merveilleux moulins ont été largement dégarnis pour aboutir à leur version actuelle, car des dizaines de pales qu’ils avaient, la plupart n’en comptent maintenant plus que trois. Au temps du héros espagnol, les moulins étaient mis en mouvement par la seule pression du vent, tandis que les éoliennes modernes tirent leur efficacité du principe de portance des ailes d’avion. Plus courbés d’un côté que de l’autre, ces immenses bras de 45 mètres de longueur créent une basse pression d’un bord des pales, ce qui fait qu’un vent, même minimal, suffit pour déclencher une rotation.

Mais ça ne s’arrête pas là. À l’intérieur de la nacelle où sont fixées les pâles, on trouve un agencement complexe d’engrenages ultrarésistants qui servent à transformer cet immense levier aérien en vitesse de rotation élevée, ce dont la génératrice a besoin. Si on accepte son empreinte sur le paysage, l’immense avantage de l’éolien est son faible impact au sol. Une tour typique a une circonférence de seulement cinq mètres de diamètre. Ainsi, en réservant un périmètre de sécurité et d’entretien de 75 m x 75 m autour de chaque éolienne, un agriculteur peut facilement troquer une petite partie de son champ pour y loger une tour et recevoir de généreuses redevances pour compenser la perte de production agricole. 

LA SOLUTION INTÉGRÉE

Recharger les barrages
Le principal inconvénient des énergies renouvelables est leur caractère imprévisible. Le fait d’être soumis à des conditions météorologiques favorables oblige souvent les promoteurs à faire de longues recherches sur le terrain pour trouver le potentiel énergétique et prouver qu’il demeure là constamment. Or, même dans les meilleures conditions, l’énergie solaire ne produit que le jour, tandis que l’éolien est à son maximum en matinée et en soirée, quand les changements de températures (et donc les vents) sont les plus marqués. Comme on ne peut pas encore emmagasiner l’électricité efficacement, une source fiable et modulable à souhait est encore nécessaire pour faire face à la demande nocturne et aux périodes de pointe. C’est là où l’hydroélectricité vaut son pesant d’or, surtout dans un réseau intégré de production mixte. 

Imaginons que la production globale d’électricité d’un éventuel réseau mixte bien disséminé sur le territoire dépasse régulièrement la consommation totale en période consommation modérée. On pourrait alors utiliser la balance d’énergie produite par les énergies alternatives pour alimenter des pompes géantes qui ramèneraient l’eau du bas des barrages vers l’amont, afn de recharger au maximum, le plus souvent possible, ces immenses «batteries» hydroélectriques que sont les réservoirs. Une fois le soleil couché et/ou le vent tombé, les barrages seraient ainsi gonflés à bloc pour reprendre le flambeau comme source d’énergie principale. Simple, efficace, fonctionnel.

Un pour tous et tous pour un
Cet exemple des barrages «rechargeables», techniquement simple mais complexe à gérer, montre bien la nécessité d’avoir une vision intégrée du potentiel énergétique du territoire. Le changement de paradigme majeur préalable à l’utilisation rentable des énergies renouvelables est donc la décentralisation de la production. 

Placer quelques éoliennes ou un petit parc de panneaux solaires à l’endroit même de la consommation prend tout son sens, quand on sait que les bénéfices sont concrets et que l’appareillage ne prend que peu d’espace. Chaque kilomètre de fil électrique en moins permet ainsi d’économiser sur les inévitables pertes dues au transport, même à haute tension. Par ailleurs, en construisant une multitude de petits/moyens parcs partout où il devient productif de le faire, on diminue aussi les risques que le réseau en entier tombe en panne, tout en stabilisant les fluctuations de production inhérentes aux énergies vertes.

Mais pour que cette production morcelée soit distribuée en harmonie, le réseau électrique doit être géré un peu comme un orchestre, par un maestro unique capable de rediriger la puissance inutilisée ici et là. C’est le principal défi. C’est ce qui rend si compliquée l’implantation de ces nouveautés technologiques chez nos voisins du sud, où plusieurs dizaines d’entreprises privées croisent le fer pour la distribution électrique. Comment produire de l’énergie solaire en Arizona et la transporter économiquement à New York, si plusieurs acteurs veulent croquer leur part du gâteau?

Le monopole actuel d’Hydro-Québec nous permet d’entrevoir l’avenir en vert. Si la société d’État se décide, elle est en mesure d’être ce «chef d’orchestre» qui gère en temps réel la production multiforme d’électricité sur son territoire. Le Québec a le potentiel énergétique pour être à l’avant-garde de la production verte en Amérique, sans avoir recours à des modifications fondamentales de son réseau. Nous revoilà à la case départ: vision et volonté politique sont les mots-clés.

Avec la hausse continue du prix du baril de pétrole qui est à prévoir, développer une source d’énergie non cotée en bourse deviendra de toute manière de plus en plus sensé. Et, côté potentiel, si les réserves mondiales de pétrole estimées sont censées durer encore de 50 à 100 ans, le soleil, lui, sera encore là dans cinq milliards d’années! Alors, pourquoi pas? L’avenir appartient à ceux qui se lèvent tôt.

Pour creuser davantage
www.concentrix.com
www.zenithsolar.com
www.vestas.com
www.seageneration.co.uk

 





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