ENERGIES RENOUVELABLES - SOLAIRE - EOLIEN - ELECTRICITE - Paris

1. GÉNÉRALITÉS

L'énergie est essentielle pour le développement des sociétés modernes. Les sources d'énergie sont classées en deux grandes catégories : les énergies non renouvelables, qui incluent les combustibles fossiles comme le pétrole, le charbon et le gaz naturel, ainsi que le nucléaire, et les énergies renouvelables, qui proviennent de ressources naturelles inépuisables telles que le soleil, le vent, et l'eau.

2. LES ÉNERGIES RENOUVELABLES

Les énergies renouvelables sont des solutions durables pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et lutter contre le changement climatique. Les principales sources sont :

• L'énergie solaire (thermique et photovoltaïque)
• L'énergie éolienne
• L'’hydroélectricité
• La biomasse
• La géothermie

Ces énergies se distinguent par leur capacité à se renouveler naturellement et leur faible impact sur l'environnement.

3. ÉLECTRICITÉ

L'électricité produite à partir des sources renouvelables est un axe majeur de la transition énergétique. La production d’électricité repose sur la conversion d’une forme d’énergie en courant électrique, par exemple, les panneaux solaires photovoltaïques transforment la lumière du soleil en électricité.

4. ÉNERGIE SOLAIRE (Thermique et Photovoltaïque)

• Solaire thermique : Utilise la chaleur du soleil pour chauffer un fluide caloporteur qui alimente un système de chauffage ou d’eau chaude sanitaire.
• Photovoltaïque : Convertit la lumière du soleil directement en électricité grâce à des cellules photovoltaïques.

5. INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES

Les installations photovoltaïques comprennent :

• Les panneaux solaires,
• L’onduleur pour convertir le courant continu en courant alternatif,
• Un système de stockage (batteries) optionnel pour conserver l’énergie.

6. POMPAGE AU FIL DU SOLEIL
Le pompage solaire consiste à utiliser l'énergie solaire pour alimenter une pompe à eau. C'est une solution adaptée pour l’irrigation et l’approvisionnement en eau potable dans les zones isolées.

7. L’HYDRAULIQUE
L'énergie hydraulique provient du mouvement de l'eau. Les centrales hydrauliques utilisent la force des cours d'eau pour produire de l'électricité. Cette énergie est largement utilisée grâce à sa fiabilité et ses faibles coûts d'exploitation.

8. L'ÉOLIEN
Les éoliennes captent l'énergie cinétique du vent pour générer de l'électricité. Il existe des éoliennes terrestres et offshore, qui varient en taille et en capacité de production.

9. LA BIOMASSE
La biomasse utilise des matières organiques (bois, déchets agricoles) pour produire de l’énergie thermique ou électrique. Cette technologie contribue à la valorisation des déchets.

10. LES POMPES À CHALEUR
Les pompes à chaleur exploitent la chaleur de l'air, du sol ou de l'eau pour le chauffage et la climatisation. Elles offrent une solution énergétique efficace et durable.

11. LA GÉOTHERMIE
La géothermie utilise la chaleur terrestre pour produire de l’électricité ou alimenter des systèmes de chauffage. Elle est exploitée à différentes profondeurs selon les technologies.

12. LA COGÉNÉRATION ET LA TRIGÉNÉRATION
La cogénération produit simultanément de la chaleur et de l’électricité, tandis que la trigénération inclut le refroidissement. Ces systèmes optimisent l'utilisation de l'énergie.

13. LES HYDROLIENNES
Les hydroliennes exploitent les courants marins pour produire de l’électricité. Cette technologie est prometteuse mais encore en phase de développement.

14. AUTRES ÉNERGIES RENOUVELABLES
D'autres technologies, comme l'énergie osmotique ou les turbines marémotrices, offrent des perspectives intéressantes.

15. LES STOCKAGES D’ÉNERGIE
Le stockage de l’énergie est essentiel pour compenser l’intermittence des énergies renouvelables. Il existe plusieurs méthodes : batteries, volants d’inertie, et hydrogène.

16. LES BATTERIES
Les batteries lithium-ion sont les plus couramment utilisées pour stocker l’énergie. Elles offrent une densité énergétique élevée et une durée de vie adaptée aux applications domestiques et industrielles.

17. LES STEPs (Stations de Transfert d'Énergie par Pompage)
Les STEPs utilisent deux réservoirs d'eau situés à des hauteurs différentes. L’énergie excédentaire pompe l'eau vers le réservoir supérieur, et l'eau redescend pour produire de l'électricité en période de forte demande.

18. L'HYDROGÈNE
L’hydrogène est un vecteur d’énergie prometteur. Produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité renouvelable, il peut être stocké et utilisé dans des piles à combustible.

19. LES HABITATIONS BIOCLIMATIQUES
Les maisons bioclimatiques sont conçues pour tirer parti des énergies naturelles (ensoleillement, vent) afin de minimiser les besoins en chauffage et en climatisation.

20. LES GÉNÉRATEURS THERMOÉLECTRIQUES
Ces dispositifs convertissent la chaleur directement en électricité en utilisant l'effet Seebeck, une technologie utilisée dans des applications spécialisées comme les sondes spatiales.

TRAVAUX PRATIQUES

• Electricité: GTL et tableau électrique d’habitation
• Electricité: Appareils de protections des biens et personnes, parafoudre et prise de terre
• Electricité: Appareils de mesures VAT, Pince ampèremétrique et multimètre
• Electricité: Tableau électrique DC et AC pour PV 3kWc
• Electricité: Transformateur
• Electricité: Onduleur autonome, onduleur réseau (injection), ASI(UPS) et convertisseur-Chargeur
• Module PV: caractéristiques, mesures et essais sur Modules Mono Poly et Amorphe
• Batterie: charge et décharge sur batteries au plomb (Gel, AGM ) et lithium LiFePO4
• PV raccordé au réseau Onduleur Réseau et MPPT (vente de la totalité et autoconsommation)
• PV raccordé au réseau Micro-onduleur (autoconsommation)
• PV autonome (petit besoin : régulateur MPPT, onduleur et batterie)
• PV autonome (grand besoin : régulateur MPPT, onduleur-chargeur avec secours et batterie)
• PV pompage au fil du soleil (sans batteries)
• PV câbles solaires, boîte de jonction et raccordement de fiches MC4
• KIT Nomade (générateur électrique transportable et rechargeable par PV, par voiture et secteur 230V)
• Hydrogène: production d’Hydrogène par électrolyse et production d’électricité à partir de l’hydrogène
• Solaire thermique: essai et mesure sur un capteur plan
• Thermoélectrique: essai et mesure sur un générateur produisant de l’électricité à partir de la chaleur
• PAC: essais, mesures et mise en évidence du cycle frigorifique sur un groupe froid
• Eolienne: essai et mesure sur une petite éolienne domestique