ACTIVITE 9

Document 1: Retour vers le futur : le charbon sera-t-il l’énergie de ce début de XXIe siècle ?

Le dernier rapport sur la demande d’énergie de l’Agence internationale de l’énergie prévoit que le charbon devrait devenir la première source mondiale d’énergie d’ici 2017. Une prévision qui peut surprendre, à l’heure où l’Europe s’efforce de ranger cette ressource au musée. Dans son dernier rapport annuel sur l’évolution de la demande d’énergie, l’Agence internationale de l’énergie prévoit que le charbon devrait devenir la première source mondiale d’énergie d’ici 2017. À l’heure où l’Europe s’efforce de ranger cette ressource au musée, ce constat peut surprendre. Cependant, il faut savoir que le charbon est d’ores et déjà la première source d’énergie en Asie, zone à la plus forte croissance : il représente 70 % du mix énergétique chinois et 50 % de celui de l’Inde. Mais c’est aussi la première source mondiale pour la génération d’électricité : 40 % de l’électricité est produite à partir de charbon. Or cette application est appelée à croître encore fortement durant les décennies à venir, tirée par l’industrialisation des pays émergents et par la multiplication des appareils électroniques.

Cet appétit pour le charbon est dû en premier lieu à sa grande abondance et à son accessibilité partout sur la planète. Son second attrait est sa simplicité d’utilisation. Les centrales thermiques à base de charbon sont très rapides à construire, peu onéreuses et nécessitent peu de technologies. C’est pourquoi, la Chine et l’Inde vont en installer de très grandes quantités dans les années à venir : d’ici 2035, elles devraient installer à elles deux plus de 3 000 TWh, soit l’équivalent de 3 000 réacteurs nucléaires. Mais à ces atouts sont associés des inconvénients majeurs : extraction dangereuse, pollution de l’air et, bien sûr, niveau élevé d’émissions de CO₂. D’après l’Institut national américain de la santé, le charbon serait à l’origine de près de deux millions de morts chaque année sur Terre, essentiellement par des maladies respiratoires. Cela en fait la source d’énergie de très loin la plus létale.

Malgré cela, la consommation mondiale continuera d’augmenter pendant encore plusieurs décennies. D’abord parce que les réserves sont énormes et sont encore loin de se raréfier. Ensuite pour des raisons géopolitiques. Plusieurs pays, à commencer par les deux premiers consommateurs, la Chine et les États-Unis, préféreront privilégier une ressource disponible sur leur propre territoire à des ressources importées de pays pas toujours accommodants. Enfin, s’il est acquis que le peak oil va être retardé de quelques décennies grâce aux pétroles non conventionnels et à l’amélioration des technologies d’extraction, il finira par arriver, peut-être dans les années 2030, voire 2050. Le charbon présentera alors un substitut bon marché, au moins pour la production d’électricité.

Les États-Unis, bien qu’ils n’épousent pas la volonté européenne d’abandon de cette filière, limitent néanmoins leur recours au charbon grâce au fort développement du gaz de schiste, devenu plus compétitif pour la production d’électricité. De surcroît, ce transfert se traduit par une baisse notable des émissions de CO₂ du pays (-8 % en 2011). Mais ils ne l’abandonneront pas totalement à court terme.

L’Europe risque donc de se retrouver bien isolée dans sa démarche, d’autant plus que l’Allemagne voit sa consommation repartir à la hausse, suite à la décision de sa chancelière de fermer son parc de centrales nucléaires. Pour éviter l’explosion de ses émissions de gaz à effet de serre, ce pays mise sur la technologie de capture et stockage du CO₂ (CCS). Toutefois, les limites techniques (difficulté de trouver des sites adaptés à une distance raisonnable) et économiques (doublement du prix de revient du MWh) ne permettent pas d’envisager une généralisation de cette solution.

Mais l’Europe n’est plus en croissance. Elle se consacre maintenant à la substitution de ses ressources énergétiques par de nouvelles. L’Asie, elle, doit faire face à sa croissance, démographique et matérielle. Tant que ce sera le cas, elle aura besoin d’électricité et fera appel à toutes les ressources possibles pour la produire, au premier rang desquelles le charbon.
http://www.atlantico.fr/decryptage/retour-vers-futur-charbon-sera-1-energie-debut-xxie-siecle-stephan-silvestre-596074
Stephan Silvestre, 4 janvier 2013

Document 2: Les énergies renouvelables: présentation

Les énergies renouvelables sont des sources d’énergie riches en matière première naturelle comme le solaire, l’éolien, l’hydroélectricité, la géothermie, et la biomasse. Elles représentent environ 15 % de la production énergétique mondiale hors grande hydraulique. Leur développement est en progression constante. En 2004, la capacité de production d’énergies renouvelables a augmenté de 28 % par an, notamment grâce à l’essor des technologies de panneaux photovoltaïques (PV) et de biocarburants.

Les énergies renouvelables, et tout particulièrement la petite hydraulique, la biomasse et le PV solaire, fournissent de l’énergie électrique, de la chaleur, de la force motrice et un approvisionnement en gaz à des dizaines de millions de personnes dans les zones rurales des pays en développement. Elles desservent ainsi l’agriculture, des petites industries, des foyers, des écoles et comblent d’autres besoins communautaires. L’utilisation de ces énergies n’est pas récente (moulins, feu de bois, thermes), c’est pourquoi nous développerons principalement les énergies nouvelles (ENR), celles qui sont virtuellement inépuisables, très peu polluantes et qui bénéficient d’avancées technologiques et de processus de développement depuis les années 70.

Les différentes énergies renouvelables :
- La géothermie ou l’énergie de la Terre : L’essentiel de la chaleur dégagée par la Terre provient de la radioactivité. C’est l’énergie nucléaire produite par la désintégration de l’uranium, du thorium et du potassium. [Source](http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/geothermie.php)
- L’énergie solaire : Le soleil, bien que distant de plus de 150 millions de kilomètres de nous, demeure notre plus grande source d’énergie même si elle est intermittente avec l’alternance jour/nuit. [Source](http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/energie_solaire.php)
- L’énergie des océans et des mers : L’énergie des océans est potentiellement considérable, mais elle est très dispersée et donc difficile à collecter et loin des lieux de consommation. [Source](http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/energie_oceans.php)
- L’énergie issue de la biomasse : On appelle également houille verte l’énergie en provenance des végétaux. Celle-ci est renouvelable puisque les plantes repoussent pratiquement sans cesse. [Source](http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/biomasse.php)
- L’énergie éolienne ou l’énergie du vent : Les éoliennes ou aérogénérateurs sont destinés à exploiter la force du vent pour produire de l’énergie. À ce titre, le vent pousse une hélice qui est montée sur un arbre. [Source](http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/energie_eolienne.php)
- L’hydroélectricité, les barrages : De nombreux cours d’eau permettent de fournir de l’énergie mécanique. Certains d’entre eux produisent encore aujourd’hui de l’énergie électrique. [Source](http://www.notre-planete.info/ecologie/energie/hydroelectricite.php)

Document 3: L’hydroélectricité, les barrages hydroélectriques

Les avantages de l’hydroélectricité :
L’hydroélectricité est la seule énergie renouvelable et modulable et présente donc plusieurs atouts. Elle est issue d’une source d’énergie renouvelable et nationale. Elle permet un stockage de l’énergie et la modulation de la production électrique, apportant ainsi une contribution appréciable à la stabilité du système électrique. L’électricité ne se stockant pas, l’équilibre d’un système électrique ne peut être réalisé qu’en ajustant en permanence la production à la consommation, en étant capable de moduler quasiment instantanément la puissance produite et injectée sur le réseau. La possibilité de pouvoir moduler rapidement la production d’électricité revêt donc une importance particulière. Cette source d’énergie n’émet pas directement des gaz à effet de serre, ni d’autres gaz polluants. L’hydroélectricité, lorsqu’elle est associée à un réservoir (lac, barrage, etc.), est la seule énergie renouvelable modulable, avec en surcroît la possibilité de faire monter très rapidement la puissance électrique produite. Elle joue un rôle crucial dans la sécurité et l’équilibre d’un système électrique, en permettant un démarrage rapide et une montée jusqu’à la pleine puissance en quelques minutes, une bonne stabilité de fonctionnement dans les situations très perturbées que peuvent connaître les réseaux électriques, et une capacité de redémarrage permettant, en cas d’écroulement du réseau électrique, de relancer le système électrique.

En plus de la production d’énergie, l’exploitation des réservoirs des centrales hydroélectriques est souvent

liée à leurs multiples usages, comme l’alimentation en eau potable, l’irrigation, la maîtrise des crues et des sécheresses et la navigation.

Les conséquences négatives de l’hydroélectricité sur l’environnement :
En créant des chutes d’eau artificielles lors de la construction d’un ou de plusieurs ouvrages, la ligne d’eau et la pente naturelle du cours d’eau sont modifiées. Les eaux courantes se transforment alors en une succession de retenues d’eau stagnante : les conséquences sur l’écosystème et l’environnement ne sont pas anodines — ralentissement et uniformisation de l’écoulement, modification de la température, augmentation de l’eutrophisation, baisse de la quantité d’oxygène dissous dans l’eau, diminution de la quantité d’eau à l’étiage due à l’évaporation plus forte des eaux stagnantes en période estivale, débit réduit à l’aval de l’ouvrage (débit réservé) ou encore de brusques variations de débits (éclusées) en cas de dérivation des eaux, diminution de la capacité auto-épuratrice du cours d’eau, augmentation des hauteurs d’eau en amont de l’obstacle, accompagnée d’une immersion des berges par un élargissement plus ou moins important du cours d’eau selon la hauteur de l’ouvrage.

Lorsque ces ouvrages sont associés à une prise d’eau ou une dérivation alimentant un moulin par exemple, ils contribuent à l’uniformisation du débit du cours d’eau à un très faible niveau sur une grande partie de l’année et réduisent la fréquence des variations de débits liées en particulier aux petites crues. […]

La mobilité des espèces et l’accès à leurs habitats restreints, voire condamnés :
Les possibilités de déplacement des espèces sont fortement réduites en raison des obstacles à l’écoulement, plus ou moins infranchissables, et de la segmentation du cours d’eau induite par la succession d’obstacles.

Ainsi, sur les 232 plus grands systèmes fluviaux du monde en 2005 (représentant 60 % du ruissellement dans le monde), plus d’un tiers (105) ont été considérés comme fortement touchés par la fragmentation, 68 modérément touchés (e-Journal de l’eau de l’Unesco N 254, 07/2011).

Impact sur la faune aquatique en France :
En France, selon les estimations, les ouvrages seraient responsables de la diminution de 44 % de la densité d’anguilles depuis 1983, tandis que les turbines des centrales hydroélectriques provoqueraient un taux de mortalité des anguilles retournant en mer de l’ordre de 10 % à 20 % pour les moins dommageables. Or, toutes les espèces de poissons ont besoin de circuler sur un linéaire plus ou moins long de la rivière afin d’accomplir leur cycle de vie (reproduction, alimentation, croissance). Les grandes espèces migratrices amphihalines (anguilles, saumons, aloses, lamproies), qui peuvent avoir un parcours long de plusieurs centaines de kilomètres entre l’estuaire et l’amont des bassins versants, sont particulièrement concernées. [1]

L’impact sur les populations :
De nombreux projets pharaoniques de barrages sont en construction dans les pays en voie de développement. Même s’ils pourront fournir une énergie électrique conséquente, ces barrages menacent directement des millions d’autochtone qui vivent sur les rives de fleuves convoités. Ainsi, de tels projets sont souvent menés sans véritable concertation, entraînent la destruction des pêcheries des riverains et l’inondation de terres agricoles fertiles. Par conséquent, les autochtones sont obligés de se déplacer, alimentant notamment les bidonvilles des villes surpeuplées. […]

Hydroélectricité, les barrages hydroélectriques

Acrivité 10. 1

Préparation à l’épreuve écrite Répondez aux questions suivantes à l’aide de vos notes.

1. Que sont et quelles sont les énergies renouvelables?
2. Quelles sont celles qui connaissent le plus grand essor?
3. Quels avantages les énergies renouvelables présentent-elles?
4. Quelle place l’hydroélectricité occupe-t-elle dans la production d’électricité?
5. Quels sont ses principaux avantages et inconvénients?
6. Comment s’explique, dans cette politique des énergies renouvelables, le regain de faveur du charbon?
7. Quels en sont les aspects positifs et négatifs ? Quelle est la position des différents pays face à cette source d’énergie?
8. Attention! Cette activité ne figure pas dans l’épreuve de l’examen! Amivl

Acrivité 10. 2

Epreuve écrite

Vous avez été appelé(e) en tant qu’expert(e) par le conseil municipal d’une petite ville qui cherche à réduire ses dépenses énergétiques. Vous avez assisté et participé à une série de conférences renouvelables. Pour la prochaine réunion sur les sénergies renou du conseil municipal, vous rédigez un rapport sur ce que vous avez appris et vous proposez des solutions pour votre ville. À l’aide du dossier joint et d’apports personnels, vous rédigez un texte structuré dans lequel vous présentez votre point de vue en adoptant un style approprié et un ton engagé.(700 mots minimum)

Réponses aux questions

1. Que sont et quelles sont les énergies renouvelables ? Les énergies renouvelables sont des sources d’énergie qui se régénèrent naturellement à une échelle humaine de temps. Elles comprennent l’énergie solaire, éolienne, géothermique, hydraulique, et la biomasse. Ces sources d’énergie sont considérées comme inépuisables et plus respectueuses de l’environnement par rapport aux énergies fossiles.
2. Quelles sont celles qui connaissent le plus grand essor ? Parmi les énergies renouvelables, l’énergie solaire photovoltaïque et l’énergie éolienne connaissent le plus grand essor. Leur capacité de production a considérablement augmenté au cours des dernières décennies grâce à des avancées technologiques et à une réduction des coûts de production.
3. Quels avantages les énergies renouvelables présentent-elles ? Les énergies renouvelables présentent plusieurs avantages :

• Elles sont inépuisables à l’échelle humaine.
• Elles produisent peu ou pas d’émissions de gaz à effet de serre.
• Elles réduisent la dépendance aux énergies fossiles et aux importations énergétiques.
• Elles peuvent créer des emplois dans les secteurs technologiques et de la construction.

1. Quelle place l’hydroélectricité occupe-t-elle dans la production d’électricité ? L’hydroélectricité est l’une des principales sources d’énergie renouvelable dans le monde et représente une part significative de la production d’électricité. Elle est particulièrement importante pour la modulation de la production électrique et pour le stockage de l’énergie, contribuant ainsi à la stabilité des systèmes électriques.
2. Quels sont ses principaux avantages et inconvénients ? Les principaux avantages de l’hydroélectricité sont :

• Sa capacité à moduler rapidement la production électrique.
• Son rôle crucial dans la stabilité des réseaux électriques.
• L’absence d’émissions directes de gaz à effet de serre.

1. Ses principaux inconvénients sont :

• Les impacts environnementaux, tels que la modification des écosystèmes aquatiques.
• Les effets négatifs sur la faune aquatique, notamment sur les poissons migrateurs.
• Les conséquences sociales, comme le déplacement des populations locales en raison de la construction de barrages.

1. Comment s’explique, dans cette politique des énergies renouvelables, le regain de faveur du charbon ? Le regain de faveur du charbon s’explique par plusieurs facteurs :

• Sa grande abondance et accessibilité.
• Sa simplicité et son coût relativement bas pour la production d’électricité.
• Les réserves importantes encore disponibles.
• Les raisons géopolitiques, avec des pays préférant utiliser une ressource disponible localement plutôt que d’importer des énergies.
• La croissance rapide de la demande énergétique dans les pays émergents, notamment en Asie.

1. Quels en sont les aspects positifs et négatifs ? Quelle est la position des différents pays face à cette source d’énergie ? Les aspects positifs du charbon sont :

• Son abondance et sa disponibilité mondiale.
• Son coût relativement bas pour la production d’électricité.

1. Les aspects négatifs incluent :

• Les émissions élevées de CO₂, contribuant au changement climatique.
• La pollution de l’air, causant des problèmes de santé publique.
• L’extraction dangereuse, causant des accidents et des maladies professionnelles.

1. Les positions des différents pays varient :

• La Chine et l’Inde continuent d’investir massivement dans les centrales à charbon pour soutenir leur croissance économique.
• Les États-Unis réduisent leur dépendance grâce au développement du gaz de schiste, mais ne l’abandonnent pas complètement.
• L’Europe, notamment l’Allemagne, cherche à réduire l’utilisation du charbon, mais fait face à des défis en matière de transition énergétique.

Rapport sur les énergies renouvelables pour le conseil municipal

Rapport sur les énergies renouvelables et propositions pour réduire les dépenses énergétiques de la ville

Introduction

Chers membres du conseil municipal,

À la suite de ma participation à une série de conférences sur les énergies renouvelables, je vous présente un rapport sur les différents types d’énergies renouvelables, leurs avantages, et les solutions adaptées pour réduire les dépenses énergétiques de notre ville.

1. Présentation des énergies renouvelables

Les énergies renouvelables sont des sources d’énergie inépuisables à l’échelle humaine et respectueuses de l’environnement. Les principales énergies renouvelables incluent :

• L’énergie solaire : Utilisée pour produire de l’électricité via des panneaux photovoltaïques ou pour chauffer l’eau.
• L’énergie éolienne : Exploite la force du vent pour générer de l’électricité.
• L’hydroélectricité : Utilise la force de l’eau pour produire de l’électricité.
• La biomasse : Génère de l’énergie à partir de matières organiques.
• La géothermie : Utilise la chaleur de la Terre pour produire de l’électricité ou chauffer des bâtiments.

2. Avantages des énergies renouvelables

Les énergies renouvelables présentent de nombreux avantages pour notre ville :

• Réduction des émissions de gaz à effet de serre : Contribuant à la lutte contre le changement climatique.
• Indépendance énergétique : Réduction de la dépendance aux énergies fossiles et aux importations d’énergie.
• Création d’emplois : Développement de nouveaux emplois dans les secteurs technologiques et de la construction.
• Stabilité des prix de l’énergie : Moins de fluctuations de prix par rapport aux énergies fossiles.

3. L’hydroélectricité dans la production d’électricité

L’hydroélectricité est une source d’énergie renouvelable importante, représentant une part significative de la production d’électricité mondiale. Elle offre une flexibilité unique grâce à sa capacité de modulation rapide, essentielle pour la stabilité des réseaux électriques.

4. Avantages et inconvénients de l’hydroélectricité

Les principaux avantages de l’hydroélectricité incluent la modulation rapide de la production électrique et l’absence d’émissions directes de gaz à effet de serre. Cependant, elle présente des inconvénients, tels que les impacts environnementaux sur les écosystèmes aquatiques et les conséquences sociales liées au déplacement des populations locales.

5. Regain de faveur du charbon

Malgré les avantages des énergies renouvelables, le charbon connaît un regain de faveur en raison de sa grande abondance, de son accessibilité, et de son coût relativement bas. Cependant, il présente des aspects négatifs significatifs, notamment des émissions élevées de CO₂ et des problèmes de santé publique.

6. Propositions pour réduire les dépenses énergétiques de la ville

Pour réduire les dépenses énergétiques de notre ville, je propose les solutions suivantes :

• Installation de panneaux solaires photovoltaïques : Sur les bâtiments municipaux et les infrastructures publiques pour produire de l’électricité et réduire les coûts énergétiques.
• Développement de l’énergie éolienne : Installation d’éoliennes dans les zones appropriées pour exploiter la force du vent.
• Amélioration de l’efficacité énergétique : Mise en place de programmes pour améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments existants et des nouvelles constructions.
• Promotion de la biomasse : Utilisation des déchets organiques pour produire de l’énergie et réduire les coûts de gestion des déchets.
• Utilisation de la géothermie : Exploitation de la chaleur de la Terre pour chauffer les bâtiments municipaux et réduire les coûts de chauffage.

Conclusion

En adoptant ces solutions, notre ville pourra réduire ses dépenses énergétiques, tout en contribuant à la protection de l’environnement et à la création d’emplois locaux. Les énergies renouvelables représentent une opportunité unique pour construire un avenir plus durable et plus résilient pour notre communauté.

Je reste à votre disposition pour toute question ou pour discuter plus en détail de ces propositions.

Cordialement,

T.H.H.
Expert en énergies renouvelables