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Economies d’énergies et valorisation des énergies
renouvelables
CFPPA - CFA57, avenue Charles de Gaulle BP1538261 la Côte Saint André Cedextél: 04 74 20 44 66
Ministère de l’Agriculture de la Pêche et de l’Alimentation
Patrick de Verdière - CFPPA de la Côte Saint André – juin 2008
PSP Développement durable
de manière locale, diversifiée et décentralisée
SommaireNotion de ressources naturelles renouvelables et non renouvelables
Economiser les ressources
La sobriété
L’efficacité
Mobiliser des ER pour
Chauffer
Fabriquer de l’électricité
Se déplacer
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Il y a énergie renouvelable et énergie renouvelable!
Energie fossile: renouvelable en quelques millions d’année donc un peu trop à notre échelle humaine
pétrole, gaz, charbon, uranium
Energie renouvelable inépuisable: il suffit d’avoir les sites et la technologie pour les capter et les utiliser
solaire, éolien, hydraulique, marée
Energie renouvelable « épuisable »: le pas de temps de renouvellement du stock est compatible avec des échelles de temps humaines (de 1 an à quelques dizaines d’années) mais nous avons besoin de facteurs de production pour les produire, facteurs qui eux peuvent s’épuiser (surface, main d’œuvre…)
Biomasse annuelle ou pluriannuelle, énergies humaine et animale
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Consommation primaire d'énergies renouvelables en Europe (y compris hydraulique) (1) DGEMP -
Observatoire de l'énergie
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La part d'électricité produite à partir d'énergies renouvelables en Europe. DGEMP - Observatoire de
l'énergie
La répartition des consommations d’énergie à la maison
Source : CEREN, Les chiffres clés du bâtiment, Édition 2002, ADEME
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Objectifs améliorer l’efficacité énergétique
En France comme ailleurs, la politique de maîtrise de l'énergie a été quelque peu délaissée depuis la fin des années 70. L'objectif affiché pour notre pays est de retrouver en 2015 une baisse moyenne du taux global d'intensité énergétique (qui est le rapport entre la consommation énergétique et le PIB) équivalente à 2 % -contre seulement 0,8 % au cours des 20 dernières années.
Selon Nicole Fontaine, février 2004
Evolution de l’intensité énergétique française
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Baisser l’intensité énergétique, est-il suffisant?
Emissions de gaz carbonique =
Contenu en gaz carbonique de
l'énergie *
Intensité énergétique de
l'économie *
Production par
personne * Population
Pour cesser d'enrichir l'atmosphère en gaz carbonique il faut diviser les émissions mondiales par 2 à l'horizon de quelques décennies.
Qu'allons nous donc diviser ?
Peut-on diviser la population mondiale par 2 ? En prolongation tendancielle, cette population s'achemine plutôt vers une multiplication par 1,5, donc il faut diviser le reste par 3.
Peut-on alors diviser la production par habitant (PIB/POP) par 3 ? Cela supposerait un choix délibéré de récession, peu vraisemblable mais très probable, à terme, dans un monde fini. Une augmentation de 1% par an du PIB par habitant, ce qui est bien en-dessous de ce que tout élu tente d'obtenir lorsqu'il est en fonctions, augmente cette valeur de 65% en 50 ans, ce qui signifie que le reste des autres facteurs de la partie droite de notre équation doit alors être divisé par 5 (5 est plus ou moins égal à 3*1,65).
On peut exprimer les émissions ainsi
Voir: www.manicore.com
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Baisser l’intensité énergétique, est-il suffisant?
Emissions de gaz carbonique =
Contenu en gaz carbonique de
l'énergie *
Intensité énergétique de
l'économie *
Production par
personne * Population
L'intensité énergétique peut-elle être divisée par 5 en 50 ans ? Elle a baissé de 25% en 30 ans en France; la prolongation d'un taux de diminution identique amène à une réduction de 40% en 50 ans, hypothèse optimiste, parce que ce sont les premiers efforts qui sont les plus faciles à faire. En supposant que nous puissions prolonger. L'intensité énergétique étant alors de 60% de ce qu'elle est aujourd'hui, c'est donc un facteur 3 à 4 par lequel il faut diviser GES/TEP
Dit autrement, il faut donc diviser le "contenu en gaz carbonique de l'énergie" par un facteur 3 au moins (et plus probablement 4 à 5), dans un contexte dans lequel la consommation globale aurait augmenté. Question : quelles sources sont capables d'être mobilisées pour cela, sachant que la contribution des renouvelables est limitée par des facteurs physiques avant de l'être par des facteurs technologiques ou économiques ?
Solaire thermique “actif”
Remarque: plus facile à valoriser si on a un pan de toit orienté au sud et un plancher chauffant
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A coté des applications classiques non spécifiquement agricoles (chauffe-eau, chauffage) le séchage des produits peut s ’appuyer fortement sur l ’énergie solaire pour réchauffer l ’air et augmenter son pouvoir évaporatoire
Rayonnement solaire5,5kWh/m²/jour
Air réchauffé de 4°Ctempérature 14°CHumidité relative 62%
Air ambianttempérature 10°CHumidité relative 80%
Pouvoir épuratoire0,9 g d ’eau/m3 d ’air
Pouvoir épuratoire2,0 g d ’eau/m3 d ’air
x 2,3
Typedimensionrendement
Des pistes « non domestiques » pour valoriser l ’énergie solaire simplement
Evolution du chauffage à bois
Poêle et chaudière à bûches et hydroaccumulation
Fonctionnement automatique avec plaquettes ou granulés stockés dans un silo
Différentes manières de stocker les granulés
Silo de stockage de granulés maçonné avec extraction par vis
Stockage en sac avec extraction pneumatique
1T de granulés = environ 500 l de fioul et occupe environ 1,5m3
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Préserver l ’ourlet de la haie pour:
- espacer les entretiens
- faciliter l ’accès hivernal
- travailler à la tronçonneuse plutôt qu ’à l ’épareuse
- favoriser la biodiversité
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Opération de déchiquetage permettant de transformer le bois en plaquettes.
Le bois déchiqueté pour relancer le bocage et assurer l’autonomie énergétique des exploitations
Potentiel solaire photovoltaïque en France
La production française d'électricité a été de 550 TW.h en 2002 (1 TW.h = 1 milliard de kW.h).
Soit un besoin d’environ 5000km² de panneaux pour la France
Devenir producteur d’électricité photovoltaïque
Depuis juillet 2006 le prix de rachat de l’électricité photovoltaïque des particuliers par EDF est fixé à 30 cts/Kwh plus 25 cts si les capteurs sont intégrés en toiture, avec un contrat sur 20 ans.
Les nouveaux supports photovoltaïques
Source: http://produits-btp.batiproduits.com/systemes-solaires-eoliens/capteurs-solaires-photovoltaiques
Capteur photovoltaïque pour couverture en tuiles plates
Tuile photovoltaïque
Imerys Toiture
Membrane d'étanchéité à cellules photovoltaïques intégrées
Solar-roof
Vitrage photovoltaïque par panneau de 1 m²
Photovol Glass
MCT Solaire
Modules photovoltaïques sur bacs profilés en acier
Arsolar
Arval - Haironville PAB
Principe de la production électrique hydraulique
En 1869, Aristide Bergès découvre comment produire de l’électricité à partir de la force de l’eau.
Electrique hydraulique et grands barrages
La grande hydraulique
EDF exploite en France métropolitaine et dans les DOM environ 500 centrales dont EDF est propriétaire ou concessionnaire.
Leur puissance s’étage de quelques kW à 1800 MW (Grand’Maison). En 2002, la production hydraulique d’EDF représentait environ 50 TWh/an. L’ensemble de la production hydraulique française a atteint, pendant la même année, environ 65 TWh/an, soit 12 % de la production électrique nationale.
Principe de la microcentrale
hydroéléctrique
La petite hydraulique
Les 3 000 petites centrales hydrauliques (dont 1 300 inférieures à 1 MW), exploitées par EDF et des producteurs particuliers, produisent près de 7 TWh/an soit 1,5 % de la production électrique.
On parle de petite centrale hydraulique (puissance allant de 5 MW à 10 MW), de micro-centrale ( de 100 kW à 5 MW), voire de pico-centrale (moins de 100 kW).
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L ’énergie éolienne à la fermeUtilisée depuis longtemps pour le pompage dans les pâtures ou faire tourner les moulins, elle peut aujourd ’hui contribuer à la production électrique par revente au réseau ou stockage en site isolé.
En France 71000km² connaissent des vents > 6 m/s pour une production potentielle de 4 MW/km²
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- un investissement dans l ’éolien électrique est rentable si la durée d ’amortissement est inférieur à 10 ans, ce qui nécessite un vent moyen > 6,5 m/s
- une éolienne a une durée de vie moyenne de 15 ans et rembourse en 6 mois son coût énergétique de construction et d ’installation
- une éolienne de moyenne dimension (100 à 200 kW) coûte en moyenne 1500 euros / kW
- location simple du terrain ou autogestion par l ’agriculteur, avec des partenaires éventuels, là est la question
- impact paysager, bruit, autant de paramètres à prendre en compte
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La filière EMHV / Diester / Biodiesel
pressage
réactiond’estérification
alcool
EMHV
gasoil
Pour les flottes captives : 30% Pour les particuliers : 5% EMHV
glycérine
tournesol ou colza0.1 t
0.1 t
1 t
1 tHuile
Diester Industrie produit chaque année 400 000 tonnes de diester issues de graines de colza et tournesol françaises
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La filière Bioéthanol /ETBE
extractiondes sucres
éthanol
fermentationdistillation
isobutylène
ETBE
essence
Mélange : maxi 15% ETBE
blé ou betterave
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Les Huiles Végétales Pures
triage / séchage / stockage
trituration
décantation filtration centrifugation
filtration finale
Graines oléagineuses
Tourteaux gras
Huile végétale brute
Huile végétale pure
triage / séchage / stockage
trituration
décantation filtration centrifugationdécantation filtration centrifugation
filtration finale
Graines oléagineuses
Tourteaux gras
Huile végétale brute
Huile végétale pure
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Processus de méthanisation
Source: étude Solagro méthanisation à la ferme
La méthanisation ou digestion anaérobie est un procédé qui permet de décomposer la matière organique en l ’absence d ’oxygène et en ambiance contrôlée (dans un digesteur). C ’est un processus 100% bactérien, qui ne dissipe pas d ’énergie sous forme de chaleur d ’où un bon rendement.
1 T de biomasse organique
100 à 160m3 de biogaz (équivalent à 60 à 100 l d ’essence)
La valorisation par co-génération donne 170 kwh d ’électricité et 340 kWh sous forme d ’eau chaude