Les énergies renouvelables aujourd'hui et demain
Henry Adam/Denis Bonnelle/Mihaela Girtan/Claude-Marcel Hladik/Bernadette Maunoury/Valérie Stevance/Jacques Bernard/Romain
Brossé/Jean-Claude Guignard/Jean Hladik/Jean Robieux/Claude Wälchli
Ellipses
Prologue. Émergence des énergies renouvelables et nucléaire
1
Le développement des centrales nucléaires dans le monde2
Deux pays ont la plus grande concentration de réacteurs nucléaires :
Japon et France4
La recherche sur les énergies renouvelables dans les années 19806
Militantisme pour les énergies renouvelables dans les années 198010
2010 : retard français dans l'industrie du solaire12
2010 : retard français en installations solaires15
Première partie. L'énergie au cours du temps
1. Les énergies renouvelables au fil des siècles
19
Les énergies primaires renouvelables19
La cuisson des aliments : une révolution culinaire... du cerveau humain22
La bioénergie25
L'énergie éolienne28
L'énergie hydraulique32
L'énergie solaire directe34
L'énergie des marées36
L'énergie géothermique37
2. Industrialisation et énergies primaires non renouvelables
39
Les combustibles fossiles39
Les éléments radioactifs44
Combustibles fossiles et développement de l'industrie48
Uranium et centrales nucléaires58
La glorieuse épopée des combustibles non renouvelables62
Deuxième partie. L'énergie stockée par les végétaux
3. Aux feux du Soleil se chauffe la Terre
69
Soleil, qui donc lança tes feux ?70
Rayonnement émis par le Soleil75
Propagation du rayonnement solaire dans l'atmosphère78
Échanges énergétiques moyens entre la Terre et l'espace81
La Terre : un immense capteur solaire pour le vivant83
4. Le feu de la vie va-t-il consumer la Terre ?
87
Une dépense énergétique incompressible : le métabolisme basal88
Les ressources en énergie animale ou humaine92
L'énergie consacrée à la cuisson des aliments94
La part des énergies investies dans l'alimentation :
comment la maîtriser ?95
Ce qui est bon pour l'environnement est bon pour la santé96
La planète Terre nous suffira-t-elle ?... la production alimentaire99
5. L'énergie de la biomasse : alimentation, bois, déchets
103
L'énergie de base103
Stockage de l'énergie par la biomasse : la photosynthèse106
Biomasse et réchauffement climatique109
Les différentes filières111
Le bois énergie111
La combustion116
La carbonisation : le charbon de bois119
La torréfaction120
Pyrolyse et gazéification de la biomasse120
Les plantes à but énergétique126
Déchets127
6. L'énergie de la biomasse : biocarburants, biogaz
129
Biocarburants de première génération129
Production d'éthanol pour biocarburants130
Production d'huiles pour biocarburants136
Conclusion sur les biocarburants de première génération139
Biocarburants de deuxième génération141
Biocarburants de troisième génération144
Le biogaz145
Consommation de biocarburants149
Troisième partie. Utilisations de la chaleur solaire
7. Lorsqu'un rayon de soleil devient chaleur
153
Rayonnement solaire et chaleur153
Serres horticoles156
Capteurs solaires photothermiques plans161
Capteurs solaires photothermiques à tubes sous vide165
Utilisations des capteurs solaires photothermiques169
8. Du réfrigérateur à la pompe à chaleur et réciproquement
173
Historique des divers systèmes frigorifiques173
Du réfrigérateur à compresseur à la pompe à chaleur176
Les différents systèmes de pompe à chaleur pour le chauffage des
bâtiments179
Pompes à chaleur géosolaires182
Pompes à chaleur aérosolaires185
Pompes à chaleur réversibles187
Pompes à chaleur aquasolaires188
Réfrigération solaire par absorption190
Réfrigération solaire par adsorption191
Systèmes thermo-frigorifiques magnétocaloriques193
9. Bâtiments bioclimatiques d'aujourd'hui
196
Les architectes s'intéressent-ils à la thermique ?196
Comment concevoir sa maison bioclimatique198
Matériaux et techniques de construction201
Autres exemples de bâtiments bioclimatiques204
Immeubles bioclimatiques pour écoquartier208
10. Des passoires thermiques aux bâtiments à énergie positive
211
Les règlementations thermiques au fil des décennies211
Solaris : immeuble de bureaux à énergie positive213
École zéro énergie Jean-Louis Marqueze214
Gare à haute qualité environnementale216
Des bâtiments à énergie positive au service des hommes216
Quatrième partie. Production d'énergie électrique
11. Production d'énergie par capteurs à concentration
223
Pourquoi concentrer le rayonnement solaire ?223
Généralités sur les concentrateurs solaires225
Petite histoire de la concentration solaire231
Les types de concentrateurs solaires237
Centrales solaires thermodynamiques à concentration248
12. Les photons solaires génèrent l'électricité photovoltaïque
259
Historique des cellules photovoltaïques260
Les cellules solaires de première génération262
Cellules solaires en films minces273
Cellules solaires de deuxième génération281
Cellules solaires de troisième génération286
Développement du photovoltaïque297
13. L'énergie hydraulique
304
De l'énergie hydraulique à l'énergie électrique304
Des installations avec un fonctionnement modulé305
Des turbines de plus en plus performantes et de plus en plus puissantes308
L'impact des installations sur le milieu aquatique311
Les différentes phases du développement de l'hydroélectricité313
Les ouvrages à buts multiples : Rhin, Rhône, Durance315
Situation de l'hydroélectricité en France324
Perspectives pour le développement de l'hydroélectricité en France329
La situation actuelle dans le monde - Les perspectives envisagées333
Quelques exemples de grands aménagements dans le monde336
Quelques réflexions pour conclure341
14. Une énergie dans le vent : la montée en puissance de l'éolien
344
Le vent a tourné pour la navigation à voile345
Mesure des paramètres caractéristiques du vent348
Énergie éolienne moyenne annuelle352
Comment le vent fait-il tourner les éoliennes ?357
Les différents types d'éoliennes359
Petites éoliennes366
Éoliennes de moyenne puissance369
Les grandes éoliennes : leur essor au Danemark374
Les grandes éoliennes : course au gigantisme377
Les éoliennes offshores383
Puissances éoliennes dans le monde389
15. Cheminées solaires
393
La cheminée solaire classique393
Structure de la cheminée394
Collecteur de chaleur398
Alternatives à la cheminée classique399
Les réacteurs météorologiques, alternatives au collecteur402
Les alternatives au collecteur et aux turbines404
16. Les réseaux du futur
406
Les Smart grids, une réponse aux enjeux énergétiques
et environnementaux407
Le développement de l'intelligence dans les réseaux électriques418
Conclusion425
Cinquième partie. Énergies autres que solaires
17. Une chaleur issue de la Terre
429
La chaleur interne du globe terrestre429
Gisements géothermiques433
Applications et usages435
Quelques exemples d'applications géothermiques441
18. Les forces de la mer ont largué leurs amarres
451
L'énergie des marées451
Les usines marémotrices453
Les hydroliennes455
L'énergie houlomotrice460
L'énergie thermique des mers (ETM)465
L'énergie osmotique des mers (EOM)470
19. La fusion thermonucléaire sera-t-elle un jour exploitable ?
473
«Prédictions» sur l'avenir de la fusion thermonucléaire473
La fusion thermonucléaire475
Le confinement magnétique478
Le confinement inertiel482
Quel avenir pour la fusion thermonucléaire ?486
Épilogue. Le développement durable des énergies renouvelables
491
Développement des énergies renouvelables492
L'imagination et l'intelligence au pouvoir497
Une transition énergétique en gestation501
Prospectives énergétiques 2010-2050502
Évolution démographique et énergétique506
Énergie. Unités et facteurs de conversion
511
Bibliographie
513