La consommation mondiale d’énergie (Travaux Personnels Encadrés – Géographie - Enseignements Pratiques Interdisciplinaires)

« granitiques que sédimentaires.

Les roches les plus riches en uranium sont les minerais uranifères (pechblende, uraninite, carnotite ...

) que l'on extrait du sous-sol dans des mines à ciel ouvert ou en galeries souterraines.

La teneur en uranium des minerais uranifères représente 0,1 à 0,5 o/o de la masse initiale.

Les roches sont broyées afin d'extraire l'uranium .

L'uranium naturel compte 99, 3 o/o d'uranium 238 et 0,7 o/o d 'uranium 235.

Seul ce dernier est fissile.

Sa proportion doit être élevée dans des usines d'enrichissement, pour produire de l'uranium enrichi .

Les réserves en uranium comprennent les ressources primaires (mines en activité et gisements potentiels) et les ressources secondaires (stocks existants) .

Les réserves primaires s'élèvent à 2 500 millions de tonnes.

Depuis les accords de non-prolifération des armes nucléaires, la production a sensiblement chuté .

Actuellement , la production mondiale d'uranium est de 36 000 t soit 56 o/o des besoins annuels.

Les principaux producteurs d'uranium sont le Canada (31 %}, l'Australie (22 %}, le Niger (8 Ofo}, la Namibie (8 %}, l'Ouzbékistan (7 %}, la Russie (6 %}, le Kazakhstan (5 o/o) et les États­ Unis (4 % }.

Son utilisation est essentiellement réservée à l'industrie nucléaire civile .

En 2002 la production mondiale d'électricité nucléaire a été de 2 167 TWh (10 12 Wh) dont 780 TWh pour les États-Unis; 416 TWh pour la France ; 278 TWh pour le Japon ; 156 TWh pour l'Allemagne; 107 TWh pour la Corée .

La France, qui produit plus de 75 o/o de son électricité grâce au nucléaire, est le premier exportateur mondial d 'électricité.

Consommation L'énergie nucléaire représente environ 7 o/o de la consommation énergétique globale de la planète et environ 17 o/o de la production mondiale d'électricité .

RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES RENOUVELABLES Si le XX' siècle a profité sans modération des combustibles fossiles , le XXI' siècle devra tenir compte de leur épuisement et des dégradations environnementales dues à leur utilisation intensive (pollution , effet de serre) .

Les énergies renouvelables, qui proviennent des sources d'énergie inépuisables (soleil, vent, eau) sont des alternatives .

Elles ne totalisent que 1,8 o/o de la production électrique mondiale , dont 2 ,7 o/o pour l'Union européenne (dont 16,3 o/o pour le Danemark) , 2,2 Ofo aux États-Unis et 1,6 o/o au Japon .

Elles représentent une part de 5 ,7 o/o de la consommation énergétique de l'Union européenne (dont 29 o/o pour la Suède) , de 4 ,4 o/o pour les États-Unis et de 3 ,1 •io pour le Japon .

En France , la part des énergies renouvelables est assurée à 94 o/o par l'hydraulique, à 3 ,5 o/o par les déchets urbains , à 1 ,9 Ofo par le bois et à 0 ,6 Ofo par l'éolien , le solaire et le biogaz .

L'ÉNERGIE HYDRAULIQUE L'énergie hydraulique est la première source d 'énergie renouvelable dans le monde , elle provient des cours d'eau, des marées et des vagues .

Pour transformer leur énergie on utilise des ba"ages .

Sur les 45 000 barrage s de plus de 15 rn de hauteur dans le monde , 20 Ofo sont destinés à produire de l'électricité (40 Ofo en Europe) .

La France en compte 220 dont 150 de plus de 20 rn de haut et 550 centrales hydroélectriques.

Trois types d'énergie hydraulique • L'ÉNERGIE HYDRO ÉLECTRI QUE Dans les pays possédant de bonnes ressources en eau, l'énergie hydroélectrique est une source d'électricité inépuisable .

Mais moins de 20 Ofo du potentiel hydroélectrique mondial exploitable sont utilisés .

Les usines hydroélectriques comprennent généralement le barrage , qui arrête l'eau pour la canaliser vers les turbines , qui actionnent des génératrices , pour transformer la force de l'eau en électricité .

Les coûts de fonctionnement de ces installations sont faibles, du fait de l 'économie de combustible.

L'énergie hydroélectrique assure 18% de la production mondiale d 'électricité et repré sente la première source d'électricité primaire , c'est-à-dire produite sans transformat ion de pétrole, de gaz ou de charbon.

• l'ENERGIE MARÉM OTRICE Le mouvement biquotidien des marées représente une quantité phénoménale d'énergie.

Cependant , elle est difficile à exploiter et il n 'existe que quelques centrales marémotrices dans le monde.

L'énergie marémotrice est produite de la même façon que celle d'une centrale hydroélectrique : un barrage construit à travers un estuaire retient l'eau à chaque marée haute pour ensuite la laisser passer à travers des turbines .

La plus importante est celle de qui se propage à la surface de contact entre deux fluides : l'eau et l'air .

Elle est due au vent , lui-même provoqué par l'énergie solaire qui réchauffe et anime l'atmosphère .

Le Japon , l'Inde et plusieurs pays d ' Europe ont construit des prototypes pour exploiter cette énergie , mais les résultats ne sont pas encore probants .

Pourtant , des experts ont calculé que l'énergie transportée chaque année par les vagues sur les 1 000 km de la côte atlantique française correspond à l'énergie électrique consommée annuellement en France .

Production Plus de 150 pays produisent de l'hydroélectricité .

Le Canada est le plus grand producteur avec 13 Ofo de la production mondiale , suivi des États­ Unis, du Brésil et de la Russie .

Grâce à ses ressources hydroélectriques , la France est le premier producteur européen d 'énergies renouvelables devant la Suède et l'Italie .

Consommation L'énergie hydraulique représente environ 5 Ofo de la consommation énergétique globale.

L'ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE La géothermie consiste à capter la chaleur interne de la Terre pour l'utiliser sous forme d'électricité ou de chauffage .

Plus de 99 o/o de la masse de notre planète est à une température supérieure à 1 ooo• C et seul le millième de la masse de la Terre , c'est-à-dire les 3 km superficiels , est à une température inférieure à 100• C en moyenne.

Les gisements géothermiques On exploite principalement deux types de gisements géothermiques : • les champs hyperthermiques, qui sont situés dans les zones volcaniques à la frontière des plaques tectoniques où le gradient géothermique est élevé du fait de la proximité du magma .

•les aquifères d'eau chaude , qui gisent dans les couches géologiques des bassins sédimentaires .

Ils sont essentiellement réchauffés par la radioactivité naturelle des roches qui, en profondeur, produi sent d'énormes quantités d'énergie .

On classe les gisements géothermiques en quatre groupes selon leur température : • la haute énergie est principalement localisée dans les champs hyper ­ thermiques des régions volcaniques où la vapeur et l'eau sous pression atteignent 1so•c à 3SO"C.

•la moyenne énergie (90"C à 1SO"C} provient des nappes aquifères situées généralement entre -2 000 et -3 000 m.

•la basse énergie (4s• c à 90°C} est constituée des nappes aquifères situées entre -1 500 et -2 000 m.

• et la très basse énergie (inférieure à 30° C), dont les gisements se trouvent à moins de 100 rn de profondeur .

Les haute et moyenne énergies permettent de produire de l'électricité en utilisant l'eau sous forme de vapeur pour alimenter les turbines des centrales.

La basse énergie sert à la production d'eau chaude sanitaire , au chauffage urbain, aux locaux industriels , aux serres ...

La très basse énergie est surtout réservée aux particuliers et aux petites collectivités qui, au moyen d 'une pompe à chaleur , utilisent les calories contenues dans le sous-sol peu profond pour chauffer ou climatiser les habitations .

Production géothermique d'électricité Avec 2300 MW , les États -Unis sont le premier producteur d'électricité d 'origine géothermique (29 Ofo}.

Les Philippines totalisent 25 Ofo de la production mondiale .

L'Italie et le Mexique en produisent chacun environ 10 Ofo.

L'Indonésie , le Japon, la Nouvelle­ Zélande et l'Islande produisent le reste.

Production géothermique de chaleur Les États-Unis (5400 MW), la Chine (2800 MW) et l'Islande (1 soo MW) représentent 56 Ofo de la production mondiale de chaleur d'origine géothermique .

Au dixième rang, la France réalise 1,9 o/o de la production mondiale avec 386 MW.

L'ÉNERGIE SOLAIRE L'énergie solaire est le rayonnement émis par le soleil.

Il existe deux types d 'exploitation, d'un assez faible coût : • le solaire photovoltaïque utilise des capteurs solaires composés de photopiles qui transforment la lumière en électricité .

Il était surtout utilisé pour la fourniture d'électricité dans les sites isolés .

Mais les tuiles voltaïques permettent désormais aux capteurs de bien s'intégrer à l'architecture et des dizaines de milliers de maisons en sont équipées dans le monde.

Pour produire 1,5 million de kWh, il faut 14 000 m ' de panneaux sola ires.

• Le solaire thermique ne produit pas d'électricité mais de la chaleur.

Le soleil chauffe l'eau qui circule dans les tuyaux de grands panneaux sombres.

Cette eau chaude sert principalement à alimenter les chauffe-eau solaires, les piscines et les serres, et peut contribuer au chauffage domestique .

Production ·Solaire photovoltaïque en MW (fin 2001) : Japon 433 ; Allemagne 189 ; États-Unis 171 ; Suisse 34; France 14.

• Solaire thermique en millions de m' (fin 2002} :Allemagne 4,7 ; Autriche 2,8 ; Grèce 2,5 ; France 0,67.

le réchauffement inégal des régions du globe entraîne dans l'atmosphère des variations de température et de pression qui génèrent les vents.

Une éolienne est une hélice qui tourne grâce au vent.

La quantité d'énergie éolienne pouvant être convertie en électricité dépend de la vitesse des vents.

Il existe deux types d'éoliennes : • Les petites éoliennes , ou aérogénérateurs , sont de faible puissance (souvent de moins de 100 watts ).

Elles suffisent à fournir de l'électricité pour des besoins individuels ou fonctionnent en réseau.

• Les grandes éoliennes peuvent atteindre 2 500 kW.

Elles sont raccord ées aux réseaux nationaux .

Une seul e de ces grandes éoliennes peut produire jusqu 'à 3 millions de kWh, soit la consommation de 700 foyers européen s .

Les éoliennes dans le monde Les implantations privilégien t bien sûr les zones ventées, si possible à distance des habitations à cause des impacts visuels e t acoustique s : régions côtières , plate-formes « off-shore ».

Le développement rapide de l'énergie éolienn e rend les statistique s difficiles à établi r.

On estime qu'en 2003 , la puissance globale des éoliennes atteigna it 31 ooo MW .

Production La prem ière puissance en énergie éolienne est l 'Allemagne avec plus de 14 600 MW installés fin 2003.

Elle est suivie de l'Espagne (6 200 MW) , des États-U nis (5 000 MW), du Danemark (3 100 MW) et de l'Inde (1 700 MW) .

La France est très en retard dans ce domain e (240 MW fin 2003) , bien qu'elle dispose du deuxième potentiel éolien d'Europe.

ÉNERGI E DE LA BIOMASSE La biomasse désigne toute la matière organiq u e non fossil e qui subsiste sur notre planète.

Ce gisement bioénergétique est issu du captage de l'énergie solaire par les organismes .

On distingue la biomasse végétale (forêts, bois , feuilles , algues , phytoplancton, etc.) et la biomasse animale (cadavres, graisse animale ...

) , ainsi que les déchets qui leur sont associé s (copeaux , papier, cartons, résidus d'élevage .

..

).

Pour produire de l'énergi e à partir de la biomasse les principa les techniques sont : • la combustion, réalisée avec de simples poêles à bois individuels ou des chaudières pour le c hauffage urbain ou l'industrie.

• la gazéification de la biomasse solide, décomposition thermique de la matière en atm osphère réductrice (peu d'air).

• la pyrolyse, décomposition par la chaleur, sous vide ou sous atmosphère inerte (absence d 'air).

Elle donne le charbon de bois, l'huile pyrolytique et du gaz combustible.

Les cultures énergétiques servent aussi à fabriquer des biocarburants .

On transforme les plantes riches en sucre (canne , betterave ) en alcool.

Le bio­ éthanol est ainsi utilisé dans des moteurs adaptés ou comme additif dans l'essence .

Les plantes oléagineuses (colza , tournesol , etc.) donnent, quant à elles, des huiles végétal e s qui, après raffinage , deviennent du biodiesel.

Consommation Dans le monde , la biomasse est la deuxième énergie renouvelable après l'hydraulique.

C'est la première ressource énergétique dans les pays les plus pauvres (plus de 90 Ofo}.

Ainsi , deux milliards d'humains n'ont accès qu'à la biomasse traditionnelle , notamment le bois .

En Europe , la biomas s e ne représente que 2 o/o des ressources énergétiques.. »