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Production d'énergie et environnement, l'énergie solaire est la solution

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Livres
112 pages

Description

Enfant, il éclairait son cahier d’écolier à la lumière d’une lampe à pétrole à Bécédi-Brignan, en Côte d’Ivoire. Devenu ingénieur du secteur de la production électrique, il propose des lampes, batteries et panneaux solaires spécifiquement adaptés aux pays africains.


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Date de parution 14 avril 2017
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EAN13 9782754735872
Licence : Tous droits réservés
Langue Français

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Aby Adjoualé

Production d'énergie et environnement, l'énergie solaire est la solution

2017

www.editions-pantheon.fr

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Je remercie mon épouse Diana qui a bien voulu réaliser les illustrations du livre ainsi que mes enfants : Jean-Marie, Hervé, Boris, Rodrigue, Francesca et Gaël pour l’amour qu’ils me témoignent.

Je dédie ce livre à Christian Bernard, Imperator de l’A.M.O.R.C. (l’Ancien et Mystique Ordre de la Rose-Croix), mon soutien de toujours, à Serge Toussaint, Grand Maître de l’A.M.O.R.C. de la Juridiction de langue française, dont les écrits sont une source d’inspiration, ainsi qu’à toute l’humanité en qui je place ma confiance pour le choix d’une énergie totalement non polluante.

 

Avant-propos

Notre système de production d’énergie à partir des alternateurs, des machines tournantes, porte en lui-même la cause profonde de la pollution de notre environnement. En effet, le consommateur de cette énergie cautionne tacitement la destruction de son cadre de vie, contraint par ses activités à nuire à notre patrimoine commun, la planète Terre, et porte ainsi atteinte à sa propre vie et à celle de tous les vivants.

Le transport et la distribution de cette énergie par le réseau électrique détruisent la vie. Ainsi toute source de production raccordée au réseau électrique participe à la pollution de la planète.

L’un des enjeux des temps modernes, en nous référant à COP21, est de produire l’électricité à partir de ressources propres, fiables, sûres et renouvelables et capables de se substituer aux centrales thermiques et nucléaires.

Ainsi définissons-nous, aujourd’hui, les productions d’énergie en fonction des sources primaires : Production d’énergie renouvelable et non renouvelable. « Une source d’énergie est renouvelable si le fait d’en consommer ne limite pas son utilisation future ». On peut citer l’énergie du soleil, du vent, des cours d’eau. Par contre, les énergies de la terre (les combustibles fossiles et nucléaires) sont des énergies non renouvelables.

Dans le même ordre d’idées, en poursuivant la recherche de solutions, on est amené à distinguer deux catégories de productions : les productions d’énergies qui génèrent du dioxyde de carbone (CO2), de celles qui n’en génèrent pas. Or, force est de constater que toute production d’énergie à partir des machines tournantes émet du CO2 et dégrade notre cadre de vie. Seul le système de production d’énergie solaire individuelle en autoconsommation ne dégage pas de CO2 et ne pollue pas notre environnement.

En tant que citoyen du monde, soucieux de la protection, du respect et de la préservation de l’environnement, je propose, à travers ce livre, que soit utilisé le mode de production en autoconsommation de l’énergie solaire individuelle fixe et mobile, c’est-à-dire la production d’énergie sans machine tournante. Pour être propre, l’énergie de source solaire doit être consommable sur les lieux de production et ne doit pas être raccordée à un réseau de lignes électriques.

Le procédé de production d’énergie sans machine tournante, à partir d’un système statique, sans mouvement, sans bruit est la solution qui mettra fin aux émissions du dioxyde de carbone (CO2) et des gaz à effet de serre (GAS ou GES).

Ce modèle pourra fournir à tous l’énergie à partir de l’inépuisable source solaire. Il permettra également aux nombreuses populations des pays pauvres privées d’électricité, qui s’éclairent encore de nos jours à la lumière des feux de bois, des lampes à pétrole ou à huile, d’avoir accès à l’électricité.

La fabrication, la construction, l’exploitation et l’entretien des moyens de production, de transport et de distribution de l’énergie issue des machines tournantes, non seulement polluent, mais sont très onéreux. Le fait d’alimenter en énergie les populations pauvres ne ­rentabilise pas les investissements, d’où leur mise à l’écart.

Une centrale nucléaire coûte des milliards d’euros ; une centrale thermique ou une centrale hydroélectrique vaut des centaines de millions d’euros, une éolienne, des centaines de milliers d’euros. Tandis qu’un système de production solaire photovoltaïque, individuel, en autoconsommation non seulement pollue peu (petite pollution due à la fabrication des panneaux et de certains accessoires) mais ne coûte que des dizaines de milliers d’euros (frais d’entretien inclus). Il est à 85 % recyclable et sans frais d’exploitation. L’énergie produite par le système photovoltaïque peut être mise, en quantité adéquate, à la disposition des populations les plus pauvres, laissées pour compte par le système de production à partir des machines tournantes.

 

Partie I - La production d’énergie

 

L’énergie ne peut être produite, elle existe autour de nous dans notre environnement et sous plusieurs formes dans la nature. De même que l’on ne peut produire l’énergie du soleil ; nul ne peut produire celles de la terre, de l’eau, de l’air.

On entend par production d’énergie, la transformation successive des énergies principales et primaires : terre, eau, air et soleil. Les énergies consommées par les activités humaines sont donc des énergies dérivées de celles de la terre (charbon, pétrole, gaz naturel, uranium…), de l’eau, de l’air (le vent) et du soleil.

L’énergie électrique thermique, nucléaire, hydroélectrique, éolienne ou solaire est produite à partir des sources d’énergies primaires et est indispensable pour les activités humaines.

Les sociétés industrielles qui produisent, transportent et distribuent l’électricité se donnent pour mission de fournir à l’ensemble des consommateurs l’énergie dont ils ont besoin. Dans la plupart de leurs cahiers des charges, cet approvisionnement doit être continu et sans interruption.

La découverte en 1831 par Michael Faraday (1791-1867, physicien et chimiste britannique) des phénomènes d’induction électromagnétique suivant ainsi les travaux d’André-Marie Ampère (mathématicien, physicien, chimiste et philosophe français, 1775-1836) lui a permis de construire des générateurs de tensions et de courant électrique alternatif. Ces machines tournantes ou alternateurs ont été perfectionnées d’année en année et nous sont encore utiles de nos jours.

L’alternateur est constitué d’une part, d’un rotor, un aimant, appelé l’inducteur du champ électromagnétique (partie tournante) et d’autre part, d’un stator, constitué de bobines, appelé l’induit (partie fixe).

Ainsi constitué, l’alternateur transforme l’énergie cinétique fournie au rotor en énergie électrique, à courant alternatif, de fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation.

L’énergie électrique, dans la majeure partie des cas, est produite par des alternateurs.

Les centrales électriques thermiques fonctionnant au charbon, au gaz, au fioul ; les centrales nucléaires utilisant l’uranium comme « combustible » ; les centrales hydroélectriques utilisant la force de l’eau ; les éoliennes, celle du vent ; toutes ont pour but de faire tourner le rotor de l’alternateur afin de produire l’électricité.

Dans les centrales électriques thermiques à vapeur ou nucléaires, une turbine est couplée à un alternateur. Il en est de même des turbines à gaz et des groupes électrogènes dont les moteurs font tourner le rotor de l’alternateur. Dans les centrales hydroélectriques, les turbines sont également couplées aux alternateurs ainsi que les hélices des éoliennes.

Le système de production d’énergie solaire, quant à lui, n’a ni turbine ni alternateur, son fonctionnement ne suit pas le principe de Faraday, mais celui celui d’Antoine-César Becquerel (Physicien français 1788-1878).

Les centrales occupent des superficies importantes et sont généralement implantées loin des villes et des lieux de consommation.

Le transport et la distribution de l’énergie produite sont le plus souvent assurés par des réseaux interconnectés de lignes électriques aériennes et souterraines de très haute tension (THT), haute tension (HT), moyenne tension (MT) et basse tension (BT) pour alimenter les abonnés.

La production, le transport et la distribution de l’énergie électrique ne sont pas sans dommage pour l’environnement. Ils impactent négativement la terre, l’eau et l’air créant des problèmes sociologiques, économiques et sociaux que l’on cherche tant bien que mal à résoudre.

 

A - La production d’énergie électrique et les impacts environnementaux

 

II - La production d’énergie électrique sans machine tournante

1. Production d’électricité par le système solaire photovoltaïque

Le système solaire photovoltaïque de production d’énergie ne fonctionne pas selon le principe de Michael Faraday relatif aux machines tournantes. Il suit le principe d’Antoine Becquerel qui, en 1839, a publié un mémoire sur les effets électriques produits sous l’influence des rayons solaires.

L’effet photovoltaïque est découvert en 1877 par W. G. Adams et R. E. Day et la mise au point du premier panneau photovoltaïque par C. Fritts. Albert Einstein publie un article sur l’effet photoélectrique en 1905 ; ce qui lui a valu un prix Nobel en 1921.

Les États-Unis ont mis en orbite en 1959, Vanguard, le premier satellite alimenté par des cellules photovoltaïques.

Le système d’énergie solaire photovoltaïque est statique et n’inclut ni turbine ni alternateur.

Ce système est composé uniquement de panneaux photovoltaïques qui comprennent des cellules de silicium. Certains matériaux, comme le silicium, possèdent la propriété de générer de l’électricité lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil.

La lumière du soleil contient des photons, l’énergie...