Une énergie renouvelable est une source d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être considérée comme inépuisable à l'échelle de temps humaine. Les énergies renouvelables sont issues de phénomènes naturels réguliers ou constants provoqués par les astres, principalement le Soleil ((pourcentage en masse)) (rayonnement), mais aussi la Lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite naturel de la Terre. Par sa visibilité et ses...) (marée) et la Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant du Soleil.) (énergie géothermique).

Soulignons que le caractère renouvelable d'une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) dépend non seulement de la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) à laquelle la source se régénère, mais aussi de la vitesse à laquelle elle est consommée. Par exemple, le bois est une énergie renouvelable (Une énergie renouvelable est une source d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être considérée comme inépuisable à l'échelle de temps humaine. Les énergies renouvelables sont issues de phénomènes naturels réguliers ou constants...) tant qu'on abat moins d'arbres qu'il n'en pousse (Pousse est le nom donné à une course automobile illégale à la Réunion.). Le comportement des consommateurs d'énergie est donc un facteur à prendre en compte dans cette définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions...).

La notion d'énergie renouvelable est souvent confondue avec celle d'énergie propre ; Or, même si une énergie peut être à la fois renouvelable et propre, toutes les énergies renouvelables ne sont pas nécessairement propres : par exemple, certains fluides frigorifique utilisés dans les circuits des pompes à chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) géothermiques sont des gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi indépendants (pour plus de détails, voir gaz...) qui, en cas de fuite, contribuent à l'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel de réchauffement de l'atmosphère qui intervient dans le bilan radiatif de la Terre. Il est dû aux gaz à effet de serre (GES) contenus dans...) détruisant aussi la couche d’ozone.

Les énergies renouvelables (bois, solaire, hydroélectricité...) sont tous issues de l'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de...), cas à part : la géothermie (La géothermie, du grec γ? (la terre) et θερμ?ς (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à l'exploiter....) et les marées. Hormis l'énergie marémotrice (L'énergie marémotrice est issue du mouvement de l'eau créé par les marées, causées par l'effet conjugué des forces de gravitation de la Lune et du Soleil. Elle est utilisée soit sous forme d'énergie potentielle -...) provenant des forces d'attractions combinées du Soleil et de la Lune, toutes les énergies renouvelables ont donc pour origine l'énergie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) naturelle, provenant : soit du soleil, due à la fusion nucléaire (La fusion nucléaire (dite parfois thermonucléaire) est, avec la fission, l'un des deux principaux types de réactions nucléaires appliquées. Il ne faut...) de l'hydrogène), soit de la Terre, due à la désintégration naturelle des roches de la croûte terrestre).

Le pétrole (Le pétrole, du latin petra pierre et oleum huile (soit « huile de pierre »), est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. Énergie fossile, son exploitation est l’un...), le gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures trouvé naturellement sous forme gazeuse. C'est la deuxième source d'énergie la plus utilisée dans le monde après le pétrole et son usage se développe rapidement.) et le charbon ne sont pas des énergies renouvelables car il faudra des millions d'années pour reconstituer les stocks d'énergie fossile (L'énergie fossile désigne l'énergie que l'on produit à partir de roches issues de la fossilisation des êtres vivants : pétrole, gaz naturel et...) que l'on consomme actuellement. De même, l'énergie nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) actuelle, issue de la fission des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) d'uranium (Table complète - Table étendue), ne peut pas être considérée une énergie renouvelable, la réserve d'uranium disponible sur Terre étant limitée. Seul les réacteurs à fusions, en cours d'expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de l'affiner. Elle est pratiquée...), dont le carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) (des isotopes de l'hydrogène (Table complète - Table étendue) présents dans l'eau (L’eau (que l'on peut aussi appeler oxyde de dihydrogène, hydroxyde d'hydrogène ou acide hydroxyque) est un composé chimique simple, mais avec des propriétés complexes à cause...) des océans de façon quasi illimité à l'échelle humaine, seraient des moyens de productions d'énergie utilisant une énergie renouvelable.

Histoire

Combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) du bois

Le début de l'utilisation du bois comme combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion.), ou bois énergie (Le bois énergie se dit de toutes les applications du bois en tant que combustible.), est contemporain de la maîtrise du feu. Le bois est utilisé comme source d'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. Les transferts d'énergie thermique entre...) afin de chauffer et de cuisiner, mais aussi de déshydrater ou de fumer les aliments pour mieux les conserver.

Par la suite, on a découvert qu'une combustion lente et partielle du bois avec un apport minime d'oxygène permettait de produire du charbon de bois (Le charbon de bois est obtenu en carbonisant du bois de manière contrôlée en l'absence d'oxygène. Le procédé permet de retirer du bois, son humidité et toute matière...). Ce dernier fournit plus de chaleur que le bois et représente une source d'énergie plus compacte. C'est également une source de carbone (Table complète - Table étendue) plus pure, ce qui le rend utile dans la métallurgie (La métallurgie est la science des matériaux qui étudie les métaux, leurs élaborations, leurs propriétés, leurs traitements.) du fer pour la production de fonte et d'acier (L'acier est un alliage à base de fer additionné d'un faible pourcentage de carbone (de 0,008 à environ 2,14 % en masse). La teneur en carbone a une...). Cependant, le charbon de bois n'est pas une source d'énergie efficace, sauf à récupérer la grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) d'énergie du bois perdue lors de sa fabrication.

La sylviculture pour production de bois de chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau, un être vivant pour lui procurer du confort.) est en concurrence avec les usages alimentaires des surfaces cultivables et est consommatrice d'eau virtuelle.

Énergie hydraulique (L'énergie hydraulique est l'énergie mise en jeu lors du déplacement ou de l'accumulation d'un fluide incompressible telle que l'huile, l'eau douce ou l'eau de mer.)

De nombreuses civilisations se sont servies de la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) de l'eau, qui représentait une des sources d'énergie les plus importantes avant l'ère de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les phénomènes...). Un exemple connu est celui des moulins à eau, placés le long des rivières. Aujourd'hui, bien que de nombreux sites aient été parfaitement équipés, cela ne suffit plus à compenser l'augmentation vertigineuse de la consommation. De nos jours l'énergie hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs domaines :) est utilisée au niveau des barrages et sert principalement à la production d'électricité.

Énergie éolienne (L'énergie éolienne est l'énergie du vent et plus spécifiquement, l'énergie tirée du vent au moyen d'un dispositif aérogénérateur ad hoc comme une éolienne ou un moulin à vent. L'énergie éolienne est une...)

Elle a été exploitée à l'origine à l'aide de moulins à vent équipés de pales en forme de voile, comme ceux que l'ont peut voir aux Pays-Bas ou encore ceux mentionnés dans Don Quichotte. Ces moulins permettaient de pomper l'eau ou d'actionner des meules pour moudre le grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de précipitations. Il se produit généralement au passage d'une...). Aujourd'hui, on retrouve ce système dans des éoliennes de pompage. Plus petites et possédant plus de pales qu'un moulin (Un moulin, du latin molinum issu de mola meule, est une machine destinée à moudre les grains de céréale en farine.) traditionnel, elles tournent plus rapidement. On peut en trouver notamment dans les grandes plaines des États-Unis.

Une autre utilisation ancestrale de l'énergie éolienne (Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement (dans le cas d'une éolienne de pompage), ou produire de l'électricité (dans le cas d'un...), bien plus ancienne encore que les moulins à vent, est la force propulsive du vent, utilisée dès l'Antiquité pour se déplacer sur l'eau avec des bateaux à voile, comme en témoigne la Barque ( Photo d'une barque Types de bateaux Une barque est un petit bateau mû à la voile, à la rame ou à moteur. « Barque » désigne...) solaire de Khéops.

Énergie solaire passive

L'énergie solaire passive a depuis longtemps été utilisée comme source d'énergie dans l'architecture (L’architecture, terme issu du latin architectura, mot tiré du grec αρχιτεκτων (« maître-maçon ») de αρχι (« chef ») et...). Les technologies ont récemment évolué, permettant la réalisation de maisons solaires passives totalement optimisées d'un point (Graphie) de vue thermique (Le thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents...). Les performances peuvent plus ou moins s'approcher de l'autonomie énergétique selon l'investissement.

Énergie géothermique (La géothermie, du grec γ? (la terre) et θερμ?ς (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la...)

Les Grecs et les Romains de l'antiquité connaissaient déjà l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) de l'énergie géothermique, comme en témoignent les villes d'eau, "Aquae Sextiae", du Consul Sextius (Aix-en-Provence, Aix-les-Bains, Aix-la-Chapelle, ...), mais également les puits provençaux qu'ils construisaient pour climatiser leurs habitations.

Technologies environnementales

Énergie des végétaux

Il s'agit d'énergie solaire stockée sous forme organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) grâce à la photosynthèse. Cette énergie est exploitée par combustion. Cette énergie est considérée comme renouvelable si on admet que les quantités brûlées n'excèdent pas les quantités produites. On peut citer notamment le bois et les biocarburants.

Énergie solaire

• Énergie solaire thermique, production de chaleur, par conversion de l'énergie contenue dans le rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques aux rayons gamma en passant par la lumière...), très rentable pour le chauffage dans les régions ensoleillées.
• Energie solaire thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en...) ou heliothermodynamique ou encore thermosolaire , production de vapeur () à partir de la chaleur du soleil par concentration , puis conversion de la vapeur en électricité ,
• Énergie photovoltaïque, production d'électricité à partir de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 0,38 à 0,78 micron (380 nm à 780...), notamment à l'aide de panneaux solaires.
• Énergie solaire passive, utilisation directe de la lumière pour le chauffage.

Énergie de l'eau

• Énergie des vagues : utilise la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) du mouvement des vagues,
• Énergie marémotrice : issue du mouvement de l'eau créé par les marées (variations du niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.), courants de marée),
• Energie hydrolienne : Les hydroliennes utilisent les courants sous marins,
• Énergie maréthermique : produite en exploitant la différence de température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de son énergie thermique. Elle est définit par...) entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans,
• Énergie osmotique : La diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information),...) ionique provoquée par l'arrivée d'eau douce dans l'eau salée de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) est source d'énergie.^[1]

Énergie du vent

L' énergie éolienne est l'énergie du vent et plus spécifiquement, l'énergie tirée du vent au moyen d'un dispositif aérogénérateur (Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement (dans le cas d'une éolienne de...) ad hoc comme une éolienne ou un moulin à vent (Le moulin à vent est une installation destinée à produire de l'énergie mécanique à partir du vent. Devenu obsolète avec la généralisation de l'électricité,...).

Elle peut être utilisée de deux manières : de manière directe et indirecte.

• Conservation de l'énergie mécanique : le vent est utilisé pour faire avancer un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre, sur des distances variables.) (navire à voile ou char à voile), pour pomper de l'eau (moulins de Majorque, éoliennes de pompage pour abreuver le bétail) ou pour faire tourner la meule d'un moulin.
• Transformation en énergie électrique : l'éolienne est accouplée à un générateur électrique (Les générateurs électriques sont des dispositifs permettant de produire de l'énergie électrique à partir d'une autre forme d'énergie. Par opposition, un appareil qui consomme de l'énergie...) pour fabriquer un courant continu (Le courant continu (CC), par opposition au courant alternatif, est un courant électrique unidirectionnel : le courant circule à chaque instant dans le même sens, le déplacement des...) ou alternatif, le générateur est relié à un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node) l'extrémité d'une...) électrique ou bien il fonctionne de manière autonome avec un générateur d'appoint (par exemple un groupe électrogène) et/ou un parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à...) de batteries ou un autre dispositif de stockage d'énergie.

Énergie interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée...) de la Terre

Le principe consiste à extraire l’énergie géothermique contenue dans le sol pour l’utiliser sous forme de chauffage ou pour la transformer en électricité. La plus grande partie de la chaleur de la Terre est produite par la radioactivité (La radioactivité, terme inventé vers 1898 par Pierre Curie, est un phénomène physique naturel au cours duquel des noyaux atomiques instables se désintègrent en...) naturelle des roches qui constituent la croûte terrestre : c'est l'énergie nucléaire produite par la désintégration de l'uranium, du thorium et du potassium.

Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie présente l’avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent). Les gisements géothermiques ont une durée de vie de plusieurs dizaines d'années.

Cas particulier de l'hydrogène

L'hydrogène n'est pas une source d'énergie, mais un vecteur (En mathématiques, le vecteur est un objet véhiculant plus d'information que les nombres usuels, ou scalaires, et sur lequel on peut effectuer des opérations simples.) d'énergie. Ce paragraphe sur l'hydrogène n'a donc en principe pas sa place dans cet article. Il est tout de même intéressant d'en parler ici, car il pourrait à l'avenir remplacer les vecteurs d'énergie produits à partir du pétrole (essence, kérosène (Le kérosène est une coupe issue de la distillation atmosphérique du pétrole. Il est utilisé essentiellement dans la fabrication de carburant pour l'aviation (turboréacteurs et turbopropulseurs), notamment du Jet A1,...), diesel, etc.).

Vecteur d'énergie : réservoir d'énergie, permettant de stocker cette énergie (et si possible de la transporter) pour une utilisation future.

De nombreuses recherches sont actuellement faites pour développer la pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple l'hydrogène) couplée à la...), qui permet de créer de l'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel à...) à partir d'énergie chimique stockée dans des composés chimiques, dont l'hydrogène.

Dans le cadre du présent article sur les énergies renouvelables, il faut préciser que la production d'hydrogène nécessite de l'énergie. Par exemple: énergie électrique pour électrolyser l'eau en hydrogène et oxygène.

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Si l'énergie électrique est fournie par des centrales à combustibles fossiles, nucléaire ou non renouvelables, la pile à combustible n'est pas une énergie renouvelable.

En revanche, si la production d'électricité est renouvelable (hydroélectricité, photovoltaïque,...), la pile à combustible fournit une énergie renouvelable, le gisement solaire et le cycle de l'eau étant renouvelables. L'hydrogène est un vecteur de transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.) et de stockage d'énergie.

Énergies non renouvelables

Les principales sources d’énergies non-renouvelables sont les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel...) ou nucléaires (uranium, plutonium) et sont issus de gisements qui finiront par se tarir à plus ou moins longue échéance. L'échéance dépend principalement du rythme de consommation, et aussi des progrès techniques et scientifiques.

Toutefois, selon les experts de l'industrie nucléaire, une utilisation optimale des résidus de l'industrie nucléaire permettrait de réutiliser les combustibles usagés, de réduire les déchets ultimes, et de multiplier la ressource en uranium par un facteur 50 environ. La faisabilité industrielle d'une telle multiplication des ressources nucléaires n'est pas démontrée, mais cela fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les relations...) de recherches sur la fermeture (Le terme fermeture renvoie à :) du cycle, avec les réacteurs nucléaires de génération IV.

En outre, comme mentionné plus haut, si l'on parvient un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) à maîtriser la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules...) nucléaire pour la production d'énergie, il s'agira d'une énergie renouvelable, au sens que ses combustibles (les isotopes de l'hydrogène) sont présents en quantités illimitées, à l'échelle humaine, dans l'eau des océans. Bien entendu, énergie renouvelable ne signifie pas énergie propre : même si les produits de la fusion nucléaire (des isotopes de l'hélium) ne sont pas radioactifs, il est difficile d'évaluer aujourd'hui la propreté de futurs réacteurs de fusion nucléaire.

Avantages escomptés

Les énergies renouvelables associent des avantages sur le plan environnemental, social, économique, ainsi que géopolitiques.

Avantages sur le plan environnemental

• L'énergie renouvelable n'est pas limitée par l'épuisement de son gisement (sauf pour la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des matières organiques pouvant...), comme le bois). Elle connait toutefois d'autres limites (superficie nécessaire, infrastructures, rendement, intermittence, stockage, etc).
• La production de gaz à effet de serre est très inférieure à celle des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz)^[2]. Dans le cas de la biomasse, le gaz carbonique produit par la conversion thermochimique (combustion) du méthane (Le méthane (R50) est un hydrocarbure de la famille des alcanes.), 10 fois plus nocif du point de vue "effet de serre", et est normalement compensé par la réabsorption par la flore.
• Les déchets produits par un système de production d'énergie renouvelable sont essentiellement des déchets de démantèlement des installations de production en fin de vie, au contraire des centrales thermiques à hydrocarbures ou nucléaires.
• De façon "cachée", les énergies renouvelables émettent toutefois des gaz à effet de serre, notamment lors de la production des dispositifs d'exploitation énergétiques (panneaux solaires, éoliennes, etc). Ces émissions sont très inférieures à celles des énergies fossiles, mais du même ordre de grandeur que celles de l'électricité d'origine nucléaire^[3].

Avantages sur le plan social

• Les impacts en cas d'accident grave sont plus facilement maîtrisables que ceux de l'industrie électronucléaire ou pétrolière^{[réf. nécessaire]}, à l'exception notable des barrages hydroélectriques  : les accidents liés à l'hydroélectrique ont fait plus de morts que ceux liés à l'électronucléaire d'après Jancovici.
• Les ressources exploitées sont locales, permettant ainsi un développement local des territoires : cohésion du territoire, pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste...) en développement, emplois non délocalisables.^{[réf. nécessaire]}
• Les déchets sont peu dangereux.^{[réf. nécessaire]}

Avantages sur le plan économique

• Il y a une valeur carbone pour ce type d'énergie.
• Le démantèlement des systèmes de production d'énergie renouvelable est facile, rapide et peu coûteux.^{[réf. nécessaire]}
• Les déchets sont peu coûteux.^{[réf. nécessaire]}

Avantages sur le plan géopolitique (La géopolitique est une science humaine qui, étymologiquement, se propose d'étudier les implications politiques de la géographie.)

Les énergies renouvelables améliorent l'indépendance énergétique.

Contraintes et limites

Aujourd'hui, on assimile souvent le terme d'énergie renouvelable à celui d'énergie propre (Une énergie propre ou énergie verte est une source d'énergie dont l'exploitation ne produit que des quantités négligeables de polluants par rapport à d'autres sources plus répandues et considerées comme plus polluantes. Le concept d'énergie...). Au sens strict, la définition est différente : une énergie propre ne produit pas de polluant, ou bien elle produit des polluants qui disparaissent rapidement. Par conséquent, une énergie renouvelable n'est pas nécessairement propre, et inversement. On peut citer le cas de la biomasse. L'énergie issue de la combustion de la biomasse est propre à condition que la consommation ne soit pas excessive et permette à la flore de réabsorber tout le dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone (appelé parfois, de façon impropre « gaz carbonique ») est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la formule brute est : CO2.) dégagé.

Les énergies renouvelables ne suffiront pas à limiter le réchauffement climatique

Les énergies propres et renouvelables sont parfois présentées comme une solution au problème du réchauffement climatique. Il faudrait pour cela pouvoir développer suffisamment les énergies renouvelables pour pouvoir diminuer la consommation absolue (et non relative) d'énergies fossiles. Or la production d'énergie d'origine renouvelable est limitée par son rendement, son stockage, la superficie (L'aire ou la superficie est la dimension d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette dimension par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de la « surface d'un carré » alors...) ou les infrastructures nécessaires. Exprimé autrement, le développement des énergies renouvelables est nécessaire mais, selon les experts^[4], ne suffira pas à éviter une importante diminution des consommations d'énergie : malgré les renouvelables, des changements de nos modes de vie sont nécessaires^[5].

Conditions géographiques

La production d'énergie renouvelable, reposant sur l'exploitation de phénomènes naturels, requiert certaines conditions géographiques, comme par exemple la présence d'un vent suffisamment puissant pour permettre l'utilisation d'éoliennes. Certains pays ou certaines régions peuvent par conséquent être défavorisés.

Une difficulté inhérente aux énergies renouvelables est leur nature diffuse et leur irrégularité (à l'exception de l'énergie géothermique, qui n'est cependant accessible que là où la croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre. C'est la partie supérieure de la lithosphère (qui constitue les plaques tectoniques).) est mince, comme les sources chaudes et les geysers). Puisque les sources d'énergie renouvelable fournissent une énergie d'une intensité relativement faible répartie sur de grandes surfaces, de nouveaux genres de " centrales " sont nécessaires pour les convertir en sources utilisables. Pour mieux comprendre la " faible intensité sur de grandes surfaces ", il convient de noter que pour produire 1 000 kWh d'électricité par an (consommation annuelle par habitant dans les pays occidentaux), le propriétaire d'une habitation en Europe (L’Europe est considérée comme un continent ou une partie de l’Eurasie (péninsule occidentale), voire de l’Eurafrasie, selon le point de vue. Elle est parfois qualifiée de « Vieux Continent » (ou...) nuageuse doit installer huit mètres carrés de panneaux solaires (en supposant une efficacité énergétique (En physique et ingénierie mécanique, l'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est un nombre sans dimension, qui est le rapport entre ce qui peut être récupéré...) moyenne (Il y a plusieurs façon de calculer une moyenne d'un ensemble de nombres. Celle qu'il convient de retenir dépend de la grandeur physique que représentent ces nombres. Lorsque, dans le langage courant, on parle de moyenne, on...) de 12,5%).

Intégration dans le paysage (Une définition de paysage aujourd'hui largement partagée est celle contenue dans la Convention européenne du paysage, adoptée sous les auspices du Conseil de l'Europe en 2000. Selon cette définition "paysage désigne une partie de...)

La construction des installations nécessaires a parfois un impact sur le paysage. On cite souvent les éoliennes, et dans une moindre mesure les toitures solaires. C'est pourquoi des efforts sont faits pour tenter d'intégrer ces installations dans le paysage (peindre les éoliennes en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur,...) par exemple si toutefois les oiseaux peuvent les distinguer !).

Risques pour la faune

La construction d'un barrage (Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à en retenir l'eau. Par extension, on appelle barrage tout obstacle placé sur un axe de communication et destiné à permettre un...) hydroélectrique a des conséquences lourdes : inondation (Le terme inondation fait traditionnellement référence au débordement d'un cours d'eau qui submerge les terrains voisins. Il doit évidemment être étendu aux débordements des ouvrages artificiels...) de vallées entières, modification profonde de l'écosystème local. De plus, les barrages hydroélectriques font obstacle à la migration des poissons, ce qui représente un problème pour les fleuves du nord-ouest de l'Amérique du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), où les populations de saumons ont été réduites de manière importante.

On a également accusé les éoliennes de représenter un danger pour les oiseaux (bien qu'une éolienne tue 0 à 3 oiseaux par an alors qu'un kilomètre de ligne à haute tension (Les lignes à haute tension sont les lignes principales des réseaux de transport d'électricité. Elles peuvent être aussi bien aériennes que souterraines ou sous-marines, quoique les professionnels réservent...) en tue plusieurs dizaines par an, il y en a 100 000 km en France). En fait, il semblerait que le plus gros risque soit pour les chauves-souris, dont on retrouve régulièrement des cadavres sur les sites éoliens, y compris des espèces protégées. Pour l'instant, les causes de ces collisions avec les éoliennes ne sont pas encore bien identifiées. Certains ont pensé que les mouvements de pales interféraient avec les ultrasons, mais cette hypothèse n'a pas encore été vérifiée.

Stockage et distribution

Un des grands problèmes avec l'énergie, c'est le transport dans le temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les éléments qui le composent bougent, se transforment et évoluent pour l'observateur qu'est l'homme. Si on considère l'Univers comme un...) ou l'espace. C'est particulièrement vrai avec les énergies renouvelables qui dépendent du climat et varient énormément dans le temps.

L'énergie solaire et ses dérivés (vent, chute d'eau, etc.) n'est pas disponible à la demande, il est donc nécessaire de compenser, en disposant d'un stockage suffisant, auprès du consommateur, du producteur, ou à travers un réseau d'échange (similaire à l'ancien réseau de distribution).

Des exemples d'une utilisation directe d'énergie renouvelable sont les fours solaires, les pompes à chaleur géothermiques, et les moulins à vent mécaniques. Des exemples d'une utilisation indirecte, passant par d'autres formes d'énergie, sont la production d'électricité par des éoliennes ou des cellules photovoltaïques, ou la production de carburants tels que l'éthanol issu de la biomasse (Voir biocarburant).

L'utilisation de l'énergie renouvelable, qui peut souvent être produite " sur place ", diminue les appels aux systèmes de distribution de l'électricité. Un ménage moyen disposant d'un système solaire (Le système solaire est le nom donné au système planétaire composé du Soleil et des objets célestes gravitant autour de lui. Par extension, le terme système solaire peut parfois être employé pour désigner d’autres systèmes planétaires.) photovoltaïque avec du stockage d'énergie, et de panneaux solaires de la bonne taille, n'a besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois...) de recourir à des sources d'électricité extérieures que quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) par semaine. En généralisant cet exemple, les partisans de l'énergie renouvelable pensent que les systèmes de distribution d'électricité (lignes THT, transformateurs, ...) devraient être moins importants et plus faciles à maîtriser.

Dans les pays fortement industrialisés, la plupart des consommateurs et producteurs d'énergie sont reliés à un réseau électrique qui peut assurer des échanges d'un bout à l'autre d'un pays ou entre pays. Un réseau fortement interconnecté à échelle continentale permettrait, à condition d'être convenablement dimensionné et administré, de réduire les aléas de production et de consommation, grâce à la multiplication des sources de production disponibles et au recouvrement (Un recouvrement d'un ensemble X est un ensemble P de sous-ensembles non vides de X tel que l'union de ces sous-ensembles soit égal à X. Autrement dit P...) de plages horaires d'utilisation différentes. Le problème de l'intermittence du vent deviendrait ainsi moins critique (voir Débat (Un débat est une discussion (constructive) sur un sujet, précis ou de fond, annoncé à l'avance, à laquelle prennent part des individus ayant des avis, idées, réflexions ou opinions divergentes pour le...) sur l'énergie éolienne). La diversification des sources pourrait également autoriser des complémentarités intéressantes.

Contraintes économiques et organisationnelles

• La mise en œuvre concrète doit se plier aux contraintes des marchés. La logique des fonds de placement n'est pas toujours une logique d'investissement.

• Les agents économiques concernés sont dispersés. Il faut les rassembler et imaginer des conditions d'organisation (Une organisation est) adaptées : contrats de filière ( Une filière est une suite de formalités, d'emplois à remplir avant d'arriver à un certain résultat : la filière administrative. En gestion des ressources humaines, on parle de filière métier. Une filière est,...), contrats territoriaux,… Tout reste à faire pour la définition des filières industrielles.

Rentabilité économique

La mise en œuvre d'une filière d'énergie renouvelable nécessite de faire un bilan économique. La mise en place des permis d'émission de gaz à effet de serre (voir bourse du carbone) rend ces filières rentables.

Les rentabilités économiques escomptées sont très fortes : on attend des taux de 12 % ce qui est exceptionnel.

Cependant, on ne sait pas exactement quelles seront les rentabilités comparées en fonction des procédés techniques employés. Les filières industrielles n'ont pas encore été mises en œuvre à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande...). Il faut imaginer des filières intégrées. On commence à avoir des retours d'expérience, mais il peut toujours survenir des difficultés inattendues.

Situation actuelle

Aujourd'hui, les énergies renouvelables représentent 13,5 % de la consommation totale d’énergie comptabilisée dans le monde (Le mot monde peut désigner :) et 18 % de la production mondiale d'électricité ^[6]. La biomasse et les déchets assurent l’essentiel de cette production (10,6%). ^[6]

La production électrique renouvelable provient principalement de l’hydraulique (90 %). Le reste est très marginal : biomasse 5,5%, géothermie 1,5%, éolien 0,5% et le solaire 0,05%.

Les pompes à chaleur géothermiques se développent également de manière importante. Elles sont parfois considérées comme des sources d’énergie renouvelable (une partie de l’énergie qu’elles fournissent provient de la Terre, du soleil et du vent) ou des systèmes efficaces de production de chaleur (elles assurent une production d’énergie thermique supérieure à l’énergie électrique consommée), mais elles ne sont pas toujours considérées comme des énergies vertes en raison de la grande quantité d'électricité qu'elles consomment.

Situation de la France et de ses partenaires européens

Le développement des énergies renouvelables est un des éléments importants de la politique énergétique de l’Union Européenne. Le livre blanc de 1997 fixe l’objectif de 12 % d’énergie renouvelable pour l’Union en 2010. Par la suite, des directives sont venues préciser cet objectif :

• La directive électricité renouvelable (2001) fixe l’objectif indicatif de 21 % d’électricité renouvelable dans la consommation brute de l'Union en 2010 (l’objectif assigné à la France est également de 21 %)
• La directive biocarburant (Les biocarburants (ou agrocarburants) au sens strict sont des carburants liquides produits à partir de plantes cultivées. Suivant les filières, on cherche à produire de l'huile ou de l'alcool par fermentation alcoolique de sucres ou...) (2003) donne des objectifs indicatifs de 5,75 % de substitution par les biocarburants pour 2010
• La Commission étudie actuellement la possibilité d’une directive chaleur renouvelable

Les différents pays de l'Union ont donc mis en place des politiques plus ou moins volontaristes en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. Elle...) d’énergies renouvelables en associant des mesures économiques, légales et sociales.

Le Danemark était le leader de l'électricité éolienne et reste le pays qui produit les niveaux les plus élevés d'électricité à partir du vent. Mais l'Allemagne a commencé à accroitre sérieusement sa capacité éolienne au milieu des années 1990 avec l'application des subventions et des prêts bon marché, et a maintenant plus d'un tiers de toute la capacité de production éolienne du monde.

Sur l'utilité mais aussi les limites de l'énergie éolienne, un expert analyse^[7] que " les champions de l'éolien que sont l'Allemagne et le Danemark ont obtenu, respectivement, 0,1% et 1,3% de leur énergie totale par ce moyen en 1999 (source IEA). Au Danemark, qui a probablement l'un des plus forts taux d'énergie éolienne au monde, la consommation d'énergie a augmenté, sur la décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.) 1990, de... 1,3% par an en moyenne (source IEA). Dix ans d'efforts dans l'éolien ont tout juste servi à "absorber" une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) de hausse de la consommation d'énergie, et pour cela, il a fallu en mettre des machines ! "

L'Espagne a commencé récemment la production d'énergie éolienne, mais dès 2002 a rattrapé les États-Unis pour devenir le pays avec le deuxième niveau le plus élevé pour la capacité installée d'énergie éolienne.

L’Autriche, la Grèce et l'Allemagne sont en tête dans le domaine de la production de chaleur solaire. L’Espagne devrait bientôt connaitre un boum grâce à l’élargissement à l’ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) de son territoire de l’Ordonnance Solaire de Barcelone (Barcelone (Barcelona en catalan et en castillan) est une commune de Catalogne - Espagne, située dans la province de Barcelone. Elle est la capitale historique, administrative et économique de la Catalogne. Elle est aussi capitale de la...) (obligation d’installer un chauffe-eau solaire sur toute nouvelle construction d’habitation collective ou lors de rénovations). Les succès de ces pays sont en partie basés sur leurs avantages géographiques, bien qu'il vaille la peine de noter que l'Allemagne n'a pas de particulièrement bonnes ressources en soleil ou en vent (beaucoup plus mauvaises par exemple que l'Angleterre, où les politiques ont eu beaucoup moins de succès). D'autres facteurs ont ainsi joué un rôle important dans son engagement dans le développement des énergies renouvelables.

La France produit 6% de son énergie à partir de sources renouvelables, 4 % provenant de la biomasse (essentiellement bois énergie) et 2 % de l’hydraulique. L’éolien, en revanche, est encore très peu développé malgré des taux de croissance annuels voisins de 100 %. De même la France compte parmi les mauvais élèves européens en matière de surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent abusivement confondu avec sa mesure - l'aire ou la superficie.) solaire installée par habitant. Cependant des systèmes d’aides devraient pouvoir améliorer la situation :

• Pour le particulier, des aides de 50 % du coût du matériel sont proposées pour l’installation d’appareil utilisant les énergies renouvelables (chauffe-eau solaire, chauffage bois, …) par le système du crédit d’impôt. De plus, la plupart des Conseils régionaux, ainsi que quelques conseils généraux et municipalités offrent des subventions. Liste des aides disponibles
• Pour soutenir la production d’électricité d’origine renouvelable, c’est le principe du tarif d’achat qui a été retenu : chaque kWh électrique renouvelable est acheté à un prix fixé à l’avance et sur une durée déterminée. Ce système assure aux investisseurs une visibilité nécessaire pour l’émergence de nouvelles technologies. La révision à la hausse de ces tarifs le 10 juillet 2006 rend les professionnels optimistes sur le développement de l’électricité renouvelable, en particulier du photovoltaïque. Tarifs d’achat de l’électricité renouvelable en France

En France, on impute traditionnellement le retard pris dans le développement des énergies renouvelables (comme l'éolien ou le solaire photovoltaïque) à l'accent mis sur l'énergie nucléaire et l'hydraulique, mais il ne faut pas négliger les freins sociaux : encore aujourd'hui, les programmes immobiliers individuels ou collectifs, privés ou publics, ne laissent qu'une place tout à fait marginale aux systèmes de captation de l'énergie solaire (ce qui oriente le parc immobilier pour les prochaines décennies).

Énergies renouvelables en Europe

	1985	1990	1994	2003	2004
Union Européenne	5,61	5,1	5,4	6,0	7,3
Allemagne	2,1	2,1	1,8	3,4	3,5
Autriche	24,2	22,8	23,7	20,3	23,4
Belgique	1,0	1,0	0,8	1,9	2,0
Chypre				1,5	1,6
Danemark	4,5	6,3	6,5	13,3	15,6
Espagne	8,8	6,7	6,5	7,0	6,9
Estonie				9,5	11,3
Finlande	18,3	16,7	18,3	21,2	27,7
France	7,2	6,3	8,0	6,4	6,7
Grèce	8,8	7,1	7,2	5,1	5,2
Hongrie				3,4	3,7
Irlande	1,8	1,7	1,6	1,7	1,7
Italie	5,6	4,6	5,5	5,9	6,1
Lettonie				33,4	44,8
Luxembourg	1,3	1,2	1,3	1,4	1,3
Malte				0,0	0,0
Pays-Bas	1,4	1,4	1,4	2,5	2,6
Pologne				5,4	5,9
Portugal	25,1	17,5	16,6	17,0	18,2
République Tchèque				2,8	3,6
Royaume-Uni	0,5	0,5	0,7	1,4	1,4
Slovaquie				3,3	3,5
Slovénie				10,5	12,0
Suède	24,4	24,9	24,0	26,3	31,2
Roumanie				9,9	?
Bulgarie				4,9	?
Islande				72,8	?
Norvège				47,3	?
Turquie				12,6	?

Sources :

• Europa.eu et Agence européenne pour l’Environnement, Copyright EEA, Copenhagen, (2006)
• Pour 2004, les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) sont issues du BMU (Bundesministerium für Umwelt, le Ministère de l'Environnement Allemand). Elles ne concernent que l'Union Européenne des 25.

Électricité renouvelable dans le monde

Classement des pays dans la production d'énergie renouvelable électrique en 2000 (ce classement illustre la quantité d’énergie produite, pas la part d’énergie renouvelable dans la consommation nationale) :

	Hydroélectrique	Géothermique	Éolien	Solaire
1.	Canada	États-Unis	Allemagne	Japon
2.	États-Unis	Philippines	États-Unis	Allemagne
3.	Brésil	Italie	Espagne	États-Unis
4.	Chine	Mexique	Danemark	Inde
5.	Russie	Indonésie	Inde	Australie

Organisations professionnelles et Associations

En France

• Comité de liaison des énergies renouvelables (CLER)
• Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (ADEME)
• Syndicat des énergies renouvelables (Le Syndicat des Énergies Renouvelables (SER) est un organisme français créé en 1993 (il se nommait alors SIPROFER) pour :)
• Caisse (Les caisses en bois servent à emballer des produits en plusieurs pièces, qui doivent être livrées ensembles.) des dépôts

En Allemagne

• Conférence internationale pour les énergies renouvelables

En Suisse

• Association pour le développement des énergies renouvelables (ADER)