Sources d'énergie : types, classifications et combustibles

Types d'énergie

Énergie chimique. Elle correspond à l'énergie contenue dans les atomes qui forment des molécules.

Électricité. Elle résulte du mouvement des charges électriques.

Énergie nucléaire. C'est l'énergie qui maintient ensemble les particules dans le noyau des atomes.

Énergie rayonnante. Il s'agit de l'énergie transportée par les ondes électromagnétiques.

Énergie sonore. Mouvement de vibration qui se propage à travers les molécules de l'air.

Ressources (puissance). Ce sont les ressources naturelles à partir desquelles on peut obtenir de l'énergie pour produire de la chaleur, de la lumière et de la puissance.

Classification des sources d'énergie selon la nature

Sources primaires et secondaires

Primaires. Elles se trouvent dans la nature : charbon, bois, eau, pétrole, etc.

Secondaires. Obtenues à partir de sources primaires : électricité, essence, etc.

Selon les réserves disponibles

Énergies renouvelables. Leurs réserves sont pratiquement illimitées car elles se régénèrent : le soleil, le vent, l'eau, etc.

Énergies non renouvelables. Leurs réserves sont limitées : charbon, pétrole, gaz naturel, uranium, etc.

Selon le niveau d'utilisation

Conventionnel. Qui produit la majeure partie de l'énergie pour la société : pétrole, gaz naturel, charbon, etc.

Non conventionnel. Qui produit une fraction de l'énergie totale consommée par la société : par exemple l'éolien (vent).

Combustibles : définitions et types

Combustible. Matériaux ou substances qui se combinent avec l'oxygène pour produire de l'énergie thermique.

• Solides : charbon, lignite, anthracite, etc.
• Liquides : pétrole, méthanol, etc.
• Gaz : gaz naturel, gaz de pétrole, etc.

Pouvoir calorifique

Définition. Le pouvoir calorifique est l'énergie émise par un combustible lors de sa combustion.

Capacité thermique. Quantité de chaleur reçue par une substance pour élever sa température.

Types de charbon

• Lignites : pouvoir calorifique faible, situés aux faibles profondeurs (ex. ≈ 1 000 mètres) et souvent exploités en mines à ciel ouvert.
• Charbon (houille) : pouvoir calorifique élevé, bonne imperméabilité à l'eau et distillation facile. Exemples situés à des profondeurs d'environ 3 000 mètres.
• Anthracite : charbons les plus âgés et de plus haute valeur calorifique, souvent situés à de grandes profondeurs (ex. ≈ 6 000 mètres) et présents en faible quantité.

Demandes et usages du charbon

Usages comme combustible pour usage général. Le charbon peut être utilisé directement sans subir de transformation.

Distillation sèche. Le charbon est soumis à des températures élevées pour produire divers sous-produits.

• Coke : combustible utilisé dans l'industrie sidérurgique.
• Gaz ville : utilisé comme combustible domestique.
• Produits chimiques : huiles et goudrons légers issus de la distillation.

Processus de gazéification. Réaction du charbon avec de la vapeur chaude pour produire des gaz de synthèse, par exemple le gaz naturel synthétique ou d'autres hydrocarbures soumis à des pressions élevées.

Le pétrole : caractéristiques et origine

Pétrole. Liquide de couleur variable, moins dense que l'eau, composé d'un mélange d'hydrocarbures. Le pétrole brut n'a pas d'application directe : il faut séparer ses composants par distillation.

Origine du pétrole

Sa formation a commencé il y a environ 600 millions d'années par l'accumulation de micro-organismes composant le plancton marin. La matière organique a été piégée dans les sédiments et a subi différentes phases :

• Action de bactéries aérobies (organismes microscopiques ayant besoin d'oxygène).
• Action de bactéries anaérobies (organismes microscopiques n'ayant pas besoin d'oxygène).

Le liquide a pu migrer à travers des roches jusqu'à atteindre des roches imperméables où il forme des gisements ou des poches de pétrole.

Localisation et extraction

Pour extraire le pétrole, il faut forer : on construit une tour de forage et on réalise un puits d'essai, qui est une structure métallique. Une fois traversées les couches rocheuses, si des nappes de pétrole sont trouvées, elles sont ouvertes pour déterminer la présence d'un gisement et analyser la quantité de brut obtenue. Si l'évaluation est positive, l'extraction peut être naturelle ou artificielle :

• Extraction naturelle : le pétrole est poussé à travers le puits et remonte spontanément en surface.
• Extraction artificielle : on injecte de l'eau ou on utilise des pompes pour forcer le pétrole à remonter à la surface.