C'est avec l'évolution de la société rurale vers une société de consommation, de confort et de technologies que la demande en énergie a été décuplée. Les deux types d'énergies utilisables sont essentiellement représentées par l'énergie électrique (foyers, commerces, industries, services publics) et l'énergie thermique (transports). Ces deux types d'énergie sont produites par le biais de la transformation des énergies fossiles (combustion), l'énergie hydraulique (turbinage du débit des cours d'eau) et l'énergie nucléaire (fission d'atomes). Outre le problème des rendements énergétiques, ce sont les effets secondaires de cette transformation (point crucial du développement durable) soit la production de déchets ou la modification des milieux naturels qui représentent un point crucial dans le cadre du développement durable. Il existe de nos jours des énergies propres et renouvelables, telles que l'énergie solaire, l'énergie éolienne, les énergies élémentaire (hydrogène) et les biocarburants. Malheureusement, et bien que ces énergies se développent aux vues de l'alarmant réchauffement climatique et de la diminution des stocks d'energies fossiles, ce sont des énergies qui restent encore difficilement accessible pour tout un chacun, que se soit en terme pratique ou financier. La France reste attentive aux problématiques environnementales puisqu'elle a ratifié le protocole de Kyoto relatif aux émissions de CO2 et décuplera sont parc éolien d'ici 2010 (629 éoliennes en 2005 soit 1% de la production d'électricité à 10 000 éoliennes prévues en 2010). L'énergie solaire représente une infime partie du parc énergétique français. La région Rhône-Alpes est considérée comme le berceau de l'électricité au 19ème siècle et produit actuellement environ 25% de l'électricité française (89 Giga Watt Heure en nucléaire, 28 Gwh en hydraulique).
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Les énergies “fossiles”...
L'énergie hydraulique ...
L'énergie nucléaire ...
Les énergies fossiles sont les énergies produites à partir de la combustion de substances issues de la fossilisation de matière organique, soit le pétrole, le gaz naturel et la houille (charbon). Ces énergies sont particulièrement néfastes pour l'environnement car productrices de CO2 (combustion complète du carbone) et de SO2 (issu de la combustion des impuretés), principaux gazs à effet de serre (elles sont responsables de 91% des émissions de CO2 françaises, dont 62% pour le pétrole). Les énergies fossiles ont été très utilisées dès le 20ème siècle, remplaçant rapidement l'énergie des moulins à eau ou l'énergie thermique issue de la combustion du bois. Elles ont permis le développement industriel à grande échelle. Du fait de leur accumulation dans le sol à échelle géologique, les stocks de combustibles fossiles ne sont pas éternels, et leur épuisement est dors et déjà envisagé (une à deux décénnies selon les spécialistes). Encore largement utilisé, principalement par le parc automobile français (52%) et l'industrie (produits énergétiques ou non-énergétiques tels que lubrifiants, cires, bitumes et bases pétrochimiques, 22%), le pétrole représente 34,6 % de notre consommation d'énergie primaire en 2002 (contre 67,6 % en 1973) soit 275 millions de tonnes en 2002. Il est importé à 98% (OPEP, Norvège, Royaume Uni). Le gaz naturel est moins polluant car contenant moins d'impuretés et présentant une combustion plus complète (le méthane est une petite molécule à comparé des hydrocarbures). Utilisé également en pétrochimie (engrais, résines, solvants, plastiques), il est distribué dans plus de 8500 communes soit plus de 77% de la population française. La France représente 1,7% de la consommation mondiale (soit 34 millions de tonne équivalent pétrole) et est importé à raison de 96%. La consommation de charbon, utilisé à 50% pour la production d'électricité, 30% pour la sidérurgie et 20% en industrie a diminué de 50% depuis 1973 (soit 22,1 millions de tonnes en 2006). Il est importé à 100% depuis la fermeture du dernier bassin houiller de Lorraine en 2004. La combustion des énergies fossile induit un grave déséquilibre du cycle du carbone, puisque des quantités importantes de carbone normalement enfouies sont réinjectées dans l'atmosphère. Ce carbone, n'étant réabsorbé que lentement (soit la moitié des émissions par les océans et les fôrets), le taux de CO2 atmosphérique augmente et induit un réchaufement climatique global en augmentant l'effet de serre. Outre la problématique de l'effet de serre (à noter que le combustible le plus polluant à quantité équivalente reste le charbon, devant le pétrole puis le gaz), le transport des combustibles fossiles, et notamment du pétrole, peut être à l'origine de graves pollutions des milieux naturels : les marées noires (cas du Prestige en novembre 2002 au large de la Galice et de l'Erika en décembre 1999 au large des côtes bretonnes), meurtrière pour les oiseaux, la faune marine et plus généralement les écosystèmes côtiers.
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La production d'énergie
L'énergie hydraulique est utilisée pour la production d'hydroélectricité par turbinage des flux d'eau au niveau de centrales au fil de l'eau ou de barrages hydroélectriques. Considérée comme une énergie propre et renouvelable, la puissance hydroélectrique installée dans le monde en 2004 était estimée à 715 gigawatts (GW), soit environ 19% de la puissance électrique mondiale. En Europe, près de 15% de l'électricité est d'origine hydraulique. La problématique avec l'énergie hydroélectrique est que l'électricité ne se stocke pas, c'est pourquoi l'enérgie hydroélectrique reste essentiellement une énergie d'ajustement. En effet, la production d'hydroélectricité ne représente que 15% de l'alimentation des réseaux publics français alors que les centrales hydroélectriques représentes 22% des centrales françaises (soit 25 GW de puissance potentielle installée). Turbinée au fil de l'eau (la production dépend alors beaucoup des débits du cours d'eau) ou à l'aide d'une retenue sur le cours d'eau ou barrage (dans ce cas, une réserve d'eau est créée et la production peut être modulée en fonction des besoins), l'électricité est produite par rotation de la turbine autour d'un alternateur. La production d'hydroélectricité est essentiellement assurée par Electricité de France, suivi de la Compagnie Nationale du Rhône et des petites concessions privées (micro-centrales). La région Rhône-Alpes est très sollicitée dans la production d'hydroélectricité puisque ses cours d'eau d'origine alpine puissants se prêtent particulièrement à cet usage : la région Rhône-Alpes produit 42% de l'énergie hydraulique totale française (avec quelques 250 barrages sur la vallée du Rhône et ses affluents). Considérée comme la première énergie propre et renouvelable à travers le monde, l'hydroélectricité ne génère pas de déchets. Pourtant, son impact sur l'environnement, en terme de modification des milieux naturels, est loin d'être négligeabe. Tout d'abord se pose le problème du débit restitué par la centrale hydroélectrique : on parle de débit “réservé”. La législation oblige que ce débit soit au minimum égal au dixième du débit moyen annuel du cours d'eau, bien que les anciennes consessions n'ont obligation que de rendre un quarantième de ce débit. Il va sans dire que ce débit est insuffisant dans certains cas pour maintenir les écosystèmes aquatiques fonctionnels, principalement durant les périodes estivales. En outre, les barrages crééent sur les rivières de véritables plan d'eau (on parle de lac de barrage, souvent mis en valeur pour l'activité de pêche et les activités nautiques), d'où une modification importante du paysage et des écosystèmes par la disparition des espèces caractéristiques des eaux courantes (Truite fario, Omble de fontaine). Enfin la construction des barrages et leur entretien entraîne de lourdes perturbations des milieux naturels en aval (détournement du lit du cours d'eau), et le fonctionnement en “éclusée” (purge brutale de la réserve d'eau) de certaines retenues crééent une modification structurelle (arrachage latéral et frontal de matériaux) et une stérilité des milieux naturels plusieurs centaines de mètres en aval du barrage. Les effets les plus néfastes des barrages sont observables à moyen terme, sur plusieurs kilomètres en aval de la retenue. En effet, les flux solides des cours d'eau (matières grossières essentiellement) sont arrêtés par les retenues et les crues morphogènes (crues annuelles à bi-annuelles donnant au cours d'eau leur dynamisme) sont écrêtées, induisant une stabilisation du lit du cours d'eau en aval (mise en place de zones d'attérissement issues du dépôt de sédiments fins rapidement colonisés par la végétation). Cette modification de l'hydromorphologie des rivières induit la disparition des espèces de bois tendre caractéristiques des forêts alluviales au profit des espèces de bois dur et des espèces végétales invasives (Renouée du Japon entre autres), ainsi qu'une homogénéisation des écoulements soit une diminution des habitats aquatiques. Les équipements hydroélectriques sont également des barrières pour la migration des poissons (on parle de perte de connectivité longitudinale du cours d'eau). La réglementation oblige dorénavant la mise en place d'oeuvres de franchissement (passes, échelles à poisson).
Les centrales nucléaires utilise la fission nucléaire (collision d'un neutron avec un atome lourds tel que l'uranium enrichi) pour générer d'autres neutrons à grande vitesse et des atomes moins volumineux (déchets). Les neutrons générés vont à leur tour percuter des atomes enrichis, se déclenche alors une réaction en chaîne, lente et controlée dans les centrales. Une réaction non contrôlée entraine un phénomène explosif (cas de Tchernobyl, des bombes A). C'est en fait la vitesse des neutrons générés qui va être utilisée sous forme de chaleur dans les réacteurs. Cette chaleur permet de créer une grande quantité de vapeur d'eau, utilisée sous forme d'énergie mécanique par mise en rotation de turbines. Les turbines, couplées à des alternateurs, produisent de l'électricité. La fusion nucléaire (formation d'un atome à partir de la collision de deux atomes, réction solaire) produit quant à elle 1000 fois plus d'énergie que la fission et ne produit pas de déchet, mais elle nécessite un appareillage spécifique pour contrôler la récation (aucun existant actuellement). La France acceuillera début 2007 le premier site de l'International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) à Cadarache (Région PACA), premier réacteur expérimental de fusion nucléaire à usage civil, projet largement controversé (faisabilité, rendements). Le premier parc mondial de centrales nucléaires est celui des Etats Unis avec 104 réacteurs nucléaires pour une puissance de 98 Giga Watts, suivi de la France avec 59 réacteurs nuclaires pour une puissance de 63 GW. L'électricité française est à 78% d'origine nucléaire. La première centrale nucléaire française est celle de Marcoule en Provence mise en janvier 1956, 3 ans après la mise en service de la première centrale nucléaire de l'histoire en URSS courant juin 1954. L'évolution des technologie permet d'augmenter la puissance électrique brute des réacteurs, ainsi EDF construira en 2007, sur le site de Flamanville dans la Manche, la première centrale EPR (European Pressurised water Reactor) d'une puissance de 1600 méga watts (soit le double d'un réacteur conventionnel). Avec le nucléaire se pose le problème de la gestion des déchets, composés radioactifs à haute activité et à demi-vie longue. Bien que le nuclaire soit une puissante source d'énergie, l'énergie nucléaire n'est ni une énergie renouvelable, ni une énergie propre. De nombreux déchets sont produits dans la phase d'extraction du minerais d'uranium (résidus d'exploitation) et dans sa phase d'exploitation (combustibles irradiés et rejets radiocactifs liquides et gazeux). La problématique des déchets radioactif est le cheval de Troie des association telles que Greenpeace. Ces étaient jetés à même la mer entre 1950 et 1990, puis la Convention Internationale de Londres vota l'interdiction définitive de déversement des déchets radioactifs en mer en 1993. La France, et en l'occurence EDF, n'a toujours pas mis en place un plan de gestion à long terme pour les déchets radiocactifs. 3 solutions se présente pour la gestion de ces déchets : le stockage en surface, subsurface (ex: centre de stockage d'Andra) ou en couche géologique profonde (enfouissement), le retraitement des déchets (Usine de retraitement de la Hague), et enfin la réutilisation des déchets retraités (Mox) dans des réacteurs spéciaux (cas de Superphénix en Isère, mis en service en 1985 et arrêté en 1998 car non rentable). Outre le problème des déchets, les centrales nucléaires utilisent de grandes quantités d'eau pour le refroidissement du réacteur, et c'est pourquoi ces centrales sont généralement implantées en bordure de grands cours d'eau. En plus des risques de fuites radioactives dans le système de refroidissement, les centrales induisent un réchauffement important des cours d'eau utilisés, modifiant les conditions écologiques du milieu.
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