Technologies d'énergie propre

De nombreuses collectivités autochtones et nordiques envisagent d'élaborer et d'intégrer des projets d'énergie propre afin de pouvoir continuer de s'épanouir de manière durable et efficace tout en réduisant leurs impacts sur la Terre. De tels projets sont mis en œuvre dans des collectivités à diverses échelles et font appel à des sources d'énergie propre, telles que l'hydroélectricité, l'énergie éolienne, l'énergie solaire, l'énergie tirée de la biomasse, l'énergie géothermique et la récupération de chaleur résiduelle.

Hydroélectricité

L'énergie hydroélectrique convertit le débit naturel d'un cours d'eau en électricité. Elle est produite par la force motrice de l'eau qui fait tourner les aubes d'une turbine hydraulique. Deux tiers de l'électricité produite au Canada provient de l'hydroélectricité.

Grands projets hydroélectriques et projets hydroélectriques traditionnels

L'énergie hydroélectrique traditionnelle est générée par des barrages hydroélectriques, lesquels utilisent l'énergie potentielle de l'eau qu'ils emmagasinent pour actionner des turbines hydrauliques et des générateurs. L'eau des barrages est conservée dans un grand réservoir et peut être utilisée pendant les périodes où la demande d'électricité est forte. La quantité d'énergie potentielle dépend du volume d'eau retenue par un barrage et de la différence de hauteur entre la source d'eau et le canal d'évacuation, appelée hauteur de chute. Un grand tuyau, c'est­à­dire la conduite forcée, achemine l'eau à la turbine pour produire de l'électricité. Généralement, les projets dont la capacité atteint quelques centaines de mégawatts sont considérés comme étant de grands projets hydroélectriques.

Centrales au fil de l'eau

Les centrales au fil de l'eau n'accumulent pas de grande quantité d'eau à l'aide d'un barrage. Ce type de centrale dépend du débit d'eau dans un cours d'eau et est, par conséquent, moins prévisible que les projets hydroélectriques traditionnels. Les centrales hydroélectriques au fil de l'eau génèrent de l'électricité en faisant passer de l'eau sous pression à travers les turbines. Cette pression est produite par des chutes d'élévation naturelles.

Dans les systèmes de centrales hydroélectriques au fil de l'eau, un petit barrage ou déversoir (d'une hauteur pouvant varier d'un à trois mètres) est habituellement construit à travers un cours d'eau afin de diriger l'eau vers la prise d'eau. Après son entrée dans la prise d'eau, l'eau est dirigée dans des canaux, des tunnels ou des pipelines qui sont à la fois parallèles au cours d'eau et plus élevés que ceux-ci, jusqu'à un point en aval. À ce moment, l'eau tombe dans un tuyau ou une conduite forcée jusqu'à la centrale où elle fait tourner les turbines afin de produire de l'électricité. L'eau est ensuite dirigée à l'extérieur de la centrale afin de retourner au cours d'eau. Une chute de trois à cinq mètres est habituellement le minimum requis pour les plus petites centrales hydroélectriques au fil de l'eau.

Énergie éolienne

Il est possible d'exploiter l'énergie produite par le vent en construisant une grande tour munie d'une hélice à l'extrémité supérieure. Les éoliennes transforment l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique en faisant tourner l'hélice qui, à son tour, actionne un générateur qui convertit l'énergie en électricité. Les éoliennes occupent généralement très peu d'espace, permettant ainsi d'utiliser la terre à d'autres fins, telles que l'agriculture. Les éoliennes à petite échelle conviennent particulièrement bien aux applications hors réseau. La majorité des technologies d'énergie éolienne peuvent être utilisées de façon autonome en étant reliées à un réseau électrique, ou être utilisées de concert avec un système solaire photovoltaïque.

Énergie solaire

La ressource énergétique solaire mondiale est vaste et essentiellement inépuisable. Les possibilités d'exploiter cette énergie pour le chauffage et la production d'électricité sont énormes. Les systèmes fonctionnant à l'énergie solaire conviennent très bien dans les endroits hors réseau et éloignés.

Énergie solaire thermique

La technologie solaire thermique utilise un capteur solaire qui absorbe l'énergie du soleil et la transforme en chaleur utilisable. Un capteur solaire se présente habituellement sous forme de boîte métallique avec couvercle de verre ou de plastique renfermant un absorbeur noir. Les capteurs à basse et moyenne température sont généralement utilisés pour chauffer des maisons et d'autres immeubles. L'eau contenue dans le capteur est d'abord réchauffée par le soleil pour ensuite être pompée afin de chauffer l'immeuble. Les capteurs à haute température concentrent la lumière du soleil à l'aide de miroirs pour obtenir des températures plus élevées. Les turbines à vapeur et à gaz transforment ensuite la chaleur en électricité. Les technologies solaires actives font appel à des appareils électriques ou mécaniques, tels que des pompes et des ventilateurs, pour optimiser la quantité de chaleur utilisable dans un système.

Énergie solaire photovoltaïque

Un système photovoltaïque solaire convertit directement l'énergie solaire en électricité à l'aide de cellules photovoltaïques fabriquées de matériaux semi-conducteurs comme le silicone. Les cellules photovoltaïques sont connectées ensemble pour former des modules photovoltaïques. Ces modules sont ensuite reliés les uns aux autres pour former des générateurs photovoltaïques. Lorsque la lumière atteint les cellules photovoltaïques, l'énergie qu'elle contient est transférée au semi-conducteur de la cellule. Cette énergie perturbe les électrons du semi-conducteur et les déplace dans une certaine direction, ce qui crée un courant électrique pouvant être utilisé pour répondre à nos besoins. Les systèmes d'énergie solaire photovoltaïques peuvent souvent être utilisés de concert avec d'autres formes de production d'énergie, telles que des génératrices à combustibles fossiles et des éoliennes.

Énergie tirée de la biomasse

La bioénergie s'entend de la conversion de la biomasse (matières végétales ou autre déchets organiques) en formes utiles d'énergie, telles que la chaleur et l'électricité. La combustion directe de la biomasse pour chauffer des locaux ou de l'eau ou encore pour produire de la vapeur qui actionnera une turbine électrique produit beaucoup moins de gaz à effet de serre que la combustion de combustibles fossiles. Généralement, les matières de base les plus économiques utilisées en bioénergie sont accessibles gratuitement ou ont une valeur économique négative, comme les résidus de bois et les résidus d'usines (p. ex., écorces, sciures, particules de rabotage, bouts de bois, boues provenant des usines de pâtes).

Énergie géothermique

Les technologies géothermiques exploitent l'énergie stockée sous la surface de la Terre à des fins de chauffage et de refroidissement. La chaleur contenue sous la Terre ou sous l'eau constitue une source d'énergie renouvelable importante, mais très peu exploitée. La température de la Terre (8 °C) à quelques mètres de profondeur demeure relativement constante tout au long de l'année. Elle peut donc être utilisée pour le chauffage en hiver et pour le refroidissement en été.

La chaleur est extraite du sol au moyen d'un liquide (fluide caloporteur) qui circule dans un circuit de tuyaux enfouis et est pompé par une thermopompe. Cette dernière concentre et extrait la chaleur, qui est ensuite acheminée vers le système de chauffage de l'immeuble. En été, le processus est inversé : la climatisation est complétée par la température relativement plus froide du sol.

Il existe divers types de systèmes, notamment, les systèmes à circuit fermé qui pompent un fluide caloporteur dans des serpentins souterrains, ou les systèmes à circuit ouvert qui pompent l'eau d'un puits et l'acheminent vers l'échangeur de chaleur. Les thermopompes peuvent être utilisées de concert avec une installation de chauffage à air pulsé ou un système hydronique, et offrir différents type de climatisation, notamment, le chauffage seulement (sans capacité de refroidissement), le chauffage combiné à un refroidissement passif ou le chauffage combiné à un refroidissement actif (RNCan, 2002).

Récupération de la chaleur résiduelle

La chaleur résiduelle est le sous­produit de la chaleur produite par les machines ou générée par la combustion de carburant ou une réaction chimique et rejetée dans l'environnement. La récupération de la chaleur résiduelle consiste à récupérer les grandes quantités de chaleur perdues et à les utiliser pour chauffer les immeubles et l'eau ou pour produire de l'électricité. Cette méthode peut être utilisée avec des génératrices au diesel de sorte que ce carburant soit utilisé le plus efficacement possible. La chaleur est transmise par des conduites remplies d'air, d'eau ou de mazout.

Les systèmes qui transforment la chaleur résiduelle en électricité sont appelés « systèmes de production combinée de chaleur et d'électricité » ou « systèmes de cogénération ». Ces systèmes captent et exploitent la chaleur produite par la combustion de combustibles fossiles. Bon nombre des systèmes existants fonctionnant à l'électricité seulement peuvent être mis à niveau de manière à récupérer la chaleur résiduelle.

On parle de « chauffage centralisé » lorsque la chaleur est produite dans un endroit central et transmise dans différents immeubles d'une collectivité par un réseau de tuyaux souterrains isolés utilisant l'eau ou la vapeur comme moyen de transfert.

Autres liens d'intérêt

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