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Livre Blanc Les énergies renouvelables w ww.naturova.com

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livre sur les energies renouvelables

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Page 1: energie renouvelable

Livre Blanc

Les énergies renouvelables

w ww.naturova.com

Page 2: energie renouvelable

INTRODUCTION

Ce livre blanc a été conçu pour accompagner votre entrée dans le monde des

énergies renouvelables, tout particulièrement vers un usage domestique. Si vous

êtes intéressés par un projet pour votre maison, par la protection de l’environnement

ou simplement curieux d’apprendre, ce guide vous illustrera les principes de base de

chaque énergie considérée comme propre et des différents systèmes associées.

Livre Blanc sur les énergies renouvelables – www.naturova.com - Octobre 2007 2

Page 3: energie renouvelable

Définition :Une énergie renouvelable est une source d'énergie qui

…se renouvelle avec une rapidité suffisante pour être considéré comme

inépuisable

…est issue des éléments de la nature caractérisés d’une certaine constance

comme vent, rayonnement du soleil, flux d’eau, chaleur terrestre, matière

végétale.

Son caractère renouvelable est lié bien sur à la vitesse à laquelle la source se

renouvelle mais il ne faut pas négliger la vitesse à laquelle on la consomme.

Par exemple pour des éléments comme la biomasse (bois), il n’est guère

question de considérer renouvelable une politique énergétique qui abat plus

d’arbres qu’ils n’en poussent !

Deux mots sur l’utilisation :

Nous sommes d’avantage inspirés à se familiariser voir à adopter ces systèmes de

production d’énergie propre dans une période ou les ressources pétrolières se

raréfient et les prix du fioul et du gaz grimpent. Entre autre les énergies

renouvelables sont (relativement) inépuisables, gratuites et écologiques. Le terme

renouvelable est propre à d’autres formes d’énergie mais qui ne sont pas forcement

propres, comme par exemple des gaz pour pompes à chaleur géothermiques qui, en

cas de fuite, contribuent à la destruction de la couche d’ozone.

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Les sources renouvelables et propres les plus courantes : - solaire- éolienne- hydraulique - géothermie/aérothermie- biomasse

Les utilisations :- chauffage - production d’électricité

L’évolution du marché :D’après l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise

de l’énergie) :

L’année 2006 a été marquée par une forte progression dans la

vente de systèmes exploitants l’énergie solaire (30 000 chauffe-

eau individuels vendus, +85% par rapport à 2005). La capacité

des installations photovoltaïques a doublé en 3ans. Les ventes

du chauffage au bois dans les maisons ont augmenté de 33%.

Le marché est en forte expansion.

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QUELLE SOURCE D’ENERGIE ?

Les 5 familles d’énergies renouvelables

Soleil- Le Solaire Photovoltaïque

LE PRINCIPEAvec ce système vous pouvez produire votre propre énergie électrique.

L’énergie lumineuse du soleil est transformée en électricité par des capteurs équipés

de cellules photovoltaïques.

LE MATERIELOn utilise généralement des panneaux qui sont intégrés sur les toits tout en

respectant l’harmonie de votre habitation. La surface à prendre en compte est

généralement de 6 à 20m2.

Un convertisseur associé produit un courant alternatif qui peut être utilisé soit pour

alimenter un site isolé soit pour être revendu à EDF. Les capteurs sont équipés de

cellules photovoltaïques.

Livre Blanc sur les énergies renouvelables – www.naturova.com - Octobre 2007 5

Page 6: energie renouvelable

LES AVANTAGESVous trouvez sur le marché du matériel au norme qui garanti le rachat par EDF, 30

centimes € / kWh si votre installation est posée sur toiture, 40 centimes € / kWh si

votre installation est intégrée au bâtiment

L’amortissement de l’installation est très rapide.

Le matériel est fiable et sans entretien continu.

La durée de vie reste très longue (plus de 35 ans).

Son exploitation est possible dans toute la France.

LES LIMITESLa production ne se fait que de jour.

La capacité de stockage dépend des technologies existantes.

Difficultés de recyclage des cellules photovoltaïques en fin de vie.

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- Le Solaire Thermique

LE PRINCIPELa chaleur du rayonnement solaire peut être capturé et destiné à plusieurs

utilisations :

- chauffage des habitations

- des piscines

- production d'eau chaude sanitaire

- séchage des récoltes (fourrage, céréales, fruits)

(Source Atlantic)

La technologie solaire peut être utilisée dans toute la France. Nous avons tendance

a penser au régions du Sud car très ensoleillés mais l’intérêt d’un tel système se

présente au Nord aussi. Les unes sont plus ensoleillés mais les autres ont un besoin

en chauffage plus important et plus reparti le long de l’année.

LE MATERIEL

Des Capteurs Solaires Thermiques :

Les rayons solaires frappent sur les capteurs munies à la fois d’un absorbeur et d’un

fluide caloporteur (de l’eau mélangé à de l’antigel ou de l’air) capables d’emprisonner

et transporter la chaleur.

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(Source AJENA)

La lumière rentre par un vitrage et réduit les pertes par rayonnement infrarouge de

l'absorbeur en utilisant l'effet de serre. Le vitrage permet aussi de limiter les

échanges de chaleur avec l'atmosphère.

L’efficacité du système est liée au

revêtement de l’absorbeur. Plus il aura

un coefficient d’absorption élevé et un

coefficient d’émission faible, plus il

sera performant. Cette capacité est

améliorée par une isolation de l’arrière

du module.

LES AVANTAGESC'est une énergie propre, abondante et gratuite.

Les modules peuvent être installés sur des bâtiments existants comme sur des

neufs.

Les frais d’entretien sont minimes.

La surface conseillée est modeste :

- de 1 à 1.5 m2 par habitant pour une villa familiale

- de 0.5 à 0.8 m2 par habitant pour un immeuble

On réalise de considérables économies de combustible.

Le solaire thermique est parfaitement complémentaire avec le système de chauffage

du bâtiment, qu’il s’agisse d’un chauffage à mazout, au bois, au gaz ou d’une pompe

à chaleur. En effet, la chaudière ou le corps de chauffe électrique complètent les

apports solaires sans aucune intervention.

La main d'oeuvre ne nécessite aucune formation complémentaire.

Un retour sur investissement d’environ 10 ans.

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LES LIMITESUne disponibilité intermittente. On peut la produire uniquement s'il y a du soleil et en

journée. Elle peut qua même être stocké. Il est recommandé d’avoir une autre source

d’énergie de support.

C'est une énergie diffuse. La puissance disponible par unité de surface est

relativement limitée ce qui rend difficile une réponse à des besoins importants

comme par exemple les grands immeubles.

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Eau- Récupération d’eau de pluie

LE PRINCIPE

Il consiste dans la récupération de l’eau de pluie dans les ménages comme dans les

industries et les collectivités locales. L’eau de pluie peut s’appliquer à des multiples

usages avant d’être absorbé par le sol.

Elle se relève utile pour les particuliers dans des cas comme :

- l’alimentation des WC et du lave linge

- l’arrosage du jardin ou du potager

- le nettoyage des véhicules

- le remplissage des piscines

Pour les agriculteurs dans le cas de :

- élevage, nettoyage, arrosage

Pour les industriels :

- lubrification, arrosage, nettoyage

Pour les collectivités locales :

- nettoyages, arrosage (espaces verts, terrains de sport), stockage (réserve

pour les pompiers, réserve pour le remplissage des piscines)

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LE MATERIEL

SYSTEME EXTERNE

Idéal pour les ménages, il peut être placé dans les jardins et tout contexte

esthétiquement adapté :

(Source : Speidel)

Livre Blanc sur les énergies renouvelables – www.naturova.com - Octobre 2007 11

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SYSTEME ENTERRÉ Pour un usage encore plus performant de l’eau récupéré, voici un exemple illustré

d’un système enterré, réalisé par le constructeur Speidel :

(Source Speidel)

LES AVANTAGES

- Faire des économies sur la facture d’eau, dont le prix augmente de 10%

chaque année.

- Réduire l’usure des installations de plomberie et des laves linges grâce à l’eau

douce de pluie.

- Économiser les nappes d’eaux souterraines.

- Avoir une autonomie d’eau en cas de sécheresse.

LES LIMITES

Absence d’inconvénients considérables.

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Page 13: energie renouvelable

(Source Stiebel Eltron)

(Source Stiebel Eltron)

Terre- La Géothermie

LE PRINCIPELa chaleur captée par cette technologie se trouve dans la terre. Elle provient du

rayonnement quotidien du soleil et du sous-sol profond. Elle est accessible sur tout le

territoire français, gratuite et inépuisable.

LE MATERIELOn peut l’utiliser pour chauffer nos maisons par le moyen d’une PAC : Pompe à

Chaleur (eau-eau ou air-eau pour les petits terrains)

Le principe est celui d’un réfrigérateur à

l’envers.

D’abord la PAC prélève la chaleur contenue

dans le sous-sol, en suite elle augmente sa

température et la rejette à l’extérieur. Le

compresseur de la pompe à chaleur

géothermique nécessite un moteur

électrique. Il est ainsi possible de produire

3-4 kilowattheures de chaleur pour un

kilowattheure d’énergie électrique.

La chaleur est extraite du sol par un système de capteurs qui peuvent être horizontaux ou verticaux :

Les capteurs verticaux sont constitués de

deux tubes de polyéthylène formant un U

installés dans un forage (jusqu'à 80 m de

profondeur) et scellés dans celui-ci par du

ciment. On y fait circuler en circuit fermé de

l'eau additionnée de liquide antigel.

Deux sondes géothermiques de 50 m de

profondeur conviennent pour chauffer une

maison de 120 m2 habitables.

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Page 14: energie renouvelable

Les capteurs horizontaux permettent une installation à moindre coût, mais ils

nécessitent une grande surface de pose (1,5 à 2 fois la surface à chauffer). Par

exemple, pour une maison de 150 m2, le capteur occupera entre 225 et 300 m2 de

votre jardin. Il s’agit de tubes de polyéthylène ou de cuivre gainés de polyéthylène

qui sont installés en boucles enterrées horizontalement à faible profondeur (de 0,60

m à 1,20 m). Dans ces boucles circule en circuit fermé de l'eau additionnée d'antigel

ou le fluide frigorigène de la pompe à chaleur (selon la technologie employée).

Cette solution de chauffage peut également vous procurer un confort optimal, en

rafraîchissant votre maison en été, dans le cas où vous optez pour une pompe à

chaleur dite réversible. Il est aussi possible de chauffer l’eau de votre piscine et

produire de l’eau chaude sanitaire.

Très basse énergie => Température < à 30°C pour chauffage et rafraîchissement de

locaux, avec pompe à chaleur.

Basse énergie => 30°C < Température < 150°C pour chauffage urbain, utilisations

industrielles, thermalisme, balnéothérapie

Moyenne et Haute énergie => 180°C < Température < 350°C pour la production

d’électricité.

LES AVANTAGES

Une autonomie ne nécessitant pas un système de réserve.

Les coûts après installation concernent seulement le générateur.

Solution indépendante des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent).

Cette installation a également l’avantage d’être non polluante. La transformation de l’énergie géothermique ne rejette pas de gaz à effet de serre, contrairement aux énergies fossiles comme le pétrole ou le gaz.

Un retour sur investissement des PAC de cinq à dix ans.

LES LIMITESIl faut un effort d’investissement de départ pour les capteurs et le générateur.

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- L’Aérothermie

LE PRINCIPEConsiste à capter l’énergie de l’air pour chauffer la maison en hiver et la rafraîchir

l’été.

(Source Atlantic)

LE MATERIELUne pompe à chaleur (air-air) transmet les calories de l’air extérieure pour le

chauffage de la maison ou les récupère pour le rafraîchissement. Un système qui

s’adapte bien aux terrains de petite taille, l’hiver comme l’été.

LES AVANTAGESNe nécessite pas de grands terrains comme la pompe à chaleur (eau - eau) dans la

géothermie.

LES LIMITESIl est conseillé d’investir dans des produits de bonne qualité. Leur finition permet de

minimiser les bruits.

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- Le puit canadienLE PRINCIPE

C’est un moyen, simple et efficace, pour rafraîchir un local en été et le réchauffer en

hiver. A environ 2 mètres de profondeur, la température de la terre varie très peu au

gré des saisons (phénomène d’isothermie) et se situe entre 12°C et 17°C, quelle que

soit la température extérieure. Des conduits enterrés prennent de l'air frais à

l'extérieur, échangent la température avec le sous-sol et enfin véhiculent l’air dans

l'habitation. Lors de son passage dans ces conduits, le vecteur le plus chaud (l'air en

été, la terre en hiver) cherche à céder des calories au plus froid. A la fin d'un tel

parcours bien dimensionné et mis en oeuvre, l'air qui y circule envahit les lieux de vie

à des températures confortables.

LE MATERIEL

(Source : Atlantic)

Tuyau

Il est possible d’avoir un bon rendement avec un diamètre d’environ 160mm à une

profondeur de 1,50 à 2m. La longueur idéale du tuyau au sous-sol est d’environ 25 à

30m. Il est conseillé d’utiliser des tuyaux en PVC rigide pour un meilleur échange

thermique.

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Page 17: energie renouvelable

Départ

C’est le départ de la prise d’air dans votre jardin. Elle sera abritée des intempéries

par un recouvrement rigide équipé d’une grille pour feuilles mortes et rongeurs.

Arrivée

L’arrivé du tuyau dans la maison peut se réaliser sur un prise d’air déjà existante.

Les performances sont améliores par un système de ventilation.

LES AVANTAGESTout au long de l'année, le puits canadien remplit son rôle d'apporteur d'air neuf et de

"climatiseur doux".

…en saison froide

…en intersaison

…en saison chaude

C’est économique et non polluant.

Conçu pour une large gamme d’utilisations :

• l'habitat individuel : résidences principales et secondaires, chalets

• l'habitat collectif : immeubles

• les bâtiments tertiaires : bureaux, magasins, ...

• les structures d'accueil : hôtels, maisons de retraite, casernes, ...

• les entreprises : pressings, coiffeurs, ateliers, garages, ...

• les collectivités : salles de fêtes, piscines, gymnases, …

LES LIMITESEn intersaison l’échange thermique avec le sous-sol n’est pas intéressant comme en

hiver.

Autres applications possiblesDans le cas d’un terrain qui ne présente pas les conditions idéales on peut utiliser un

système de ventilation double flux VMC, avec récupération de la chaleur de l’air

vicié. Il assure la filtration et l’extraction de l’air vicié des pièces de service et injecte

Livre Blanc sur les énergies renouvelables – www.naturova.com - Octobre 2007 17

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simultanément l’air neuf filtré dans les pièces de vie. Si en hiver on récupère les

calories, en été on peut rafraîchir l’air ambiance.

Pour récupérer un maximum de calorie de l’air filtré on utilise un échangeur haut

rendement.

(Source : Atlantic)

Il est possible d’utiliser une prise d’air géothermique couplée à un système de

ventilation mécanique contrôlée double flux haut rendement pour optimiser le

processus.

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Vent : L’éolienL E PRINCIPE

LES AVANTAGES

Livre Blanc sur les énergies renouvelables – www.naturova.com - Octobre 2007 19

L’éolienne est un dispositif qui, en utilisant la force du vent, permet de produire de

l’énergie renouvelable.

L’énergie du vent n’est pas une nouveauté. Nous l’avons déjà utilisé pour propulser

les bateaux à voile, faire tourner les ailes des moulins pour moudre du blé ou

pomper de l’eau et finalement de nos jours pour produire de l’électricité.

LE MATERIEL

L’éolienne :

1. La force du vent fait tourner le rotor

de l’éolienne.

2. Le rotor est relié à une dynamo pour

la production de l’électricité.

3. Le rotor est placé sur un mat qui lui

permet de se situer à une hauteur où

la vitesse du vent est plus élevée

ainsi que plus régulière qu’au sol.

4. Sur l’axe du rotor de l’alternateur se

situe une hélice à trois pals.

5. Un habitacle est monté au sommet du mât pour héberger les parties électriques,

pneumatiques et électroniques. Ceux-ci constituent le système de conversion du

mouvement de rotation du rotor en énergie électrique à la sortie de l’alternateur.

6. A la base de l’éolienne se trouve une cabine de dispersion qui permet la

connexion au réseau d’électricité existant, afin de pouvoir y injecter l’énergie

produite et non consommée directement.

Page 20: energie renouvelable

LES AVANTAGES

Le premier des avantages est évidemment pouvoir produire de l’énergie grâce à une

source naturelle et inépuisable : le vent. A ne pas oublier qu’en tant qu’énergie

propre elle ne donne vie à aucune émission de CO2, le gaz à effet de serre.

Coût de fonctionnement faible.

De nos jours des efforts sont faits pour que ces centrales de production d’énergie

soient plus esthétiques par rapport à l’environnement et moins bruyantes.

Pour vous donner une idée voici une échelle de bruit :

L’éolienne se situe dans une gamme

relativement baisse comprise entre 40

et 60, des efforts remarquables par

rapport aux difficultés technologiques

initiales.

Un autre avantage dérive des efforts

technologiques. Nous avons évolué

d’une production de 26kW par

éolienne dans les années 80 à une

capacité de 1.000 kW, ce qui

correspond à bien 500 - 800 foyers !

(Source ADEME)

LES LIMITESL’impact visuel des grandes installations ; un permis doit être demandé pour

construire.

Le bruit des pales est parfois gênant mais sont effet sur la faune est négligeable

même dans les constructions dites « parcs éoliens ».

Génération d’énergie intermittente et difficile à prévoir.

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(Source Atlantic)

Vivant- Bois et Biomasse

LE PRINCIPE

La biomasse, ensemble de la matière vivante, concerne les produits organiques

végétaux et animaux utilisés pour l’énergie ou l’agronomie.

Nous connaissons déjà le simple bois de feu en tant que plus ancienne source

d’énergie. Les déchets ligneux sont aussi de la famille des bois et font partie de la

« biomasse sèche ». D’un autre côté nous avons la « biomasse humide », déchets

organiques agricoles, agro-alimentaire ou urbaine. Le tout peut être transformé en

énergie ou engrais.

La France est le premier producteur européen de bois énergie.

Les systèmes modernes présents sur le marché permettent de chauffer la maison

avec un haut rendement.

LE MATERIEL

LES CHAUDIERES

C’est tout simplement le principe de chaleur

produite par la combustion. Le rendement est

amélioré par des produits de biomasse

spécifiques et par des chaudières modernes qui

réduisent les pertes de chaleur et optimisent la

combustion de la biomasse.

LES AVANTAGES

Possibilité de stockage.

Le bilan des émissions de Co2 est très faible.

LES LIMITES

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Page 22: energie renouvelable

La quantité dépend des terres et bois disponibles.

LES AIDES

Un crédit d’Impôt qui peut atteindre 50% de vos dépenses (plafonnées à 8000 euros

pour un couple), depuis la Loi de Finance 2005.

(Source energies-renouvelables.org guide Ademe)

L’Agence nationale d’amélioration de l’habitat peut aussi accorder des aides.

EDF peut vous aider à bénéficier d’un taux de TVA réduit à 5,5%. Pour en savoir plus sur la TVA à 5,5%

Consulter votre commune, département ou région pour les aides disponibles.

Consultez la loi française .

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Page 23: energie renouvelable

CONCLUSION

Après consultations des notions générales sur les énergies renouvelables publiées

dans ce guide nous nous souhaitons vous avoir aidés à mieux les connaître dans

l’objectif de réaliser vos projets.

Nous vous invitons à revenir sur notre site où vous trouvez les informations sur les

produits Naturova.

N’hésitez pas à contacter notre conseiller, nous sommes disponibles tous les jours à

l’adresse [email protected]

Nous vous prions d’indiquer :

Objet

Nom

Prénom

Adresse (ou code postal)

Merci

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