L’énergie solaire - mustapha-semma.e- .puissant four solaire dans le but de faire fondre des métaux

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  • Lnergie solaire

    Comment exploiter au mieux lnergie solaire ?

    Quels sont les enjeux lis son utilisation?

  • Sommaire:

    Introduction

    I Point sur l'nergie solaire A) Historique 1) Ds l'Antiquit

    2) Au XVIIIme sicle

    3) Au XIXme sicle

    4) A partir du XXme sicle B) Soleil et nergie solaire 1) Le Soleil 2) L'nergie solaire

    II Le solaire chez les particuliers A) L'nergie solaire passive 1) Capter l'nergie du Soleil ...

    2) ... et la conserver

    B) Transformer et rutiliser l'nergie solaire 1)Le solaire thermique

    2)Le solaire photovoltaque

    III L'exploitation de l'nergie solaire dans les

    centrales solaires et les transports A) Les centrales solaires

    1) Les collecteurs paraboliques 2) Les centrales tour

    3) Les collecteurs cylindro-paraboliques

    4) Les centrales photovoltaques

    5) Les projets d'exploitation de l'nergie solaire

  • B) L'nergie solaire dans les transports et sur les satellites 1) Les voitures solaires 2) Les trains solaires

    3) Les bateaux solaires

    4) Les avions solaires

    IV Les enjeux lis l'utilisation de l'nergie

    solaire A) Etat de l'utilisation de l'nergie solaire

    B) Rentabilit des diffrents moyens 1) Le photovoltaque

    2) Le chauffe-eau solaire

    3) Les usines thermodynamiques

    C) Une solution cologique 1) Un impact minime

    2) Une construction polluante

    Conclusion

    Exprience

    Bibliographie

  • Introduction :

    De nos jours, l'homme a sa disposition sur la Terre de nombreuses

    sources d'nergie. Les plus utilises sont les nergies dites fossiles (charbon,

    ptrole, gaz) car non renouvelables et issues d'un long processus de

    transformation de la matire organique, parce qu'elles sont faciles exploiter,

    et rentables. Cependant, pour diffrentes raisons, il s'avre que ces nergies ne

    peuvent plus tre utilises. Tout d'abord, les rserves d'nergie fossiles

    commencent s'amoindrir. Ensuite, en raison de la trs forte demande en

    provenance des pays en voie de dveloppement comme la Chine et l'Inde pour ne

    pas les citer, les prix de ces nergies ne cessent d'augmenter, les rendant

    inabordables pour certaines personnes. Et puis, lors de leur utilisation, ces

    nergies mettent une grande quantit de gaz effet de serre (dioxyde de

    carbone, notamment) qui participent fortement au rchauffement plantaire, qui

    devient un problme grandissant pour la Terre et les tres vivants.

    De nombreuses nergies non polluantes, ou renouvelables, ou abondantes

    partout la surface du globe pourraient pourtant tre utilises par l'homme.

    Entre autres, on distingue l'nergie olienne, l'nergie nuclaire, l'nergie

    hydrolectrique et l'nergie solaire. Mais l'nergie olienne n'est pas assez

    rentable, au sens quelle ne permet pas de produire beaucoup d'nergie par unit

    de surface. L'nergie nuclaire, mme si elle a un fort rendement, produit des

    dchets trs polluants et peu dgradables. De plus elle fait peur en raison des

    graves accidents qui peuvent se produire (catastrophe de Tchernobyl), et en

    raison du risque de prolifration nuclaire. L'nergie hydrolectrique a un bon

    rendement mais, un fort impact cologique et humain, n'est pas disponible

    partout, et la plupart des espaces qui lui sont propices sont dj saturs de

    barrages. L'nergie solaire, elle est disponible partout la surface du globe, en

    quantit gale dans l'anne, et a un bon rendement grce la technologie

    actuelle. Elle est de plus facile exploiter. Elle semble tre l'nergie la plus

    prometteuse pour l'avenir. C'est pour cela que nous avons dcid de l'tudier

    plus en dtail.

    Mais comment exploiter au mieux cette nergie? Et quels sont les enjeux lis

    son utilisation?

  • I Point sur l'nergie solaire :

    A) Historique :

    Lutilisation de lnergie solaire est un fait trs ancien. Lnergie solaire

    est lorigine de la vie sur Terre: les premiers organismes photosynthtiques

    l'utilisaient dj il y a 3,6 milliards d'annes pour produire leur matire

    organique. Le but de cette sous-partie est de montrer que l'volution des

    techniques d'exploitation de l'nergie solaire s'est faite en plusieurs phases.

    1) Ds l'Antiquit :

    Dans lantiquit les Grecs et les Romains savaient utiliser lnergie solaire.

    Pour allumer la flamme des jeux olympiques, ils utilisaient une sorte de miroir

    parabolique primitif, le skaphia, car pour eux seuls les rayons du Soleil taient

    assez purs pour allumer cette flamme.

    Le philosophe grec Socrate (-470; -399) a enseign larchitecture

    bioclimatique en expliquant que les maisons orientes au sud bnficiaient de la

    chaleur du Soleil en hiver, tandis quen t, le soleil se retrouvait quasiment au

    dessus des toit laissant les maisons dans une extrme fracheur. On raconte quArchimde (-287; -

    212) russit enflammer des bateaux de la

    flotte romaine qui assigeait Syracuse en -

    212, grce de nombreux miroirs gants

    en bronze polis tous orients sur le mme

    point du navire. Mais ce fait a fait dbat

    au cours des sicles, certains savants

    jugeant en effet cette histoire

    improbable. Aujourd'hui on est pourtant

    presque sr que cette histoire est un

    mythe, si lon en croit lexprience ralise

    par des tudiants du MIT (Massachusetts

    Institute of Technology) qui ont ritr

    lexprience dArchimde en 2005 et on

    russit enflammer en 10 minutes et 30

    mtres une reconstitution de bateau

    romain, qui cependant tait sche et

    immobile, ce qui a facilit l'enflammement.

    Incendie de la flotte romaine lors du sige de Syracuse en

    -212

  • 2) Au XVIIIme sicle :

    Le Sicle des Lumires voit renatre l'intrt pour le Soleil et les

    premires tudes et expriences sur son nergie.

    En 1747, le botaniste Buffon met au point une

    machine capable denflammer des planches en bois

    48 mtres. Cet engin est compos de 168 petits

    miroirs plans de 16 centimtres de largeur sur 22

    de hauteur qui rflchissent les rayons du soleil en

    un point unique permettant une lvation de la

    temprature. Ainsi, il parvient enflammer du bois

    une distance de 65 mtres, et de faire fondre de

    l'tain 49 mtres, du plomb 42 mtres, et de

    l'argent 20 mtres.

    Le clbre chimiste

    franais Antoine Laurent

    de Lavoisier (1743-1794)

    invente en 1774 un trs

    puissant four solaire dans

    le but de faire fondre des

    mtaux sans que ceux ci

    soient pollus par les

    produits des combustibles.

    Pour cela il utilise deux

    lentilles convergentes

    montes comme un tlescope et dont les foyers sont aligns sur une droite

    parallle aux rayons du Soleil, et qui lui permettent dobtenir une temprature

    denviron 1755C.

    Le suisse Horace Bndicte de

    Saussure (1740; 1799) invente en 1767 le

    tout premier four solaire quil appelle bote

    chaude qui lui permet de dmontrer leffet

    de serre. Il obtient une temprature de

    160C.

    3) Au XIXme sicle :

    Le XIXme est marqu par la dcouverte de l'effet photovoltaique et le

    perfectionnement des techniques d'exploitation du solaire thermique.

    Un miroir ardent

    Coupe transversale d'une " bote

    chaude" avec thermomtre

  • En 1839, le physicien Alexandre Edmond Becquerel dcouvre par hasard

    l'effet photovoltaque. Une nouvelle voie de l'exploitation de l'nergie solaire

    s'ouvre alors. Il faudra attendre 1900 pour qu'Einstein explique cet effet et

    1910 pour qu'il soit mis en vidence par Robert Andrew Millikan.

    En 1872, l'ingnieur sudois Charles Wilson construit un distillateur

    solaire au Chili dans le but d'alimenter en eau douce une mine. Sur une surface

    de 4700 m, ce distillateur produisit pendant 40 ans 23000 litres d'eau par jour

    un prix minime.

    En 1875, l'industriel allemand Werner von Siemens dcrit le principe d'une

    cellule photovoltaque au silicium ainsi que le principe photovoltaque devant

    l'Acadmie des Sciences de Berlin.

    Le professeur franais Augustin Mouchot inventa le principe de poursuite

    du Soleil avec un capteur concentration. En 1873, grce une subvention du

    conseil gnral de Tours il construit une machine de 4mqu'il prsente en 1875

    l'Acadmie des Sciences. En 1877, c'est une subvention du conseil gnral

    d'Alger qui lui permet de construire un nouveau capteur de 20m coupl une

    machine vapeur qu'il expose lors de l'Exposition Universelle de Paris de 1878.

    L'engin, d'une puissance d'un demi cheval (368 W), permet d'imprimer le journal

    de l'Exposition Le Soleil raison de 500 exemplaires/heures. La machine eut un grand succs et fut prime. Augustin Mouchot avait dj devin que les nergies

    fossiles que les occidentales commenaient utiliser n'taient pas inpuisables.

    C'est pour cela qu'il prconisait et tudiait l'nergie solaire qui selon lui tait

    dj l'nergie du futur. C'est ce qu'il crivait dans le livre qu'il publiait en 1869,

    La Chaleur Solaire et ses Applications Industrielles.

    4)A partir du XXme sicle

    Plans et photos de la centrale thermique de Madi en Egypte en 1913

  • Aprs 1900, toutes les technologies dcouvertes au sicle prcdant sont

    amliores. De nouvelles dcouvertes sont faites et ds 1970 le solaire connait

    un vif regain d'intrt. Les premires centrales so