82% de l’énergie en France d’origine solaire ?

Vous souhaitez utiliser simplement l’énergie solaire dans votre maison ?

Bonne nouvelle ! Vous le faites déjà ! Bien sûr pas au sens où vous l’imaginez.

Si vous avez une chaudière au gaz, au fioul, une gazinière, une cheminée, votre énergie est déjà d’origine solaire. Car tous ces matériaux sont issus de manière directe ou indirecte de matière organique, de la photosynthèse et donc du soleil.

Dans cet article, le premier d’une série sur l’énergie solaire, je vous propose un autre regard sur le solaire et les énergies associées.

Energie fossile, énergie primaire ?

Ainsi, les énergies fossiles sont considérées comme des énergies primaires. Mais en fait, elles ne sont qu’un mode de stockage opéré il y a des millions d’années.

Les hydrocarbures fossiles (et leurs dérivés tels que le gaz, l’essence, le fioul), se forment par la transformation lente de matières organiques (d’origine végétale ou animale) sur des millions d’années. Idem pour le charbon et ses variantes qui proviennent de forêts et de marécages fossiles.

Donc, de ce point de vue, la très très grande majorité de l’énergie que nous utilisons provient du soleil.

Et pour l’électricité ?

De la même manière, l’origine énergétique de l’électricité est beaucoup plus solaire qu’on ne le pense.

Bien sûr 70,6% (en 2019) est nucléaire, mais cela ne représente que 17,7% de l’énergie française (toute énergie confondue) car seule 25% de l’énergie consommée est électrique. 

Globalement, la très grande majorité provient de combustibles fossiles (67,4%) Quand bien même notre électricité est peu carbonée grâce au nucléaire (voir ci-dessous).

En France, l’énergie est d’origine solaire à… 82%,
l’électricité à 29,4% !

Si vous sortez cette phrase dans un autre contexte, on risque de vous prendre pour un illuminé. Pourtant c’est un fait.

La subtilité est dans le mot « origine », vous l’avez compris.

Regardons notre mix énergétique de production électrique :

source : https://bilan-electrique-2019.rte-france.com/production-totale/

Quand on prend chaque énergie en dehors du nucléaire, elle provient… du soleil :

• Eolien : c’est le vent, qui est généré par les différences de températures provoquant des dépressions et des mouvements de gaz (air terrestre). Or ces différences de températures sont liées à l’énergie du soleil.
• Solaire(thermique et photovoltaïque) : majoritairement photovoltaïque (le solaire thermique/thermodynamique est peu développé en France), c’est l’énergie que l’on a en tête quand on parle de solaire
• Hydraulique : sans soleil, pas d’évaporation, pas de nuage, pas de vent, pas de précipitation et donc d’énergie potentielle de la masse de l’eau liée à la gravité.
• Thermique fossile : les hydrocarbures, dont on vient de dire qu’ils sont liés à la photosynthèse d’une autre époque.
• Bioénergies : les bioénergies proviennent de la transformation de matières organiques de notre époque cette fois-ci. C’est beaucoup mieux pour les gaz à effet de serre quand la biomasse utilisée est consommée de manière durable et équilibrée. (Bilan de GES tendant vers 0)

En résumé, le problème des hydrocarbures (du pétrole et de ses dérivés), c’est qu’ils ont été générés à une autre époque et ont fixé pendant des millions d’années le CO2 de l’atmosphère.

Les hydrocarbures fossiles stockent l’énergie solaire, sont encore assez facilement accessibles et encore largement disponibles. Même si le pic de production a été dépassé.

Ainsi, pendant 200 ans, nous avons réinjecté du CO2 qui ne faisait plus partie du cycle du carbone depuis des millions d’années.

Cette modification de la composition de notre atmosphère augmente l’effet de serre. Avec les incertitudes et les désordres que l’on commence à subir.

Et donc si tout est solaire…

En quoi dire que 82% de l’énergie consommée en France est d’origine solaire change quoi que ce soit quand 67,4% a une forme carbonnée… ?

• Tout simplement à prendre conscience que l’énergie qui est indispensable à nos modes de vie vient du soleil, stockée sous des formes très variées. (Mettons pour l’instant de côté l’énergie nucléaire)
• Prendre conscience aussi que le problème de l’énergie n’est pas un problème de ressource, mais de concentration (puissance à un instant donné), et du couple disponibilité-distribution en fonction de la demande.
• Le stockage n’est qu’une forme de réponse au besoin de disponibilité-distribution. Ce n’est pas une fin en soi. (D’ailleurs, la terre est ronde et la moitié est toujours exposée au soleil. Imaginons une production solaire interconnectée mondiale, dimensionnée pour prendre en compte les aléas climatiques. Et hop le tour est joué. 😋😉)
• Et cela permet de ne pas jeter d’un revers de main l’idée que la concentration de la production d’énergie est la seule et unique solution au volume-disponibilité-distribution.

Le principal avantage de la centralisation de la production d’énergie est d’être plus facilement dimensionnable et pilotable. C’est pour cela qu’elle a été choisie.

Mais est-ce définitivement la seule solution ?

Utiliser le rayonnement solaire le plus directement possible : 3 exploitations possibles

La très grande majorité de l’énergie que nous utilisons, qu’elle soit ou non électrique, provenant du soleil, pourquoi ne pas utiliser directement le rayonnement solaire massivement quand il nous arrive ? 

Plutôt que d’utiliser des voies détournées, comme cette espèce de “perturbation de l’espace temps”  qu’est la combustion d’hydrocarbure.

Parce que la terre tourne et qu’il y a des nuages, que le rayonnement n’est ni constant ni uniformément réparti.

Tout comme nos besoins.

Et pourtant, il y aurait tant d’avantages à ce que les rayonnements solaires et nos besoins se rencontrent.

En effet :

• cette énergie est infinie (contrairement aux hydrocarbures par exemple, dont on ne prend en compte que les coûts d’extraction)
• elle est gratuite
• ne produit pas de gaz à effet de serre (sauf énergie grise)
• est distribuée sur toute la planète
• est abondante. 

La Terre reçoit en permanence une puissance de 170 000 000 giga Watt. Sachant que la puissance de production d’électricité installée en France par exemple est de 135,3 giga Watt.

L’énergie consommée en France en 1 an ne représente que quelques secondes du rayonnement capté par notre planète.

Cette énergie est tellement abondante que nous ne comptabilisons même pas celle que nous utilisons de manière passive. C’est dommage, c’est celle dont nous profitons le plus.

C’est vrai qu’elle est difficilement mesurable et très peu pilotable.

Quoique.

1. L’énergie solaire passive

Pour en profiter, il suffit de s’exposer aux rayons du soleil.

Nos habitats (immobiles), doivent s’adapter en fonction de la saison et du niveau de température. S’adapter. Disons plutôt que c’est la conception et les propriétés des matériaux qui font tout le boulot.

Une part importante de l’énergie nécessaire à l’habitat peut être générée ainsi.

Pas de production ni de transport d’énergie.

C’est simple et élégant.

Les principes bioclimatiques

L’idée est que le bâtiment s’autogère en fonction des besoins des habitants et de sa situation géographique (climat, orientation), et de son milieu proche (relief, végétation…).

La construction bénéficie des rayons du soleil pour capter de l’énergie (rayonnement qui devient chaleur au contact des matériaux) et s’en protège lorsque les apports sont trop importants.

Par exemple, de larges baies vitrées au Sud captent le soleil bas d’hiver et se protègent du soleil d’été (plus haut) par des toits qui se prolongent après les murs par exemple ou des pare-soleil.

Des matériaux ayant un déphasage élevé stockent l’énergie et la restituent pendant les heures non exposées au soleil.

On peut aussi utiliser une végétation à feuillage caduc qui laissera passer les rayons solaires en hiver et l’en protégera en été.

Couplée à une bonne isolation qui permet d’éviter la migration des calories vers l’extérieur ou  l’intérieur suivant la saison, une maison qui maîtrise parfaitement ces principes bio climatiques et donc du rayonnement solaire, diminue sensiblement les apports d’énergie externes quelque soit la saison. Y compris pour l’éclairage.

Et apporte du confort aux habitants.

2. Le solaire thermique

Le solaire thermique permet de transformer le rayonnement solaire en chaleur afin de le stocker ou de le distribuer.

On peut utiliser ce rayonnement de deux manières :

• en usage direct de la chaleur : chauffe-eau, four solaire, panneau (en ardoise pour un apport en air chaud), sècheuse solaire…
  L’eau chauffée peut-être stockée pour de l’eau chaude sanitaire ou en complément d’un chauffage central par exemple

• en usage indirect, comme les centrales solaires thermodynamique, Les rayons sont concentrés afin de chauffer un liquide caloporteur qui alimente une turbine électrique.

La différence avec le solaire passif consiste en la capacité à la fois de stocker et de distribuer l’énergie captée.

3. Le solaire photovoltaïque

Le solaire photovoltaïque permet de générer directement à partir du rayonnement solaire un courant électrique par le phénomène physique d’effet photovoltaïque. (Petit cocorico, l’effet photovoltaïque a été découvert par le physicien français Edmond Becquerel, père de Henri, beaucoup plus connu. C’est lui qui a découvert la radioactivité. Il a laissé son nom à une unité de mesure : le Becquerel).

Malheureusement, ce courant doit être utilisé immédiatement.

Alors, oui, il n’est pas pilotable aussi finement qu’une centrale au gaz ou nucléaire. Mais, il a quand même quelques qualités.

Le prix du kilowattheure produit a été divisé par 8 en dix ans. Ce qui rend l’électricité photovoltaïque la moins chère du marché… Les progrès technologiques ne cessent de faire diminuer ce coût et la fiabilité des matériaux.

On considère qu’un Watt crête installé coûte 1€ (la puissance crête correspond à la puissance maximale que celle-ci peut délivrer en électricité). Il faut 5 m2 avec les panneaux solaires actuels pour disposer de 1 000 watts crête ou 1kWc.

Le coût du kWh solaire

Si le panneau marchait à rendement maximal jour et nuit, il générerait par an 1000 Wc x 24h x 365j soit 8 760 000 Wh ou 8760 kWh/ an. Soit le double de ce nous consommons ma famille et moi.

Mais le temps est parfois couvert et la terre tourne. Donc, quand il fait nuit, le panneau ne produit plus de courant. Cependant on considère qu’une installation produit en France entre 1 000 kWh et 1 700 kWh (dans le Sud de la France) pour 1kWc. Ce qui permet d’avoir un rendement de 11% à près de 20% de la puissance installée.

Ce qui est déjà beaucoup compte tenu de la durée de vie d’un panneau solaire (on en trouve qui sont garantis 25 ans et peuvent durer facilement 40 ans).

Si l’on prend l’investissement en panneaux seuls amorti sur 25 ans, cela met le kWh à … :

Prenons une production moyenne de 1000 kWh/an. (la fourchette basse dans une région peu exposée aux rayonnements solaires)

Soit 25 000 kWh sur 25 ans.

Soit 4cts le kWh (soit 4 fois moins cher qu’aujourd’hui).

Si l’on prend en compte le prix de l’installation, on est à 10cts max.

En Provence, Côte d’Azur, on tombe à 6cts maximum. 

Si le photovoltaïque ne peut simplement couvrir les besoins intégraux d’un foyer, il peut en couvrir une partie de manière simple et aujourd’hui fiable.

Considérons maintenant que le prix de l’électricité du réseau ne cesse d’augmenter… Même sans subvention l’installation solaire est d’ores et déjà intéressante si on consomme toute sa production.

Conclusion

« On trouve là où on porte son regard, là où on concentre ses efforts. »

L’énergie solaire étant infinie (à échelle humaine), la limite à son usage vient de nous. Du manque de motivation à développer les moyens et les méthodes qui nous permettrons de mieux et plus l’utiliser.

Le bon de productivité et la diminution du coût des panneaux solaires en moins de dix ans en est juste la preuve.

Le trio solaire

Solaire passif, thermique et photovoltaïque permettent d’utiliser de manière simple et directe l’énergie solaire.

Ils ne couvriront pas seuls les besoins énergétiques d’un foyer, et certainement pas les besoins d’un pays. Mais ils le peuvent significativement quand on s’en donne les moyens. Tout au moins à l’échelle d’un habitat ou d’un ensemble d’habitats.

On aborde souvent le confort de l’habitat par l’apport énergétique et l’indispensable isolation pour limiter les pertes caloriques. Et on aborde le problème de l’apport énergétique par une unique méthode de chauffage.

A la lumière de ce trio, (et il existe et en existera bien d’autres dérivés), il apparaît que la complémentarité de l’exploitation éclairée de l’énergie solaire “directe” comble de manière pertinente les besoins de nos habitats.

Dans de prochains articles, je vous présenterai des méthodes domestiques pour utiliser de manière pragmatique et pertinente l’énergie solaire (photovoltaïque en particulier).

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Photo : andreas160578 de Pixabay