L’électricité: Pourquoi doit-on en diminuer la consommation ?

Amel Gelly

3 Mai, 2020

AGADIR, Maroc – Imaginer un monde sans électricité, nous ne ne serions pas plongé dans l’obscurité totale, nous nous éclairerions à la bougie et grâce aux lampes de pétrole mais en tout cas pas de téléphone, pas d’Internet, de messages, de télévision, de cinéma, aucun moyen de communication pas même le télégramme, il ne nous resterait plus que les traditionnels lettres manuscrites. L’électricité sert aujourd'hui à transmettre dans le monde autant les lumières de la culture et de la connaissance autant que la lumière physique en nous reliant comme nous ne l’avons jamais été dans l’histoire de l’humanité et fait fonctionner notre monde moderne tel que nous le connaissons.
Mais à vrai dire l’électricité n’est pas une invention ni même une découverte. Elle a toujours été présente depuis l’origine de l’univers, les forces électromagnétiques faisant partie des fondements qui rendent possible la matière elle même. Mais ses manifestations ont toujours émerveillé voire effrayées l'être humain, la manifestation la plus évidente étant la foudre.
Plusieurs chercheurs ont participé à améliorer notre connaissance de ce phénomène. D’abord en 600 av J-C, Thalès de Milet décrit les effets de l'électricité statique et du magnétisme. Il remarque que l’ambre frotté contre un tissu est capable d’attirer les poussières dans l’air. En 1600, William Gilbert publie un ouvrage suite à ces études dans lequel il emploie pour la première fois le mot “électricité” venant du mot grec elektron qui signifie ambre jaune. En 1752, Benjamin Franklin prouve la nature de la foudre à l’aide d’un paratonnerre. En 1785, Coulomb comprend que les charges électriques peuvent être positives ou négatives. En 1799, Alessandro Volta invente la pile électrique en empilant des disques de cuivre et de zinc séparés par des tissus imbibé d’eau salée. En 1822, Peter Barlow invente la roue de Barlow considérée comme la première machine électrique, c’est un moteur électrique mais dont la puissance est trop faible pour en faire d'un quelconque usage. En 1830, a été inventé le télégraphe par Samuel Morse, c’est grâce à son invention et celle de son code international, que pour la première fois les informations ont pu circuler à la vitesse de la lumière. En 1859, la batterie rechargeable est inventée par Gaston Planté. En 1868, a été inventé la Dynamo par Gramme, première génératrice de courant électrique et point de départ à toute l'industrie électrique. En 1878, la lampe a été inventée par Joseph Swan et amélioré par Thomas Edison l’année suivante. Le téléphone est présenté à l’exposition universelle de Paris en 1878. En 1879, la première centrale hydroélectrique est bâtie en Suisse.
Aujourd'hui, d’un point de vue écologique on nous invite à diminuer notre consommation d'électricité car cela pollué. Mais en quoi la production d'électricité pollue-t-elle ?
L'électricité est de l’énergie produite par le déplacement de particules chargées dans un matériau conducteur sous l’effet d’une différence de potentiel.
Ne vous inquiétez pas, cela est moins compliqué qu’il n’y paraît.
Concrètement, un atome est constitué d’un noyau chargé positivement entouré d’un nuage d’électrons chargés négativement. Les charges positives et les charges négatives s’attirent
ce qui permet la cohésion de l'atome, en effet les charges de signes opposés s’attirent et les charges de même nature se repoussent.Dans un matériau conducteur comme un fil de cuivre certains électrons situés dans les couches externes de l’atome peuvent circuler d’un atome à un autre, on les appelle des électrons libres. Ainsi lorsqu'on relie deux bornes, l'une chargée positivement et l’autre négativement, par un matériau conducteur comme le métal ou le cuivre, l'extrémité chargée négativement va repousser les électrons libres (car ils sont aussi chargés négativement) vers l’extrémité chargée positivement. C’est cette différence de charges entre les deux extrémités que l'on appelle différence de potentiel.Le courant électrique est donc le déplacement de ces électrons libres qui transporte de l’énergie, l'électricité. Le courant électrique ne peut pas circulé dans les matériaux dits non conducteur comme le bois car ils ne contiennent pas d'électrons libres, les électrons étant fortement liée aux noyaux des atomes.
Un aimant est constitué de deux pôles, un pôle nord et un pôle sud Ainsi lorsqu’on agite un aimant le long d’une bobine de fil de cuivre, le mouvement du champ magnétique de l’aimant induit le mouvement des électrons libres dans le fil de cuivre ce qui crée un courant électrique. Dans les centrales électriques, l’électricité est produite par un alternateur qui fonctionne sur le même principe et le courant produit est dit alternatif. Le courant est ensuite dirigé vers un transformateur, qui augmente la tension de l’électricité pour lui permettre d’être diffusée dans les lignes à haute tension du réseau de distribution d’électricité. Mais ce qui met en mouvement l’aimant dans un alternateur est l’activation d’une turbine, ce qui est possible grâce à différents mécanismes.
Dans les centrales thermiques, on utilise la chaleur libérée pour chauffer l’eau dans les chaudières et la transformer en vapeur. Sous pression, la vapeur met en mouvement une turbine qui à son tour entraîne un alternateur. On distingue 3 types de centrales thermiques selon l’origine de la source de chaleur.
Les centrales, dites « à flamme »,​exploitent de la chaleur issue de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz ou le fioul. Cependant, leur combustion produit également du dioxyde de carbone rejeté dans l’atmosphère ce qui accentue l’effet de serre. L’effet de serre est un phénomène naturel qui permet de maintenir une température de la Terre à 15°C mais qui, accentué par la production excessive de dioxyde de carbone d'origine humaine, a causé le réchauffement climatique et a pour conséquence sur le long terme une modification majeure du climat.
Les centrales thermiques nucléaires :​la chaleur provient actuellement de la fission de noyaux d’uranium 235 ou de plutonium 239. L'énergie nucléaire est considérée comme l'une des énergies fossiles les plus propres. Mais en cas d'accident elle devient la plus dangereuse. Lorsqu’une catastrophe nucléaire se produit comme cela a été le cas à Tchernobyl en 1986, les dégagements radioactifs deviennent très importants, bien au-dessus des seuils tolérés et donc dangereux pour la santé humaine, les risques de contamination et les conséquences sanitaires deviennent alors extrêmement importants et graves. De plus ces centrales nucléaires produisent en permanence des déchets nucléaires qui sont radioactifs et nécessitent donc un traitement et un stockage en toute sécurité jusqu’à ce qu’ils ne présentent plus de danger, or
pour le stockage des déchets les plus radioactifs ou à longue durée de vie, les études ont montré que le stockage n’aura pas d’impact avant 100000 an en évolution normale.

Enfin, le nucléaire est une énergie fossile l’uranium et le plutonium sont en quantité limitée tout comme le charbon, le gaz et le fioul dérivée du pétrole.
Les centrales exploitant de la chaleur « renouvelable »​: Les énergies renouvelables constituent une alternative aux énergies fossiles. Elles sont propres, ne présentent aucun danger et comme l’indique leur nom, elles sont renouvelables c’est-à-dire disponibles dans la nature sans limite.
La production d’électricité grâce à l’énergie hydraulique dépend du mouvement de l’eau. Par exemple, la force de l’eau qui coule dans un fleuve crée du courant et active la rotation d’une turbine. La force d’une chute d’eau qui coule entre deux niveaux de hauteur provoque également la rotation d’une turbine. L’eau qui se déplace dans un fleuve peut être retenue en grande quantité dans un barrage.
Comme les moulins à vent, l’énergie éolienne dépend de la force du vent. Lorsque le vent souffle, l’hélice tourne. L’énergie produite passe alors par un multiplicateur, une sorte de boite de vitesse, qui accélère la vitesse du rotor. Dans son mouvement il entraîne une génératrice (une grosse dynamo), qui, en tournant, convertit le vent et produit de l’électricité. La génératrice fonctionne presque sur le même principe que l’alternateur mais le mouvement de l’aimant n’est pas le même, cette fois il tourne de manière continu et le courant est appelé courant continu.
L'énergie solaire permet de produire de l’électricité à travers différents procédés de captation.
Le procédé photovoltaïque utilisé sur les panneaux solaires. Le phénomène de transformation de la lumière en électricité est ce que l’on appelle « l’effet photovoltaïque ». Un panneau solaire est composé de plusieurs cellules. Ces cellules sont composées de silicium, un matériau semi-conducteur contenu dans le sable. Les rayons du soleil viennent heurter la surface des cellules et mettre en mouvement les électrons. Ces électrons vont se déplacer vers d’autres noyaux en créant du courant électrique. La production du courant continu est relayée vers un onduleur (convertisseur) puis convertie en courant alternatif pour être compatible avec le réseau de distribution d’électricité.
Ensuite, le procédé thermodynamique : il est destiné aux pays à fort ensoleillement. Dans une central solaire thermodynamique les rayons solaires sont concentrés grâce à des miroirs et des paraboles. On obtient alors de très fortes températures, permettant la production de vapeur d’eau capable d’actionner des turbines et donc de produire de l’électricité. Il existe une centrale thermodynamique au Maroc à Ouarzazate.
Les centrales thermiques à biomasse récupèrent de la chaleur en brûlant des déchets végétaux ou animaux. Elles peuvent aussi être considérées comme des centrales thermiques à flamme. Cependant, leur combustible n’est pas d’origine fossile. En effet, ce sont les déchets industriels, agricoles et ménagers qui sont utilisés pour faire fonctionner ce type de centrale. La combustion des déchets fait chauffer l’eau de la chaudière qui se transforme en vapeur pour alimenter la turbine afin que l’alternateur puisse créer de l’électricité.
Enfin, l'électricité peut être produite par géothermie. La géothermie désigne la récupération de chaleur des sols et notamment des nappes d’eau chaude souterraines. Une centrale géothermique se charge d’extraire l’eau à très haute température contenue dans des réservoirs présents dans le sous-sol. L’eau chaude, une fois pompée à la surface, perd sa

pression et se transforme en vapeur.
À la sortie du puits, l’eau et la vapeur sont séparées. La vapeur va permettre de faire tourner une turbine qui, à son tour, va faire tourner un alternateur.
Les énergies renouvelables apparaissent comme une alternative idéale et pourtant plusieurs reproches lui sont faits, un coût relativement important à l’achat des installations dont la rentabilité peut se faire attendre des années. De plus l’éolien et le solaire dépendent fortement des aléas de la nature, en effet une journée sans vent ou sans soleil a un fort impact sur la production d'électricité. L’impact visuel sur le paysage est à prendre en compte surtout lors de constructions de grandes centrales solaires ou de champs d’éoliennes. Les problèmes majeurs pour la faune sont les barrages hydroélectriques, car ils inondent des vallées entières et ont un fort impact négatif sur l’écosystème. Les poissons migrent difficilement vers leurs lieux de reproduction - même si des passes à poissons ont été construites. Les éoliennes sont un danger pour les oiseaux et les chauves-souris.
Mais malgré tout le développement des énergies renouvelables restent indispensables, les énergies fossiles étant limitées ; au rythme de consommation actuel, le pétrole va arriver à épuisement d'ici à 54 ans, le gaz d'ici à 63 ans, le charbon d'ici à 112 ans et l'uranium d'ici à 100 ans (pour les ressources identifiées). De plus les énergies fossiles entraînent une dépendance envers les pays exportateurs de ces produits. Ces raisons devraient impulser de toute manière le développement des énergies renouvelables dans les pays à défaut de l’urgence climatique.
À l'heure actuelle, les énergies renouvelables ne sont pas suffisamment développées pour se permettre de se passer des énergies fossiles. C’est pour cela qu’il est indispensable d'économiser l'électricité car pour l’instant en consommer revient à polluer.

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