Exploiter le mouvement de l’eau est l’un des moyens les plus anciens de générer de l’énergie. L’énergie hydroélectrique représente aujourd’hui environ 20% de l’électricité dans le monde, un chiffre qui n’a pas changé depuis les années 90.
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Mais même lorsqu'un barrage n'est pas impliqué, l'eau est essentielle pour produire la plus grande partie de l'électricité mondiale. Dans les centrales au gaz, au charbon, au nucléaire et dans de nombreux autres types de centrales, le combustible sert en réalité à transformer l’eau en vapeur et les générateurs convertissent l’énergie de la vapeur en électricité. En l'honneur de la Semaine mondiale de l'eau de cette année, voici quelques unes des manières inattendues que l'eau joue un rôle vital dans la production d'énergie moderne, ainsi que quelques utilisations surprenantes de l'eau dans les sources d'énergie possibles de l'avenir:
Puissance de pluie
Il peut ne pas y avoir beaucoup d’énergie dans une goutte de pluie qui tombe - sinon ils auraient sûrement fait mal. Mais les scientifiques français ont trouvé un moyen d'exploiter ce qui est disponible. Une équipe de la Commission française de l'énergie atomique a construit un dispositif utilisant un plastique spécial qui convertit l'énergie vibratoire d'une goutte de pluie la frappant en électricité. Une telle invention ne pourrait pas produire beaucoup d’énergie: une averse générant jusqu’à 12 milliwatts, ou assez pour alimenter deux pointeurs laser standard. Mais le système aurait un avantage sur le solaire, car il fonctionnerait dans le noir et, bien sûr, sous une pluie battante.
Carburant d'hydrogène
Avec un appareil appelé pile à combustible, l'hydrogène peut être transformé en électricité. Mais même si l'élément est abondant, obtenir de l'hydrogène pur seul a longtemps été un défi. Aujourd'hui, la quasi-totalité de l'approvisionnement du monde provient de combustibles fossiles, principalement du gaz naturel. Les chercheurs ont toutefois travaillé sur des moyens de séparer l'hydrogène de l'eau sans utiliser plus d'énergie que la pile à combustible ne peut en produire. Certains projets, par exemple, explorent les techniques bactériennes et thermo-solaires.
Carburants à base d'eau de mer
Dans une perspective plus extrême en matière d’hydrogène, la marine américaine a annoncé au début de l’année avoir mis au point une méthode permettant de transformer l’eau de mer en carburéacteur. Le processus commence par l'utilisation de l'électricité pour fractionner l'eau en hydrogène et oxygène. Ensuite, l’hydrogène est combiné au dioxyde de carbone qui a été dissous dans l’eau pour produire un hydrocarbure, également appelé carburéacteur. Mais quiconque se tourne vers les océans pour trouver une solution à tous nos problèmes d'énergie sera déçu. Le processus consomme beaucoup d'énergie et n'est vraiment une option que si vous avez un navire à propulsion nucléaire et avez besoin de jets dans les airs plus que d'électricité sur le pont.
Hybride Solaire-Vent
Construisez une tour très haute avec une lèvre supérieure, puis soufflez un fin brouillard d’eau sur cette lèvre. Le brouillard absorbe la chaleur de l'air et s'évapore. Il en résulte un flux d’air frais et dense au bas de la structure, où il est détourné par d’énormes éoliennes produisant de l’électricité. Cette méthode, qui a été brevetée en 1975, fonctionne mieux dans les endroits chauds et arides et nécessite beaucoup d’eau. Son premier essai aura finalement lieu en 2018, avec une tour plus haute que l'Empire State Building qui devrait être construite en Arizona.
Géothermique
L'énergie géothermique repose sur la chaleur de la Terre pour produire de l'énergie. Mais vous ne pouvez pas simplement brancher un grille-pain dans la poche de magma la plus proche. Dans certains endroits, tels que l'Islande et la Californie, une activité sismique brise les roches, permettant à l'eau de circuler à proximité de points chauds géologiques. La vapeur monte ensuite naturellement à la surface, où elle peut entraîner des générateurs. Dans les sites où les roches chaudes sont plus profondes sous la surface, l'eau froide peut être pompée à travers des puits pour être chauffée, et l'eau chaude peut être extraite d'autres puits. Certains bâtiments utilisent même des pompes à chaleur géothermiques, mais ils utilisent généralement de l'air ou un antigel, et non de l'eau, pour transporter de l'énergie.
Biocarburants
Les biocarburants traditionnels, tels que le bois, n'ont pas besoin d'une application supplémentaire d'eau avant d'être récoltés. Mais beaucoup de sources de biocarburants plus récentes boivent encore plus d'eau que la nature n'en fournit. Des cultures telles que le maïs et la canne à sucre sont maintenant cultivées spécifiquement pour créer de l'éthanol et elles nécessitent une irrigation. Selon une estimation, près de 8% de l'eau douce des États-Unis pourrait être utilisée pour la production de biocarburants d'ici 2030.
La fracturation
Dans la fracturation hydraulique, l'eau est pompée profondément dans le sol pour créer des fissures permettant l'accès au pétrole ou au gaz naturel piégé. Chaque puits peut nécessiter jusqu'à 7 millions de gallons d'eau pour libérer tout ce combustible fossile. Dans certaines régions, telles que la Californie et le Texas, le fait de détourner de l'eau pour la fracturation réduit les ressources déjà sollicitées. Selon un nouveau rapport du World Resources Institute, cette tension pourrait encore augmenter, soulignant que 40% des pays dotés de zones propices à la fracturation avaient déjà des ressources en eau limitées.
