Quelles sont les différentes sources d’énergie en Belgique ?

L’électricité peut être fabriquée de plusieurs façons différentes. Quelles sont les sources d’énergie permettant de produire de l’électricité ? Elle peut en fait être originaire de trois grandes sources d'énergie différentes : le nucléaire, les énergies fossiles et renouvelables. Dans cet article, découvrez d’où vient l’électricité que vous consommez et à partir de quoi elle est produite.

L'énergie nucléaire : la source d’énergie la plus populaire en Belgique

L'énergie nucléaire produit de l'électricité à partir d'un combustible fissile : l'uranium. Son minerai est présent dans le sous-sol de la Terre et est radioactif.

Les sources d'énergie nucléaire en Belgique

En Belgique, l'énergie nucléaire joue un rôle prépondérant. Notre pays possède deux centrales nucléaires qui comptabilisent sept réacteurs exploités par le producteur d'énergie Electrabel : quatre à Doel, en Région flamande, et trois à Tihange, en Région wallonne. Elles dégagent une puissance totale d'environ 6 000 MW et produisent assez pour couvrir environ 47 % de notre consommation d'électricité (en 2022).

Le fournisseur Luminus détient également 10% de participation dans les deux centrales nucléaires belges. Le nucléaire est donc l'une des sources d'énergie principales en Belgique. D'ailleurs, nous sommes le quatrième pays au monde qui l'utilise le plus, juste derrière la France, l’Ukraine et la Slovaquie.

Comment la source d'énergie nucléaire produit de l'énergie ?

C'est dans des centrales thermiques nucléaires qu'est produite l'électricité grâce au phénomène de la fission. Cette réaction nucléaire a lieu lorsque les atomes se séparent afin d'en former des plus petits. Ils libèrent ainsi de l'énergie et la chaleur émise permet de produire de l'électricité. Les centrales nucléaires sont divisées en quatre grandes parties :

1. Le bâtiment où est situé le réacteur dans lequel a lieu la fission ;
2. La salle des machines, endroit où est produite l'électricité ;
3. Les départs de lignes électriques qui acheminent l'électricité ;
4. Des tours de refroidissement basées près d'une rivière.

Vers la fin du nucléaire en 2025 en Belgique ?

La Belgique avait à l'origine décidé de sortir du nucléaire à l'horizon 2025. Cependant, en 2022, un accord a été signé entre le gouvernement et le producteur Engie, afin de prolonger l'utilisation de deux des six réacteurs nucléaires de 10 ans. En effet, la crise de l'énergie de 2022, notamment due à la guerre en Ukraine, a mis le doigt sur la nécessité de ces centrales pour le pays, et cet accord a donc été trouvé afin de ne pas fragiliser la souveraineté énergétique de la Belgique.

Malheureusement, cela ne fait que prolonger l'utilisation du nucléaire et ralentit la transition vers les énergies renouvelables, qui était l'objectif pour 2050 de la Belgique.

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Les sources d’énergie fossile

Les énergies fossiles sont présentes naturellement dans le sous-sol de la Terre. Elles se sont constituées à partir de matières organiques qui se sont décomposées durant des millions d'années. Elles existent sous trois formes : le pétrole, le gaz naturel et le charbon. Elles servent de carburants, de combustibles mais sont également utilisées pour produire de l'électricité.

La place des sources d'énergie fossile dans le monde

Les énergies fossiles sont actuellement la source d'énergie la plus utilisée dans le monde (82,27 %). Elles sont souvent pointées du doigt à cause de leur caractère polluant mais l'exploitation internationale du pétrole, et du charbon dans une moindre mesure, ne cesse pas pour autant.

Comment les énergies fossiles produisent de l'énergie ?

Les gisements de gaz et de pétrole se situent surtout sous les mers et les océans. Pour les récupérer, il faut pratiquer le forage. Quant au charbon, il se trouve en sous-sol et nécessite de creuser des mines pour l'extraire. Ces substances sont des hydrocarbures : elles sont composées d'hydrogène et de carbone ce qui font d'elles des substances à haut pouvoir énergétique. C'est leur combustion qui va permettre la production d'électricité dans des centrales thermiques. Le combustible est brûlé soit :

• Dans une chaudière : c'est là qu'a lieu la combustion et la chaleur dégagée à ce moment-là va transformer l'eau contenue dans des tubes en vapeur. Mise sous pression, cette vapeur est acheminée vers des turbines accouplées à un alternateur. C'est ce dernier qui produira un courant électrique alternatif ;
• Dans une turbine à combustion, ou turbine à gaz, qui entraîne un alternateur.

Les sources d’énergie renouvelables

L'électricité est ici fournie par des sources d'énergie procurées par la nature : le soleil, le vent, la chaleur du sous-sol, l'eau, les matières organiques, etc. L’avantage des sources d’énergie naturelles est de ne pas presque pas émettre de matières polluantes.

L'énergie solaire

Le soleil est une source formidable d'énergie. Il est gratuit, ne pollue pas, est naturel et illimité. Même si en Belgique il ne brille pas tous les jours, il devrait occuper une place de plus en plus importante dans la production d'électricité. Son rayonnement peut être exploité de deux manières :

• Les centrales solaires photovoltaïques : elles sont composées de panneaux solaires photovoltaïques dont le fonctionnement est le même que ceux installés sur les bâtiments. Ce type de centrales sont situées dans des pays ensoleillés car leur système a besoin de rayonnements importants pour être efficace. Elles occupent de vastes terrains, leur installation nécessitant de grandes surfaces ;
• Les centrales solaires thermodynamiques : surtout utilisé aux États-Unis, ce système concentre les rayons du soleil grâce à des miroirs et des paraboles. Des températures très élevées (de 400°C jusqu’à 1 000°C) sont alors obtenues et cette chaleur va transformer l'eau de la chaudière en vapeur. Sous pression, celle-ci va activer les turbines qui vont elles-mêmes actionner l'alternateur afin de produire le courant électrique alternatif.

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L’énergie éolienne

Cette énergie renouvelable est obtenue grâce au vent dont la force est convertie en électricité au moyen des éoliennes. L'utilisation de l'énergie éolienne est loin d'être récente : les moulins à vent, qui datent de plusieurs siècles, fonctionnaient déjà grâce à elle. Il existe deux types d’éoliennes, dont le rendement énergétique et la puissance fournie dépendent de la vitesse du vent :

• Les éoliennes horizontales : Ce sont les éoliennes classiques et les plus connues. Leur système capte la force du vent grâce à des pales assemblées en hélice. La rotation de l'hélice va actionner un générateur électrique, placé en haut de l'éolienne. Leur installation nécessite un grand espace et elles forment d'ailleurs des parcs éoliens lorsqu'elles sont regroupées. En Belgique, il y a trois parcs éoliens : un en Région wallone (Estinnes) et 2 offshore, c'est-à-dire des éoliennes implantées au large des côtes (Belwind et Thorntonbank en mer du Nord) ;
• Les éoliennes verticales : Elles sont capables d'emmagasiner la force générée par des vents plus faibles. Elles peuvent donc être plus souvent utilisées. Elles sont généralement présentes en milieu urbain car elles occupent moins de place que les éoliennes horizontales. Cependant, elles produisent moins d'électricité qu'elles.

L'énergie hydraulique

L'énergie hydraulique est une énergie cinétique. Cela signifie qu'elle est fournie par le mouvement de l'eau. Elle est la principale source d’énergie renouvelable pour produire de l’électricité. Celle-ci peut être obtenue de différentes façons :

• En exploitant l'énergie des vagues: il s'agit ici de l'énergie houlomotrice. Différents procédés permettent d'utiliser cette énergie mais ils sont toujours en développement en raison de problèmes techniques rencontrés. L'un d'eux consiste par exemple à immerger de grosses bouées de plusieurs mètres de diamètre dans le fond marin. Elles vont alors osciller au gré des vagues et les mouvements engendrés vont actionner les pompes et un générateur d'électricité ;
• Grâce à une centrale hydroélectrique: elle utilise l'énergie de la hauteur de chute d'un cours d'eau ainsi que de son débit. C'est le principe des barrages : une importante quantité d'eau est stockée dans un « lac de retenue ». Pour alors obtenir de l'énergie, il faut transformer cette énergie stockée en énergie cinétique, c'est-à-dire en la mettant en mouvement. L'eau traverse des conduites contenues dans le barrage et placées à la verticale. La centrale est située en contrebas et utilise la force de l'eau créée afin d'entraîner une turbine. C'est cette dernière qui va enclencher l'alternateur pour qu'il puisse émettre un courant électrique. Plus les chutes d'eau sont hautes, plus l'énergie que la centrale pourra en tirer sera puissante ;
• En installant une hydrolienne: elle exploite l'énergie des courants marins. Une hydrolienne ressemble à une éolienne mais ne se situe pas sur la terre mais bien dans l'eau. Elle est également plus petite qu'une éolienne pour une même puissance, la masse volumique de l'eau étant supérieure à celle de l'air ;
• En créant une centrale marémotrice: elle est basée sur l'énergie des marées. C'est grâce à la différence de hauteur de la mer que l'électricité va pouvoir être produite. Le système mis en place ressemble à celui d'un barrage : un bassin est isolé de la mer et la marée haute va l'approvisionner en eau tandis que la marée basse le videra. Ces différentes actions sont exécutées avec des vannes qui vont activer les turbines et les alternateurs. L'électricité est alors produite.

La biomasse

À quoi correspond la biomasse ? Elle rassemble en fait des matières organiques ou végétales qui peuvent être transformées en énergie. L'utilisation des ordures ménagères et agricoles font de la biomasse une énergie moins verte que celle constituée par le vent ou le soleil. Elle peut même devenir polluante lorsque la matière organique dégage du CO₂ ou des fumées lors de sa combustion.

La biomasse est considérée comme une source d'énergie renouvelable tant qu'il n'y a pas de surexploitation des ressources. La fertilité du sol ainsi que la biodiversité doivent dans ce cas être préservées. En Belgique, la biomasse est surtout utilisée en Wallonie mais elle est la première source mondiale d'énergie renouvelable, se plaçant devant l'éolien et le solaire.

Trois technologies existent pour convertir la biomasse en énergie. Il est alors question de "modes de valorisation", établis selon les caractéristiques des matières utilisées :

• La combustion : la biomasse génère de la chaleur lorsqu'elle est brûlée par combustion. Elle génère alors de nombreuses formes d'énergie comme de l'air chaud, de l'eau chaude, de la vapeur et de l'électricité ;
• La méthanisation: ce procédé correspond à la décomposition de matières putrescibles, ou "pourrissables", qui va générer du biogaz. Celui-ci va être capté et ensuite transformé en chaleur, en électricité et en carburant pour véhicules ;
• La transformation chimique : certaines matières végétales peuvent servir à la production de biocarburants. D'une part, le biodiesel, obtenu à partir d'huile végétale (colza, huiles usagées, etc.). D'autre part, l'éthanol, produit à partir de blé et de betterave, qui est incorporé dans le super sans plomb.

La géothermie

Dans le cas de la géothermie, l'énergie produite provient de la chaleur contenue dans les sous-sols de la Terre. Ceux-ci contiennent de l'eau à une température très élevée et plus elle est située en profondeur, plus elle sera chaude. La raison ? Elle se rapproche du centre de la Terre dont le noyau contient une énergie considérable. La température varie donc en fonction de l'emplacement de l'eau.

Par conséquent, celle-ci peut être utilisée à des fins différentes. Dans les zones peu profondes, dites "à basse température", la géothermie permettra surtout de chauffer les habitations. Par contre, les zones "à haute température", situées dans les régions volcaniques, sont idéales pour obtenir de l'électricité. Celle-ci peut être produite selon deux méthodes :

• Géothermie naturelle à haute énergie : dans les endroits volcaniques, la chaleur du centre de la Terre remonte et réchauffe d'immenses cavités d’eau stockées dans le sous-sol. L’eau y est alors disponible sous forme liquide ou sous forme de vapeur. Cette vapeur va actionner une turbine qui enclenchera un alternateur. Celui-ci produira alors de l’électricité ;
• Système géothermique stimulé : cette technologie n'est pas encore aboutie mais son but est de produire de l’électricité à partir de roches sèches. Elle est appelée "système géothermique stimulé" car l'eau chaude n'est pas immédiatement extraite du sous-sol, mais y est introduite pour y être réchauffée.

Le gaz renouvelable

Le gaz renouvelable, également connu sous le nom de gaz vert ou biogaz, est un type de gaz produit à partir de matières organiques renouvelables telles que les déchets organiques, les cultures énergétiques, les résidus agricoles ou les effluents d'élevage. Contrairement aux carburants fossiles comme le gaz naturel ou le pétrole, dont les réserves sont limitées et qui émettent des gaz à effet de serre lorsqu'ils sont brûlés, le gaz renouvelable est considéré comme une source d'énergie durable et respectueuse de l'environnement.

Les objectifs de production européens

En Belgique, la production d’électricité renouvelable a fortement augmenté en 10 ans pour atteindre 17,4 TWh en 2022. Cela s’explique principalement par l’augmentation progressive des capacités de production installées d'énergie éolienne terrestre (+14%) et solaire (+35%). Dans le cadre du paquet-climat énergie, l'Union européenne avait fixé à notre pays l'objectif de produire au moins 32 % de sa consommation d’électricité à partir de sources d’énergie renouvelables d'ici à 2030.

Par contre, en tant que signataire de l’Accord de Paris sur le climat, la Belgique s’est engagée à produire, dans tout le pays, de l’électricité exclusivement verte et 100 % renouvelable à l’horizon 2050. Et pour le moment, c'est mal parti. En effet, la Commission européenne exige de la Belgique que la part des énergies renouvelables soit amenée à 25% de l'énergie produite d'ici 2030. Mais d'après les derniers chiffres, le pays atteindrait à peine 17,4%, soit encore moins que les 18,3% prévus jusqu'ici.

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