Optimiser la gestion et l'utilisation de l'énergie

Transport et stockage de l’énergie

Les énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien sont intermittentes. Il convient donc de trouver une solution efficace de stockage afin d’en profiter pleinement.
La météorologie joue un rôle dans la production d’électricité photovoltaïque.
Nos besoins en chauffage, en éclairage, ainsi que notre consommation liée aux appareils électroménagers et au matériel électronique sont par définition corrélés à nos horaires professionnels et à la tombée de la nuit. L’apport et la demande en électricité sont décalés, d’où la nécessité de stocker efficacement l’énergie.
L’énergie d’origine éolienne ne fait pas exception. Les facteurs ne sont pas tout à fait similaires, mais le principe reste le même : l’apport est variable puisqu’il est dépendant de la vitesse des vents. L’avantage des éoliennes est qu’elles peuvent produire en permanence, de jour comme de nuit, mais cet apport est difficile à anticiper.

Le stockage de l’électricité n’est pas possible directement. Il faut la convertir en une autre forme d’énergie, par exemple mécanique ou électrochimique.
On peut se servir pour stocker l’électricité de pile au lithium ou de pile à dihydrogène.
Cette pile met en jeu des réactions d’oxydoréduction classiques impliquant du dihydrogène (2H₂) et du dioxygène (O₂). L’avantage est qu’elle n’utilise que des gaz pour fonctionner et ne produit que de l’eau. La réaction est :

$$2H_2 (gaz) + O_2(gaz) \rightleftarrows 2H_2O_{(gaz)}$$

On peut également stoker de l’énergie potentielle de pesanteur par pompage depuis une station hydroélectrique.
Ce principe de fonctionnement est celui d’une conversion électrique en énergie potentielle de pesanteur (potentiel énergétique dû à la force gravitationnelle) : l’eau pompée en amont va naturellement redescendre une fois le robinet ouvert, et va transformer l’énergie potentielle en énergie cinétique (énergie de mouvement), qui va ensuite devenir une énergie mécanique de rotation en passant par la turbine, qui va elle-même transformer ce mouvement en électricité grâce à un alternateur.

Les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO₂) absorbent ou renvoient 50 % du rayonnement solaire, protégeant ainsi les différentes formes de vie présentes sur Terre d’irradiations trop importantes. Mais une fois la surface de la planète chauffée, celle-ci renvoie des rayons infrarouges vers l’espace. C’est ce rayonnement qui est majoritairement retenu par notre atmosphère, d’où la qualification de « serre » pour décrire ce phénomène
Il existe 3 types de rayonnements émis par les déchets radioactifs.
Les particules $\alpha$ : un rayonnement α est une désintégration radioactive d’un noyau père qui émet deux noyaux fils dont un d’hélium.
Les particules $\beta$ : un rayonnement β traduit une désintégration lors de laquelle un électron (chargé négativement) ou un positon (chargé positivement) est émis.
Les rayons $\gamma$ forment un rayonnement électromagnétique puissant provoqué par la désexcitation d’un noyau atomique fils après une désintégration.