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La vengeance de la bouillotte

Thu, 20 Jan 2022 00:00:00 +0000

Grâce aux bouillottes, nous pourrions économiser beaucoup d’énergie et d’argent sans avoir à sacrifier notre confort thermique. Elles marchent aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. Illustration : Marie Verdeil.

Une bouillotte est un récipient refermable rempli d’eau chaude, souvent couvert par une housse en tissu, qui se place contre une partie du corps pour rester au chaud. La bouillotte est encore, aujourd’hui, un objet d’usage courant dans plusieurs coins du monde comme au Royaume-Uni et au Japon. Mais on l’oublie bien souvent dans la majorité du monde industrialisé. Si elle est bien connue, elle est plus souvent associée au soulagement de douleurs qu’au confort thermique, on l’associe également aux personnes les plus pauvres et les plus âgés.

Pourtant, j’ai envoyé une douzaine de bouillottes à mes amis et ma famille comme cadeau de Noël et leurs réactions étaient presque unanimement positives. Les gens sont plutôt surpris qu’un objet si modeste puisse apporter autant de confort. N’ayant ni le temps, ni le budget d’envoyer des bouillottes à tout le monde, j’ai décidé d’écrire cet article. Il se base principalement sur ma propre expérience – j’ai utilisé des bouillottes pendant des années et elles sont la seule source de chaleur dans mon appartement.

L’histoire de la bouillotte

En 1903, l’inventeur croate Eduard Penkala dépose le brevet de la bouillotte en caoutchouc qu’il nomme alors le « Termofor ». Mais elle n’est pas apparue du jour au lendemain. L’histoire de la bouillotte, bien que celle-ci ait eu d’autres apparences, commence bien plus tôt.

Bouillotte en caoutchouc, fabriquée en Allemagne (1925-35). Source : [Museum Rotterdam](https://museumrotterdam.nl/collectie/item/76113-A-B).

Les premières « bouillottes » n’étaient autres que des êtres humains et des animaux. Dans les temps anciens, les gens se réchauffaient en se serrant les uns contre les autres. Par exemple, il était courant que tous les membres d’une famille, et même les invités, dorment ensemble dans le même lit. ¹ Les gens profitaient également de leurs animaux pour se réchauffer – des « bouillottes » vivantes à fourrure.

Ils se blottissaient contre des vaches et cochons, qui partageaient l’espace de vie ou restaient dans l’écurie en dessous. Au 18ème siècle, les femmes riches achetaient des « chiens à mains » spécialement élevés – des caniches toys – pour se réchauffer les genoux et mains. ² Les chauffages personnels prenaient également la forme d’objets – des pierres, briques, pommes de terre – réchauffés au feu de bois, enveloppés dans du papier ou du tissu, et placés sur les genoux, dans les poches, ou bien dans le lit.

Dès les années 1 500, les gens commencent à utiliser toutes sortes de récipients portables remplis de braises chaudes, avec lesquels ils réchauffaient leurs pieds, leurs mains et leurs lits. ³ La plupart de ces récipients étaient faite en métal, en cuivre ou en laiton, puis placée dans des boîtes en bois ou céramique pour ne pas se brûler. Au fil du temps, les braises chaudes se sont vues remplacées par de l’eau chaude, plus propres et moins dangereuse.

Au départ, ces premières « vraies » bouillottes étaient fabriquées dans des matériaux solides comme le ver, le métal ou le grès. Ce n’est qu’à partir de l’invention du caoutchouc vulcanisé au 19ème siècle que les bouillottes plus légères et flexibles voient le jour. Des amis Espagnols m’ont parlé de bouillottes fabriquées à partir de peaux d’animaux bien que je n’aie pu vérifier cette information. Ça ne serait pas étonnant, étant donné que, partout dans le monde, on utilisait des « outres » pour transporter des liquides.

Exemple d'une bouillotte couramment utilisée dans les foyers au 20ème siècle avant l'arrivée des bouillottes en caoutchouc (Années 1940, Melbourne, Australie). Source : Victorian Collections. [https://victoriancollections.net.au/items/5a2622e921ea6a17dcba0799](https://victoriancollections.net.au/items/5a2622e921ea6a17dcba0799).

Fabriqué par Kenworty Son and Company à Southport, en Angleterre, ce modèle ovale est incurvé et adapté à la forme du corps. Source : Science Museum, London. (CC BY 4.0). [https://wellcomecollection.org/works/gf42542b](https://wellcomecollection.org/works/gf42542b).

Bouillotte hexagonale, Autriche, 1791-1798. Cette bouillotte est faite en étain et est ornée d’une gravure représentant une forêt. Source : Science Museum, Londres. (CC BY 4.0). [https://wellcomecollection.org/works/b452vwjm](https://wellcomecollection.org/works/b452vwjm).

Ce chauffe-pied (fabriqué en 1927) était utilisé pour réchauffer et réconforter les patients qui séjournaient à l’hôpital. Fabriquée en fer et en étain, on la remplissait d'eau chaude avant de la refermer à l’aide d’un bouchon. Fabriquée à : Glasgow, Écosse, Royaume-Uni. Source : Science Museum, Londres. (CC BY 4.0). [https://wellcomecollection.org/works/mfjujndv](https://wellcomecollection.org/works/mfjujndv)

Chauffe-pied Français, date inconnue. Source : Musée Départemental Albert Demard

Bouillottes contemporaines

La bouillotte classique trouvable en magasin aujourd’hui est faite en caoutchouc ou en PVC. Ce dernier a quelques avantages, il est moins cher et peut être transparent. Malheureusement, le PVC, contrairement au caoutchouc, contient des produits chimiques (qui donnent sa souplesse au plastique). Une troisième option, plus difficile à trouver : les bouillottes en plastique dur sans assouplissants chimiques.

La bouillotte Japonaise à forme distincte – le « yutampo » – est, aujourd’hui, généralement faite à partir de ce plastique. On retrouve des traces de son utilisation datant du 15ème siècle à l’époque où elle était fabriquée en métal ou en grès. Bien évidemment, toutes sortes de récipients peuvent être utilisés comme bouillotte. J’ai déjà utilisé des bouillottes en métal et même en plastique – j’en reparle dans le reste de l’article.

Malgré sa mauvaise image, la bouillotte connaît, ces derniers temps, d’intéressantes innovations.

La bouillotte typique a une forme rectangulaire et peut contenir jusqu’à deux litres d’eau. Pourtant, malgré sa mauvaise image, la bouillotte connaît, ces derniers temps, d’intéressantes innovations. L’une des premières avancées est l’apparition d’une bouillotte rectangulaire plus petite, pouvant contenir de 0,2 à 0,8 litres d’eau. Vu leur taille, elles étaient plutôt destinées aux enfants, mais elles pouvaient tout aussi bien servir aux adultes qui les glissaient dans leurs poches ou à l’intérieur de leurs vêtements.

Aujourd’hui, il existe aussi des bouillottes plus grandes, qui peuvent contenir jusqu’à 3 litres d’eau, voire plus. Finalement, la bouillote qui a connu le plus de succès est celle en forme de saucisse : une bouillotte de 80 cm de longueur. On peut l’attacher autour de sa taille ou la serrer contre soi dans le canapé ou au lit. Elle peut aussi d’être partagée et sa forme la rend extrêmement confortable. Elle peut contenir jusqu’à deux litres d’eau.

Bouillotte en caoutchouc et en PVC. Image par Marie Verdeil.

Bouillotte en caoutchouc. Image par Marie Verdeil.

Une bouillotte japonaise, ou « yutampo », fabriquée en plastique dur. Source : All About Japan. [https://allabout-japan.com/en/article/6244/](https://allabout-japan.com/en/article/6244/)

On trouve encore des yutampo Japonais en métal. Source : Maruka.

Comment utiliser une bouillotte ?

Ceux qui connaissent les bouillottes, pensent souvent tout de suite à les utiliser au lit. Pourtant, elles peuvent vous garder chaud toute la journée, n’importe où, comme dans le canapé, à votre bureau ou, encore mieux, à table.

J’utilise une, deux voire trois bouillottes à la fois, selon la température qu’il fait. Je les mets sur les genoux, dans le bas du dos et/ou sous les pieds. Même si la bouillotte ne réchauffe que ces parties du corps directement, sa chaleur se repend partout dans le corps grâce à la circulation sanguine.

On peut utiliser sa bouillotte sous une couverture pour plus de confort. Si je mets une couverture sur mes genoux quand je suis à mon bureau, la bouillote reste chaude encore plus longtemps.

Encore mieux : les couvertures avec un trou au milieu pour y mettre sa tête – les ponchos en fait – ou celles à manches. Si elles sont assez grandes, elles peuvent s’utiliser comme des tentes et garder le corps entier dans ce microclimat créé par les bouillottes. Draper une source de chaleur de vêtements amples était, auparavant, une stratégie de confort assez commune.

Une couverture retient la chaleur des bouillottes. Illustration par Marie Verdeil.

Il est même possible d’aller un peu plus loin en mettant une grande couverture sur la table avec ses jambes en dessous. Ces techniques pour se réchauffer ont été utilisées dans plusieurs parties du monde, généralement avec du charbon chaud comme source de chaleur, comme par exemple le « kotatsu » Japonais, le « korsi » du Moyen-Orient ou encore le « brasero de picón ».

Les deux premières sont plutôt utilisées au sol – on est assis par terre – tandis que la dernière est adaptée à la hauteur de chaise habituelle utilisée en Occident. C’est facile à mettre en place – et quelques bouillottes font une source de chaleur idéale.

Bouillottes en extérieur

Les techniques décrites ci-dessus ne fonctionne qu’en restant sur place pendant leur utilisation. Le besoin de source de chaleur externe diminue quand on est actif car le corps produit lui-même de la chaleur.

Malgré tout, les bouillottes peuvent aussi tenir chaud en déplacement. Elles peuvent être portées sous les vêtements ou même dans des sac (à dos) spécialement conçu pour. Un petit sac à dos contenant une bouillotte – entre les omoplates – fonctionne très bien aussi assis sur une chaise.

Les bouillottes peuvent fournir du confort thermique même avec les fenêtres ouvertes. Illustration par Marie Verdeil.

Les bouillottes marchent aussi bien en extérieur – à condition que le corps soit protégé des intempéries – qu’en intérieur avec les fenêtres ouvertes. Les chauffages modernes fournissent du confort thermique en réchauffant l’air d’une pièce, une approche qui, bien évidemment, ne marche pas trop en extérieur ou dans les intérieurs trop aérés. Les bouillottes réchauffent les gens grâce au contact physique direct (une méthode de transfert de chaleur qu’on appelle la conduction). Elles réchauffent les gens, non les espaces..

Ce qui fait des bouillottes une alternative pratique et durable pour se réchauffer sur les terrasses de bars et dans les restaurants. L’investissement est minimal : quelques bouillottes et une bouilloire – l’eau se réutilise à l’infini. Sinon, les gens pourraient apporter leurs propres bouillottes et les remplir en terrasse.

Les bouillottes sont une alternative pratique et durable pour se réchauffer sur les terrasses de bars et dans les restaurants.

On peut même aller plus loin et envisager une infrastructure publique permettant de remplir sa bouillotte, pas seulement dans des bars mais à plusieurs endroits comme dans des écoles, des bureaux, et des endroits publics. ⁴ Les gens pourraient se rassembler autour de fontaines à eau chaude, comme ils le font déjà autour de fontaines à eau froide.

Historiquement, les bouillottes – et ses prédécesseurs à base de charbon – étaient utilisés en dehors des foyers. Elles étaient couramment utilisées dans les trains et les bus, tout comme dans les églises, qui n’avaient pas de chauffages. Des petites bouillottes avec des cordons de transport et des housses en tissu se glissaient dans les gants en fourrure ou les poches. Aujourd’hui, on pourrait aussi garder de l’eau chaude dans un thermos pour ensuite la verser dans une bouillotte.

\"Queens Muff Warmer\". Source : Antiques Atlas. [https://www.antiques-atlas.com](https://www.antiques-atlas.com).

Bouillotte rectangulaire incurvée, France, 1751-1810. Des oiseaux et des plantes sont gravés sur cette bouillotte. Sa forme permet d’épouser parfaitement le corps. Source : Science Museum, Londres. (CC BY 4.0). [https://wellcomecollection.org/works/g5ufhayn](https://wellcomecollection.org/works/g5ufhayn).

Combien économise-t-on avec les bouillottes ?

Comme on peut s’y attendre, il y a très peu – voir pas – de recherche académique sur le potentiel des bouillottes et l’énergie que l’on peut économiser grâce à elles. Récemment, les scientifiques travaillent plus sur les dispositifs personnels plus sophistiqués comme les bureaux et chaises chauffés électriquement, les résistances chauffantes ou encore les oreillers chauffants à batterie. ⁵⁶⁷

Ces alternatives semblent inutilement complexes quand on les compare avec les bouillottes. Il y a plusieurs manières de réchauffer l’eau de façon high-tech comme low-tech, et les récipients peuvent être fabriqués dans des matériaux locaux.

Néanmoins, ces études montrent que les sources de chaleur personnelles avec des effets similaires de ceux de la bouillotte pourraient permettre d’économiser beaucoup d’énergie tout en gardant et souvent en améliorant le confort thermique. Par exemple, une étude a révélé que baisser la température dans un bureau de 20,5°C à 18,8°C et donner à des salariés une chaise chauffante pour compenser la perte de confort, augmentait le confort thermique et diminuait l’usage de l’énergie de 35 %.

Peu de méthodes de rénovations des locaux permettraient d’économiser autant pour un si petit investissement. Pourtant, dans cette expérience, peu de température était perdue. Si les appareils chauffants personnels étaient utilisés avec des vêtements bien isolants et/ou des couvertures, les économies d’énergie pourraient devenir encore plus marquantes.

Une autre manière d’examiner les économies d’énergie potentielles de la bouillotte est de calculer l’électricité utilisée pour la chauffer et de comparer ces résultats avec ceux d’un chauffage central. Vu que les bouillottes en caoutchouc ou en PVC ne peuvent être remplies que deux tiers pour rester sans danger et confortable, j’imagine un modèle plus grand – 3 litres – qui peut contenir 2 litres en pratique.

Cela fait en sorte que les calculs fonctionnent aussi pour les récipients que l’on peut remplir complètement, comme le yutampo Japonais. Il nous faut 4 200 joules pour augmenter la température d'1 litre d'1 degré Celsius, ce qui veut dire que réchauffer 2 litres d’eau de 10°C à 60°C exige 420 kilojoules ou bien 116,7 watt par heure.

Publicité pour les bouillottes « Cosimax » de Westbrook & Thompson Ltd's, faites en caoutchouc Dunlop. 1938. Science Museum / Science & Society Picture Library. Source : [https://www.ssplprints.com/image/95677/sleep-well-hot-water-bottle-august-1938](https://www.ssplprints.com/image/95677/sleep-well-hot-water-bottle-august-1938).

En comparaison, l’énergie utilisée pour se chauffer au gaz dans une maison moyenne en Belgique – qui a un climat modéré – est de 20 000 kWh par an. Si on suppose que le chauffage moyen Belge n’est utilisé que pendant six mois par an, l’énergie utilisée quotidiennement est de 109,6 kWh par jour. On pourrait réchauffer à peu près 900 bouillottes par jour – assez pour garder tout le quartier au chaud.

Imaginons que quatre foyers utilisent chacun deux bouillottes simultanément et les réchauffent toutes les deux heures dans la journée (16 heures). La somme d’énergie sera alors en dessous de 4 kWh, soit quasiment 30 fois moins que le chauffage utilisé par une maison Belge moyenne.

Je ne dis pas tout ça pour qu’on se mette à remplacer tous les chauffages par des bouillottes. Les hivers plutôt courts et doux ici à Barcelone me permettent d’utiliser uniquement des bouillottes pour me chauffer, vu que les températures baissent rarement en dessous des 12°C dans mon appartement.

Dans les climats moins favorables, on peut utiliser des bouillottes en plus d’un chauffage central. Les bouillottes créent des îlots de confort thermique pour les activités demandant peu d’effort physique pendant que le reste de l’espace reste assez confortable pour y circuler ou y faire des activités plus physiques.

Sécurité

L’eau chaude est moins dangereuse que le charbon chaud, mais n’est pas sans-risque et les bouillottes devraient toujours être utilisées avec précaution. Les instructions exigent de ne pas utiliser de l’eau bouillante, ce qui est déjà un conseil judicieux, mais l’eau chaude n’a pas besoin d’être bouillante pour être dangereuse. L’eau à plus de 60°C peut ébouillanter et engendrer des blessures très sérieuses.

C’est pour cette raison que l’on conseille d’utiliser l’eau du robinet, ou toute autre source d’eau chaude de moins de 60°C. Cette température est suffisamment haute pour vous garder au chaud et le seul avantage d’utiliser de l’eau plus chaude est qu’il faut la réchauffer moins souvent.

L’eau trop chaude peut ébouillanter de plusieurs façons. Premièrement, on peut se renverser de l’eau sur les mains en remplissant sa bouillotte. Ensuite, une bouillotte en caoutchouc ou en plastique peut fuir par le bouchon ou par la couture.

Dernièrement – et c’est le pire scénario – la bouillotte peut éclater et répandre deux litres d’eau chaude sur la personne qui l’utilise. Ces accidents sont rares car les bouillottes modernes sont faites selon des standards de qualité. Pourtant, ils arrivent, la plupart du temps parce que la bouillotte est complètement usée.

La bouillotte Jayne Mansfield est sortie en 1957. La personnage Mansfield – dans une pose pin-up avec ses mains derrière son cou en bikini noir – est faite en plastique rose « rougissant » avec un bouchon en forme de chapeau et mesure près de 50 cm des pieds à la tête. Source : [https://vintagenewsdaily.com/at-the-height-of-her-career-in-the-1950s-jayne-mansfield-even-modeled-for-this-awesome-hot-water-bottle/](https://vintagenewsdaily.com/at-the-height-of-her-career-in-the-1950s-jayne-mansfield-even-modeled-for-this-awesome-hot-water-bottle/).

Pour utiliser les bouillottes en caoutchouc ou le PVC en toute sécurité à des températures plus élevées, il est important d’y faire attention et de les remplacer après quelques années d’utilisation. Si l’on tient vraiment à utiliser de l’eau plus chaude, la bouillotte en métal – dans une housse pour empêcher de se brûler – reste l’option la moins dangereuse.

Toutefois, si l’on utilise de l’eau en dessous de 60°C, la pire chose qui puisse arriver c’est de devenir tout mouillé. Si l’on utilise une bouillotte PET, il est important de ne surtout pas dépasser la température maximale, car elles peuvent fondre exposées à des températures trop élevées. De plus, la bouillotte devrait être jetée après, comme que les températures trop hautes peuvent faire ressortir des produits chimiques dans l’eau.

Utilisation d’eau & infrastructure

Les bouillottes nécessitent également une source d’eau. On peut réutiliser la même eau des milliers de fois, limitant ainsi l’utilisation d’eau à quelques litres pour toute la longueur de vie de la bouillotte. Cependant, ce n’est pas toujours la solution la plus pratique. Dans les maisons modernes, l’eau chaude peut provenir d’une bouilloire électrique, d’une casserole ou encore du robinet d’eau chaude.

Même si l’eau chaude du robinet est la source la moins dangereuse pour une bouillotte, une fois que l’eau a refroidi, il n’y a aucun moyen de faire repasser l’eau par les tuyaux pour la réchauffer. De plus, l’eau du robinet met un peu de temps à se réchauffer, donc on va consommer plus de deux litres.

Même réduire la fréquence de ses douches permet d’économiser facilement l’eau et l’énergie nécessaire pour garder une bouillotte constamment chaude.

Utiliser une bouilloire électrique – ou une casserole – permet de réutiliser l’eau plusieurs fois, mais cela présente également quelques inconvénients. Tout d’abord, si jamais on ne peut pas programmer la température de l’eau d’une bouilloire, on doit la garder bien à l’œil pour faire en sorte que l’eau ne chauffe pas trop. Je résous ce problème en mettant un thermomètre digital dans la bouilloire en chauffant l’eau.

En plus, si l’on utilise une bouilloire pour chauffer l’eau d’une bouillotte en caoutchouc, celle-ci ne peut plus être utilisé pour chauffer de l’eau pour la consommation humaine car elle aura un goût mauvais. Il faudra donc utiliser une bouilloire différente pour l’eau des bouillottes, ou bien réchauffer l’eau dans la seule bouilloire de la maison puis la verser dans l’évier une fois refroidie.

Même si l’on ne peut pas réutiliser l’eau pour notre propre usage, on peut, par exemple, arroser ses plantes avec, le gaspillage reste donc assez limité. La douche moyenne peut remplir jusqu’à 37 bouillottes. De même, une douche moyenne correspond à la quantité d’énergie nécessaire pour réchauffer 17 bouillottes (qui ont de l’eau plus chaude que celle de la douche). Par conséquent, même de fait de réduire la fréquence de ses douches permet d’économiser facilement l’eau et l’énergie nécessaire pour garder une bouillotte constamment chaude.

Bouillotte en grès (1901-1910). Source : Auckland War Memorial Museum

Les Japonais offraient un petit pot rond en grès – un « te-aburi » – rempli de charbon chaud à leurs invités. Des chauffe-mains en cuivre ou bronze de quelques centimètres de diamètre, souvent perforés et avec des poignées de transport, appelés « shou lu » étaient utilisés en Chine. Image dans le domaine public. En savoir plus : [https://homethingspast.com/2011/11/26/hand-warmers-muff-warmer/](https://homethingspast.com/2011/11/26/hand-warmers-muff-warmer/).

Bouillottes froides

On peut aussi utiliser les bouillottes pour se rafraîchir. Dans ce cas-là, on les remplit d’eau froide avant de les mettre au congélateur. Rafraîchir les gens et beaucoup plus efficace que de rafraîchir des pièces entières. Je n’ai pas de climatisation et je suis complètement dépendant de mes ventilateurs et de bouillottes froides en été, quand les températures dépassent les 30°C. J’utilise les « bouillottes froides » de la même façon que les bouillottes chaudes – au lit, sous mes pieds ou bien contre mon dos.

Pour me rafraîchir, j’utilise les bouillotte PET en plastique et des récipients en métal, mais pas les bouillottes en caoutchouc car elles durcissent et deviennent fragile. Il faut bien faire attention à ne pas remplir la bouillotte complètement – le volume de l’eau augmente une fois congelée – et de mettre la bouillotte dans une housse protectrice pour empêcher de se geler la peau. Il faut également garder à l’esprit que de la condensation se forme sur la bouillotte à mesure que la glace fond et qu’elle peut mouiller les vêtements – même si cela permet de se rafraîchir encore plus. Comme les bouillottes chaudes, les bouillottes froides fonctionnent aussi bien en extérieur qu’en intérieur.

Cette coutume avait des règles strictes. Par exemple, les hommes invités dormaient d’un côté du lit, tandis que les femmes de la famille dormaient de l’autre côté. Source : Ekirch, A. Roger. At day’s close: night in times past. WW Norton & Company, 2006. ↩︎
https://www.encompassingdesigns.com/blog/hot-water-bottlesa-thing-of-the-past ↩︎
La « casserole chauffante » ou le « chauffe-lit » était un récipient en métal rempli de charbon chaud avec une longue poignée. On la glissait entre les couvertures du lit pour ensuite la passer partout dans le lit pour bien en réchauffer chaque recoin avant d’y rentrer. Une autre solution pour réchauffer le lit : le « lit chariot », une extension ou une étagère en bois conçue pour tenir un pot rempli de charbon chaud, qui était glissée sous le lit avec un couvercle en métal. Contrairement à la casserole chauffante, le lit chariot apporte de la chaleur toute la nuit. Voir : http://www.oldandinteresting.com/warming-the-bed.aspx ↩︎
Quelques villes avaient des systèmes publics pour fournir de l’eau chaude. Par exemple, pendant la première moitié du 20ème siècle, la ville de Rotterdam avait plusieurs centaines de « distillateurs d’eau » ou les gens venaient remplir leurs seaux d’eau chaude pour l’utiliser à la maison. Depuis très longtemps, il est coutume, en Chine, de fournir de l’eau chaude aux citoyens partout où ils vont – surtout pour boire. À partir des années 1830, les magasins à eau chaude – connus sous le nom de « laohuzao » ou « poêle tigre » – apparaissent dans les grandes villes tout au long de la rivière Yangtze. Aujourd’hui, en Chine, quasiment chaque bâtiment public, entreprise et bureau d’administration dans les écoles a une fontaine à eau chaude – même les TGV. En savoir plus : https://www.sixthtone.com/news/1000919/the-history-behind-chinas-obsession-with-hot-water. ↩︎
Verhaart, Jacob, Michal Veselý, et Wim Zeiler. « Personal heating: effectiveness and energy use. » Building Research & Information 43.3 (2015) : 346-354. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09613218.2015.1001606 ↩︎
Deng, Qihong, et al. « Human thermal sensation and comfort in a non-uniform environment with personalized heating. » Science of the total environment 578 (2017): 242-248. ↩︎
Mishra, A. K., M. G. L. C. Loomans, and Jan LM Hensen. « Thermal comfort of heterogeneous and dynamic indoor conditions—An overview. » Building and Environment 109 (2016): 82-100. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360132316303560 ↩︎

Centrales solaires thermiques : un avenir prometteur

Tue, 26 Jul 2011 00:00:00 +0000

Image : [ARUN](http://www.clique.in/arun.html).

Le discours sur les énergies renouvelables est souvent centré sur la production d’électricité. Pourtant, les panneaux solaires et éoliennes ne sont pas suffisamment performants pour produire l’énergie dont nous avons le plus besoin, à savoir la chaleur.

Une source d’énergie thermique renouvelable serait incontestablement utile à l’alimentation de processus industriels tels que la fabrication industrielle de produits chimiques, la fonte de métaux ou encore la production de puces électroniques. Utiliser l’énergie solaire en direct serait la solution. En effet, créer de nouvelles centrales d’énergie renouvelable à partir de sites préexistantes, posant ainsi les jalons d’une civilisation industrielle réellement durable.

il manque un élément à notre stratégie d’énergie durable: une source d’énergie thermique renouvelable

L’énergie utilisée dans le monde est principalement issue de la chaleur. L’énergie domestique, par exemple, est essentiellement centrée sur le chauffage de l’habitat, de l’eau et la cuisson. Au Royaume-Uni, ces activités représentent 85 % de la consommation d’énergie domestique, en Europe 89 % et aux États-Unis 61 % (sans compter la cuisine).

Mais le secteur industriel est, lui aussi, essentiellement basé sur l’énergie par la chaleur. Au Royaume-Uni, 76 % de l’énergie consommée est la chaleur. En Europe, cela représente 67 %. Je n’ai trouvé aucune donnée pour les États-Unis ou à l’échelle du monde, mais les chiffres doivent être similaires/comparables à ceux du Royaume-Uni et de l’Europe (probablement même supérieurs à l’échelle mondiale, car de nombreuses industries énergivores ont été délocalisées dans des pays en développement). Peu de choses sont fabriquées sans chaleur.

Les panneaux solaires et les éoliennes ne produisent pas d’énergie thermique

L’importance de la chaleur dans la consommation d’énergie totale contraste fortement avec nos efforts pour rendre l’infrastructure énergétique plus écologique. Deepl propose (et c’est pas bon): L’importance de la chaleur dans la consommation totale d’énergie contraste fortement avec nos efforts pour rendre l’infrastructure énergétique plus écologique. Il s’agit là de mettre en place une énergie renouvelable à l’aide d’éoliennes et de panneaux solaires. S’il est possible de transformer de l’énergie en chaleur, comme avec le chauffage électrique ou encore la cuisson électrique, cette solution est non productive.

Image : Énergie thermique.

On s’imagine souvent que la parité réseau, c.-à-d. une fois que le coût de l’énergie renouvelable sera similaire à celui de l’énergie fossile, règlera le problème. Mais pour rivaliser avec les combustibles fossiles, les énergies renouvelables doivent également atteindre la ‘parité thermique’.

Bien qu’aujourd’hui, dans certaines régions, utiliser des éoliennes ou des panneaux solaires pour produire de l’électricité soit aussi peu coûteux que d’utiliser du gaz ou du charbon, il reste tout de même bien moins cher de générer de la chaleur avec du fioul, du gaz ou du charbon qu’à l’aide d’éoliennes et de panneaux solaires. La raison ? Il faut 2 à 3 kWh d’énergie thermique fossile pour produire 1 kWh d’éléctricité. Br^ler des comb. fossiles entraîne un coût alors 2 à 3 fois inférieur à celui d’une technologie électrique renouvelable ayant atteint la parité du réseau.

La fabrication d’éoliennes et de panneaux solaires nécessite une source de chaleur

Pour atteindre une vraie parité thermique, le coût des panneaux solaires et des éoliennes devra donc baisser de manière significative. Cela peut sembler raisonnablement faisable, surtout si l’on s’attend à ce que le prix des combustibles fossiles augmente. Non ! Dites-le naturellement, en français. Mais entendez bien : même si les sources d’énergie renouvelables comme les éoliennes et les panneaux solaires visent à remplacer les combustibles fossiles, nous ne devons pas perdre de vue qu’elles dépendent, de manière continue,de ces énergies fossiles.

Non pas pour leur fonctionnement, mais pour leur fabrication. Aucune usine fabriquant des panneaux solaires photovoltaïques ou des éoliennes n’utilise l’énergie générée par ses propres produits. Pourquoi ? Parce que produire la chaleur nécessaire à cette production reviendrait 2 à 3 fois plus cher. Par exemple, produire l’acier et le silicium utiles aux … demande beaucoup de chaleur. Ainsi, le coût de production sera négativement impacté par la flambée des prix des combustibles fossiles.

Aucun fabricant de panneaux solaires photovoltaïques n’utilise d’énergie générée par ses propres produits, car cela lui coûterait 2 à 3 fois plus cher de produire la chaleur nécessaire à la production d’acier et de silicone.

Il en va de même pour les batteries, un élément essentiel des voitures électriques et du stockage d’électricité renouvelable ainsi que pour de nombreuses autres technologies vertes modernes comme les LED et les pompes à chaleur.Mal dit => Deepl : Il en va de même pour les batteries, qui sont un élément essentiel des voitures électriques et du stockage de l’électricité renouvelable, ainsi que pour de nombreuses autres technologies vertes modernes, telles que les LED et les pompes à chaleur. MAL DIT, reformuler => La chaleur nécessaire à leur production peut être générée pour un prix 2 à 3 fois plus bas en brûlant des combustibles fossiles qu’en utilisant des éoliennes ou des panneaux solaires (l’électricité bon marché des centrales hydroélectriques est également une option, mais son potentiel est limité). Voilà donc un nouveau problème auquel nous devons faire face, car nous devrons produire de nouvelles éoliennes et de nouveaux panneaux solaires tous les 20 à 30 ans, ainsi que de nouvelles batteries tous les 5 à 10 ans.

Source renouvelable d’énergie thermique

Pour fonctionner, notre stratégie d’énergie renouvelable a besoin d’une source thermique renouvelable. En effet, l’énergie géothermique produit de la chaleur. Mais celle-ci se limite aux régions volcaniques. Nous pourrions également considérer la biomasse, mais elle se heurte à de nombreux obstacles. Malheureusement, notre planète connaît des limites de production qui ne sauraient satisfaire nos besoins de consommation. Il ne nous reste alors qu’une source d’énergie thermique efficace et inépuisable : l’énergie solaire, .

Image : [ARUN](http://www.clique.in/arun.html).

On voit souvent l’énergie solaire comme un moyen complémentaire de produire de l’électricité via des panneaux photovoltaïques ou des centrales d’énergie solaire thermique. Mais elle peut être utilisée directement sans nécessiter de générer d’électricité. Il existe deux méthodes pour collecter l’énergie solaire directe. La première consiste à utiliser des capteurs plans, fonctionnant avec de l’eau ou des capteurs à tubes sous vide qui captent les rayons solaires dans n’importe quelle direction et qui peuvent atteindre les 120°C. La deuxième méthode est fondée sur l’utilisation de capteurs à concentration, capables de générer des températures bien plus importantes, ils suivent la trajectoire du soleil et concentrent ses rayons.

Ces derniers peuvent utiliser des miroirs cylindro-paraboliques, des miroirs de Fresnel, des miroirs paraboliques ou encore des tours solaires. La majorité de ces technologies a vu le jour au début du 20ème siècle.

Énergie solaire thermique contre chaleur solaire thermique

Le problème avec cette technologie, c’est qu’on l’utilise principalement pour les mauvaises raisons. Dans les centrales actuelles d’énergie thermique solaire, on convertit l’énergie générée en vapeur (grâce à une chaudière à vapeur), on transforme ensuite la vapeur obtenue en électricité (via une turbine à vapeur qui alimente un générateur électrique). Ce procédé est tout aussi efficace que de convertir de l’électricité en chaleur : on perd deux tiers de l’énergie en convertissant de la vapeur en électricité. C’est une des raisons principales pour lesquelles utiliser l’énergie solaire thermique pour produire de l’électricité n’est rentable que dans les régions désertiques.

Utiliser l’énergie solaire concentrée pour générer de la chaleur au lieu de la convertir en électricité - ce qui gaspillerait deux tiers de l’énergie - serait rentable partout dans le monde.

Image : Une centrale solaire thermique.

Utiliser l’énergie des centrales solaires thermiques pour générer de la chaleur au lieu de la convertir en électricité permettrait de produire de l’énergie pour un coût trois fois plus bas que son prix actuel et deviendrait rentable même dans les régions peu ensoleillées. La différence cruciale entre l’énergie solaire thermique et les autres énergies renouvelables produisant de l’électricité est que le solaire thermique se fonde sur l’énergie thermique. Par conséquent, contrairement au coût des autres énergies renouvelables, celui de l’énergie thermique utilisant cette technologie est bien inférieur au coût de l’électricité, ce qui lui permet de concurrencer l’utilisation de combustibles fossiles au niveau thermique.

Chaleur solaire à basse température

On peut le constater grâce aux capteurs plans et aux capteurs à tubes sous vide, utilisés pour chauffer l’eau des foyers et, dans une moindre mesure, pour chauffer les intérieurs. Cette technologie est utilisée sans aucune perte lors de la conversion et son coût rivalise avec celui des combustibles fossiles presque partout sur Terre. Selon les données de 2011 provenant du programme « Solar Heating and Cooling » de l’Agence Internationale de l’Énergie (IEA-SHC), la chaleur solaire thermique est devenue la deuxième source d’énergie renouvelable la plus utilisée après l’énergie éolienne. Elle est bien plus utilisée que l’énergie provenant de panneaux photovoltaïques ou de centrales solaires thermiques.La Chine compte pour près de 60 % de la part de chaleur solaire thermique utilisée dans le monde et l’Europe pour 20 %. Les États-Unis et le Canada (où cette énergie est utilisée principalement pour chauffer les piscines) comptent pour moins de 9 %.

Image : Énergie produite et capacité totale des différentes méthodes de création d’énergie renouvelable.

La Suède, le Danemark, l’Espagne, l’Allemagne et l’Autriche constituent les marchés les plus complexes en matière de solaire thermique. Ces pays disposent notamment d’installations de chauffage urbain à grande échelle, ainsi que d’un nombre grandissant de systèmes de climatisation et de refroidissement (utilisant un refroidisseur à absorption). On comptait, fin 2009, 115 réseaux de chauffage urbain et 11 systèmes de refroidissement fonctionnant à l’énergie solaire en Europe. Le Canada, l’Arabie saoudite et Singapour ont également fait construire quelques systèmes de chauffage solaire à grande échelle pour produire de l’eau chaude et chauffer et climatiser des intérieurs.

Le potentiel de la chaleur solaire appliquée aux processus industriels

Il ne fait aucun doute que nous devrions poursuivre nos efforts dans le développement de la chaleur solaire à des fins domestiques car son potentiel reste important. Mais ce n’est pas tout. Selon un rapport de 2008 (pdf) analysant la situation en Europe, la chaleur solaire pourrait être encore plus intéressante dans le processus industriel que pour le marché domestique. On estime à 30 % les besoins de chaleur de l’industrie inferieurs à 100 °C eu Europe. Cette chaleur pourrait être produite par des capteurs plans (< 80 °C) et des capteurs a tubes sous-vide qu’on utilise aujourd’hui à des fins domestiques.

Près de 60 % des besoins de chaleur de l’industrie européenne pourraient être satisfaits à l’aide de technologies rentables dont nous disposons déjà en nous servant d’énergie renouvelable sans aucun désavantage écologique.

Une autre part de cette demande, représentant 27 %, nécessite des températures moyennes (allant de 100 °C à 400 °C ). Elles pourraient être obtenues grâce à des versions améliorées de ces capteurs (jusqu’à 160 °C, voir ici) ainsi qu’à des outils de concentration solaire disponibles dans le commerce, actuellement utilisés principalement pour produire de l’électricité utilisant des miroirs cylindro-paraboliques, des miroirs paraboliques ou encore des miroirs de Fresnel.

Image : La chaleur thermique dans l’industrie.

Cela signifie qu’au moins 57 % des besoins de chaleur de l’industrie européenne (ou près de 40 % des besoins énergétiques industriels totaux) pourraient être satisfaits à l’aide de technologies rentables dont nous disposons déjà en nous servant d’énergie renouvelable sans aucun désavantage écologique. Cela serait bien plus avantageux (autant au niveau des coûts d’investissement que de l’énergie) que de remplacer une quantité similaire d’énergie fossile à l’aide de panneaux solaires ou d’éoliennes. Et bien sûr, cela pourrait se faire n’importe où, pas seulement en Europe.

Chaleur solaire dans l’industrie : ses utilisations aujourd’hui

À basse et moyenne températures, la chaleur solaire peut être utilisée de différentes manières dans les processus industriels. Elle peut servir à chauffer de l’eau pour nettoyer des bouteilles ou pour des processus chimiques. Elle peut également chauffer de l’air qui peut être ensuite utilisé dans des processus de séchage et de cuisson, par exemple dans l’industrie alimentaire et l’industrie du papier. Enfin, elle peut servir à générer de la vapeur qui peut être introduite dans les réseaux de distribution de chaleur, largement utilisés dans de nombreuses industries. Ce qui est intéressant, c’est qu’aucune de ces utilisations ne nécessiterait de remplacer les machines industrielles ou l’infrastructure de distribution déjà en place. Seule la source d’énergie serait modifiée.

Image : [Sopogy](http://sopogy.com/).

Certains fabricants de concentrateurs solaires ont commencé à promouvoir le fait que leurs produits sont capables de produire de la chaleur pouvant être utilisée dans l’industrie, en plus du fait qu’ils produisent de l’électricité. On peut citer, par exemple, Sopogy (entreprise hawaïenne qui vend des systèmes modulaires à miroirs cylindro-paraboliques - image ci-dessus), Solar Power Group (entreprise allemande qui vend des concentrateur à miroirs de Fresnel) ou encore HelioDynamics (vendeur américain qui propose une technologie similaire - image ci-dessous).

Image : [HelioDynamics](http://www.hdsolar.com/).

Les installations industrielles visant à utiliser la chaleur solaire sont encore rares, mais elles existent. Le fabricant allemand de systèmes de chauffage Viessmann a installé 260 m² de ses propres capteurs plans sur son usine en France afin de chauffer une eau destinée à un processus chimique, faisant ainsi un premier pas vers une production d’énergie renouvelable à partir d’énergie renouvelable. En Égypte, une centrale solaire thermique composée de 1 900 m² de capteurs cylindro-paraboliques fournit de la vapeur à une usine de produits pharmaceutiques.

Une installation solaire thermique similaire a été construite pour une laiterie en Grèce. En Californie, une usine de transformation alimentaire a installé 5 000 m² de capteurs paraboliques pour produire la vapeur utilisée dans son processus de fabrication. Plusieurs installations industrielles utilisant des capteurs plans et des concentrateurs ont été construites en Inde.

À basse et moyenne températures, la chaleur solaire peut être utilisée de différentes manières dans les processus industriels utilisant des machines et des conduites de distribution de chaleur déjà existantes.

Le système de concentrateur solaire ARUN utilise un miroir parabolique de Fresnel à focalisation ponctuelle et permet d’obtenir des températures comprises entre 80 °C et 400 °C. Il a été installé dans six installations industrielles, allant d’une usine laitière à un constructeur automobile (photo de gauche). L’Inde compte également plusieurs grandes installations de cuisson fonctionnant à l’énergie solaire pour des cuisines collectives (écoles, hôpitaux, usines, centres religieux).

Image : [ARUN](http://www.clique.in/arun.html)

La plus grande comprend 84 miroirs paraboliques et peut générer des températures de 650 °C et produire jusqu’à 38 500 repas par jour. La plus grande installation utilisant le chauffage solaire à ce jour a été récemment mise en place à Hangzhou, en Chine, où 13 000 m² de capteurs solaires installés sur le toit d’une usine textile servent à chauffer de l’eau utilisée pour la teinture.

Le Global Solar Thermal Energy Council (Conseil mondial de l’énergie solaire thermique) met continuellement à jour sa liste de nouvelles installations industrielles utilisant la chaleur solaire.

Utilisation des énergies renouvelables pour générer plus d’énergie renouvelable

Les 43 % restants des besoins industriels de chaleur en Europe sont ceux des installations nécessitant une température supérieure à 400 °C. Nombre d’entre elles sont nécessaires à la fabrication de sources d’énergie renouvelables (éoliennes, panneaux solaires, capteurs plans et concentrateurs solaires) ainsi que d’autres technologies vertes (comme les LED, les batteries et les vélos). On peut citer comme exemples la production de verre (nécessitant des températures allant jusqu’à 1 575 °C) et de ciment (1 450 °C), le recyclage de l’aluminium (660 °C) et de l’acier (1 520 °C), la production d’acier (1 800 °C) et d’aluminium (2 000 °C) à partir de minerais, la cuisson de céramiques (1 000 à 1 400 °C) et la fabrication de micropuces en silicium et de cellules solaires (1 900 °C).

Les fours solaires peuvent atteindre des températures allant jusqu’à 3 500 °C, suffisantes pour produire des puces électroniques, des cellules solaires, des nanotubes de carbone, de l’hydrogène et tous les métaux.

Ces températures peuvent être atteintes à l’aide de concentrateurs solaires. Les capteurs à réflecteurs linéaires (utilisant des miroirs paraboliques et des miroirs de Fresnel à focalisation ponctuelle) ne peuvent atteindre que 400 °C, mais les concentrateurs ponctuels peuvent atteindre des températures plus élevées. Parmi ces systèmes on trouve ceux à paraboles, les tours solaires et les fours solaires, qui sont en fait une combinaison de tours solaires et de systèmes à paraboles.

Les fours solaires peuvent atteindre des températures allant jusqu’à 3 500 °C, suffisantes pour produire des puces électroniques, des cellules solaires, des nanotubes de carbone, de l’hydrogène et tous les métaux (dont le tungstène qui a un point de fusion de 3 400 °C). Ces températures peuvent être atteintes en quelques secondes seulement - exemple dans cette courte vidéo d’acier fondu à l’aide d’un four solaire. Le four solaire le plus puissant est celui d’Odeillo en France. Construit en 1970, il concentre 10 000 fois la lumière du soleil et a une puissance de 1 MW.

Image : Le four solaire le plus puissant est celui [d’Odeillo en France](http://fr.wikipedia.org/wiki/Four_solaire_d%27Odeillo). Construit en 1970, il concentre 10 000 fois la lumière du soleil et a une puissance de 1 MW.

Plus de 60 héliostats (un seul est visible sur la photo ci-dessus, dans le coin inférieur droit) dirigent les rayons du soleil vers un miroir parabolique de plus de 1 800 mètres carrés, à partir duquel ils se concentrent sur un point focal d’un diamètre de seulement 40 centimètres sur la tour située en face.Il existe un four solaire similaire en Ouzbékistan, construit en 1976, il est toutefois un peu moins puissant en raison de l’insolation plus faible de la région. L’image ci-dessous le montre en action, en train de faire fondre du métal.

Image : Four solaire en Ouzbékistan, en train de faire fondre du métal.

Mais une telle structure n’est pas nécessaire pour atteindre des températures élevées. Plusieurs plus petits fours solaires, certains n’utilisant qu’un seul héliostat, ont déjà été construits. Ils atteignent généralement des températures similaires ou légèrement inférieures (entre 1 500 et 3 000 °C) à celles des géants mentionnés plus tôt, mais offrent une puissance nettement inférieure (entre 15 et 60 kW). Ils sont capables de produire les mêmes matériaux ou produits chimiques que les plus grands fours solaires, mais en plus petites quantités.

Image : Four solaire à l’institut Paul Scherrer en Suisse.

On peut trouver quelques exemples de petits fours solaires à l’Institut Paul Scherrer en Suisse (photo ci-dessus), au National Renewable Energies Laboratory aux États-Unis, à la Plataforma Solar de Almería en Espagne, au German Aerospace Center en Allemagne ou encore au Weizmann Institute of Science en Israël (tour d’énergie solaire). Leurs taux de concentration se situent entre 4 000 et 10 000. Dans la concentration solaire, la température dépend du degré de concentration, alors que la puissance, elle, dépend de la taille et de la productivité (principalement déterminée par la température).

L’énergie solaire améliore la qualité des produits

Les fours solaires ont la capacité de remplacer les combustibles fossiles dans la production énergivore de matériaux de construction, de produits chimiques et de composants high-tech tels que les puces et les cellules solaires, mais ils offrent également des avantages supplémentaires grâce à leur capacité de combustion pure et de chauffage sélectif. En 1999, un document de recherche traitant de l’utilisation d’un four solaire dans la fabrication de cellules solaires en silicium voit le jour. Il conclut qu’utiliser un four solaire dans ce contexte pourrait permettre d’améliorer l’efficacité des cellules ainsi que de rendre leur fabrication moins coûteuse et plus respectueuse de l’environnement. Les chercheurs ont également démontré qu’un four solaire permettait de cristalliser le silicium amorphe en phase solide très rapidement.

Contrairement aux processus industriels à basse et moyenne température, où seule la source d’énergie est remplacée et où les machines et l’infrastructure de distribution ne nécessitent aucune modification, la plupart des applications de chaleur solaire à haute température requièrent de remplacer les machines. On doit alors reconstruire les fours. Certaines actions ont été effectuées. L’Institut Paul Scherrer en Suisse a conçu plusieurs fours à chaux et à ciment fonctionnant à l’énergie solaire (pdf), et les chercheurs ont conclu qu’ils pourraient bien faire concurrence, en termes de coûts, aux fours alimentés par des combustibles fossiles (pdf) après quelques améliorations technologiques. Encore une fois, les produits se sont avérés être de meilleure qualité grâce à l’énergie solaire, qui permet d’éliminer les sous-produits de la combustion.

Image : Concentrateur solaire low-tech open source.

Bien que les fours solaires existants prouvent que tous les produits fabriqués avec des combustibles fossiles pourraient l’être avec la chaleur solaire directe, la rentabilité n’est pas encore suffisante (l’utilisation de combustibles fossiles est plus économique). Cependant, comme les fours solaires pourraient permettre de fabriquer tous les matériaux nécessaires à la construction d’autres fours solaires, ils pourraient devenir rentables, même sans améliorations techniques, si les combustibles fossiles venaient à devenir plus chers.

De plus, certaines innovations récentes visant à simplifier la technologie ont rapidement fait chuter les coûts d’investissement des concentrateurs solaires. Cela pourrait non seulement conduire à la baisse du prix des concentrateurs de chaleur solaire à haute température à l’avenir, mais aussi rendre l’utilisation de la chaleur solaire pour les températures moyennes plus abordable et plus compétitive aujourd’hui.

L’exemple le plus spectaculaire est le Solar Fire P32 (photos ci-dessus et ci-dessous), un concentrateur solaire conçu en 2010 par l’ONG française Solar Fire Project. Il s’agit d’un modèle open source (en collaboration avec le Open Source Ecology project). Il peut également être acheté au prix de 7 500 dollars, un prix inférieur à celui d’une éolienne urbaine.

Image : Le Solar Fire P32.

Le Solar Fire P32 est conçu à partir de matériaux simples, abondants et non toxiques. Il ne requiert pas de terres rares ou d’outils avancés que l’on ne trouve pas dans un atelier de métallurgie ordinaire, contrairement à la majorité des autres technologies vertes modernes. Il constitue essentiellement une source renouvelable d’énergie thermique comparable aux moulins à vent artisanaux utilisés dans la production d’énergie mécanique.

Il peut fournir jusqu’à 15 kW et atteindre une température focale de 700 °C, suffisante pour faire fondre (et donc recycler) l’aluminium, utilisé pour fabriquer ses miroirs. Cela signifie qu’un Solar Fire P32 peut être utilisé pour fabriquer un autre Solar Fire P32. Ou presque. Le récepteur et le support sont en acier, qui nécessite une température de fusion plus élevée pour être recyclé. Cependant, on pourrait tout aussi bien fabriquer la structure en bois, en vannerie ou en aluminium, et le récepteur en acier à partir de matériaux recyclés. Il est possible d’améliorer le fonctionnement du Solar Fire P32 en utilisant du verre, mais cela n’est pas strictement nécessaire.

Le Solar Fire P32 coûte 7 500 dollars et peut être utilisé pour fabriquer un autre Solar Fire P32.

Le Solar Fire P32, est composé de 360 petits miroirs qui couvrent une surface totale de 32 m² et qui concentrent la lumière du soleil sur une chaudière à vapeur située au-dessus d’eux. Sa vapeur peut être utilisée directement pour purifier de grandes quantités d’eau, faire bouillir du lait, préparer des huiles alimentaires, fabriquer du charbon de bois, cuire des briques, produire du papier, etc.

Améliorer l’autonomie énergétique

La vapeur peut également servir, via une machine à vapeur, à alimenter une pompe à eau, des moulins à huile et à grains, des filatures de coton ou toute autre application fixe nécessitant de l’énergie mécanique. Reliée à un générateur de vapeur, elle peut produire jusqu’à 3 kW d’électricité. Ces deux dernières méthodes entraînent des pertes de conversion, mais elles sont intéressantes pour ceux qui veulent parvenir à l’indépendance énergétique, en particulier dans les régions où il y a beaucoup de soleil, mais pas de vent. Le Solar Fire P32 peut générer de la chaleur, de l’électricité et de l’énergie mécanique directe.

Image : Le Solar Fire P32.

Il est principalement conçu pour les pays en développement, pour être rentable face au charbon et au bois, pour limiter la déforestation et la pollution, pour améliorer l’autonomie énergétique, ainsi que pour offrir une source d’énergie à l’échelle des pratiques traditionnelles et des petites industries. Il a été construit au Mexique, à Cuba, au Burkina-Faso, au Mali, en Inde et au Kenya, mais aussi au Texas, en France et au Canada. Bien entendu, il pourrait également servir dans les pays développés, dans lesquels il pourrait devenir plus difficile d’accéder aux combustibles fossiles.

Simplifier la technologie

En plus de l’équipement supplémentaire nécessaire pour produire de l’électricité, les concentrateurs solaires conventionnels exigent d’importants investissements financiers pour plusieurs raisons. La production des miroirs incurvés des systèmes à miroirs paraboliques et cylindro-paraboliques est très coûteuse. De plus, ces miroirs ne peuvent pas être fabriqués localement et doivent souvent être transportés sur de grandes distances, ce qui a pour effet d’augmenter encore les coûts. Les miroirs incurvés de ces deux systèmes sont larges et lourds, et nécessitent des supports rigides, des fondations solides, des systèmes hydrauliques puissants et des trackers solaires complexes. Pour les systèmes à paraboles, le moteur thermique ou la chaudière à vapeur fait partie de la structure mobile, ce qui augmente le poids total et rend les choses encore plus complexes.

Les tours solaires, inventées en 1878, règlent certains de ces problèmes : elles utilisent des miroirs presque plats et tous les miroirs partagent un récepteur fixe. Mais elles nécessitent la construction d’une grande tour. De plus, tous ces systèmes ont des exigences très importantes en matière de terrain en raison des problèmes d’ombrage. Les concentrateurs à miroirs de Fresnel utilisent, pour la plupart, des miroirs plats, ont des trackers solaires plus simples et sont plus compacts, mais ils ne peuvent générer que des températures allant de de 250 °C (en utilisant des matériaux relativement low-tech) à 450 °C (en utilisant une technologie plus complexe).

Image : La lentille grossissante utilisée par Sundrop Jewelry atteint des températures suffisamment élevées pour faire fondre le verre de bouteille coloré pour en faire des bijoux artisanaux.

Le Solar Fire est un réflecteur parabolique de Fresnel à focalisation ponctuelle, tout comme l’ARUN, à la différence près qu’il est placé à l’horizontale et que son récepteur n’a pas besoin d’être tourné simultanément avec ses miroirs, d’où sa légèreté et sa forte résistance au vent. Il utilise des miroirs légèrement incurvés, obtenus par pliage mécanique pouvant être effectué sur place. Le suivi des miroirs par le soleil se fait à la main, ce qui élimine entièrement le besoin d’électronique et de moteurs électriques (plusieurs miroirs peuvent être tournés en même temps à l’aide de roues actionnées à la main). Cela peut vous paraître bête, mais les applications industrielles nécessitent que la machine soit supervisée de toute façon.

De plus, comme elle est open source, tout le monde peut l’améliorer. Eerik Wissenz, le concepteur du Solar Fire, pense qu’il n’y a qu’une seule issue : « Les entreprises qui cherchent à breveter des capteurs solaires sont tombées dans le piège de la complexité. L’énergie solaire étant gratuite, il est beaucoup plus simple d’ajouter 5 % de surface supplémentaire plutôt que de créer des équipements complexes trop coûteux pour être rentables. Le Solar Fire est si simple qu’il ne peut pas être breveté. »

Fours solaires à faible technicité

Les fours solaires à haute température peuvent également être autonomes et low-tech. On peut citer, par exemple, la grosse lentille utilisée par Sundrop Jewelry, qui permet d’atteindre des températures suffisamment élevées pour faire fondre du verre de bouteille coloré pour en faire des bijoux artisanaux. Bien entendu, la puissance de sortie est faible, une telle installation est donc inutile si l’on veut produire des quantités industrielles de verre. Mais cela nous prouve que la chaleur solaire peut être utilisée à n’importe quelle échelle.

Image : Markus Kayser produit du verre en utilisant uniquement la lumière du soleil et le sable du désert.

Le projet Solar Sinter de Markus Kayser, est également un exemple intéressant, il permet de produire du verre en utilisant uniquement la lumière du soleil et le sable du désert. Je tiens à paraphraser ici l’artiste : « Cette expérience vise à proposer une nouvelle piste de réflexion, sans pour autant apporter des réponses définitives. »

Stockage de l’énergie

Comment peut-on alimenter des usines en utilisant une source d’énergie qui n’est pas constamment disponible ? L’ensoleillement varie en fonction de l’heure et des saisons, et il n’y a pas de soleil la nuit. De plus, les concentrateurs solaires ne fonctionnent qu’avec des rayons solaires non dispersés, ce qui signifie que le passage d’un nuage interrompt la production d’énergie. Deux questions se posent alors. Certains processus industriels fonctionnent bien avec un approvisionnement énergétique intermittent, mais comment garantir une énergie continue à un processus qui le nécessite ? Et que faire quand il n’y a pas de soleil pendant toute une semaine ?

Stocker de la chaleur est beaucoup moins cher et plus rentable que de stocker de l’électricité dans une batterie.

Il existe trois différentes manières de gérer l’intermittence de l’énergie solaire. La première solution consiste à concevoir des systèmes hybrides : utiliser des sources d’énergie existantes en complément de l’énergie solaire. C’est cette méthode qu’on retrouve dans la plupart des centrales solaires thermiques d’aujourd’hui. Elle offre une solution de stockage à court et à long terme, les processus industriels sont alimentés par la chaleur solaire dès qu’elle est disponible. Quand elle ne l’est pas, l’énergie solaire est instantanément remplacée par des combustibles fossiles ou de l’électricité. Ce n’est pas la solution idéale, mais elle pourrait permettre d’économiser de grandes quantités d’énergie. De plus, elle ne nécessite pas de nouvelle technologie.

La seconde solution serait de stocker l’énergie solaire de manière à ce qu’elle puisse être utilisée pour réguler les processus industriels (comme un volant d’inertie régule un processus mécanique) et pour garantir un approvisionnement en énergie par temps nuageux ou pendant la nuit. Stocker de la chaleur est bien moins coûteux et plus efficace que de stocker de l’électricité. La méthode la plus low-tech consiste à stocker cette chaleur dans des réservoirs d’eau bien isolés, une autre technologie vieille de plus de 100 ans.

Image : Stockage de la chaleur.

Cette technique présente quelques inconvénients : elle nécessite beaucoup d’espace et il n’est possible de stocker de l’eau que jusqu’à une température de 100 °C. Il existe des moyens plus compacts de stocker la chaleur à des températures plus élevées, on peut, par exemple, utiliser des céramiques ou des matériaux à changement de phase (comme certains sels). Une centrale solaire thermique utilise déjà ces méthodes de stockage, mais les utiliser dans un système uniquement thermique les rendraient encore plus efficaces. Des innovations pourraient encore améliorer les méthodes de stockage de la chaleur.

Reporter le travail au lieu de stocker l’énergie

La troisième solution permettant de répondre à l’intermittence de la chaleur solaire consiste à stocker du travail plutôt que de l’énergie. Il faudrait garder les usines en activité quand il y a du soleil, et uniquement quand il y a du soleil. Tout comme on attend une journée de soleil pour faire sa lessive, nous pourrions attendre une journée de soleil pour cuire des briques, recycler du métal ou produire des smartphones. La production industrielle serait concentrée sur les mois d’été. Bien entendu, il y a un prix à payer. La production industrielle serait moins élevée. Cependant, si l’on tient compte du fait que nos problèmes énergétiques et environnementaux sont en grande partie dus à la surproduction et à la surconsommation, cette idée n’est pas aussi farfelue qu’il n’y paraît.

Combiner ces trois stratégies pourrait être une solution. Nous laisserions alors en activité une partie de nos usines uniquement lorsqu’il y aurait du soleil (et lorsque le vent soufflerait), en stockant la chaleur et en utilisant les combustibles fossiles, la biomasse ou l’électricité pour réguler les processus industriels si nécessaire. Les marchandises essentielles pourraient être produites en continu en associant la chaleur solaire et le stockage de la chaleur, les combustibles fossiles ou la biomasse. Bien entendu, tous les climats ne disposent pas de suffisamment de soleil pour faire de la chaleur solaire une option viable pour alimenter l’ensemble de l’industrie. On parle aujourd’hui de délocaliser la production d’électricité dans les régions désertiques, nous pourrions alors tout aussi bien délocaliser nos usines dans les régions très ensoleillées. Il est beaucoup plus efficace de transporter des produits sur de grandes distances que de transporter de l’électricité.

Récupération assistée du pétrole à l’aide d’énergie solaire

Comme toujours, une technologie durable peut être employée à des fins non durables. La chaleur solaire est un excellent moyen d’extraire le pétrole restant dans les gisements aujourd’hui considérés comme épuisés. Extraire le pétrole restant à l’aide de gaz coûterait plus d’argent et d’énergie que le pétrole ne pourrait en rapporter, mais utiliser une source d’énergie gratuite remettrait tout en question.

Image : Utilisation de l’énergie solaire pour récupérer du pétrole.

Au moins une entreprise est spécialisée dans ce domaine. Glasspoint, une entreprise américaine fondée à l’origine pour utiliser la chaleur solaire pour sécher les plaques de plâtre, a enregistré une croissance remarquable après avoir fait la promotion de la récupération assistée du pétrole grâce à l’énergie solaire.

Certains ont déjà tenté l’expérience, mais Glasspoint utilise une technologie innovante : des miroirs cylindro-paraboliques sont suspendus au plafond d’énormes serres équipées de systèmes de nettoyage robotisés. Ces miroirs peuvent être extrêmement légers et ne pas comporter de couches de verre protectrices, car ils sont protégés du vent, du sable et de la poussière par la serre, ce qui réduit leur coût et augmente leur efficacité. La vapeur générée par la chaleur solaire est pompée dans le réservoir de pétrole. Plus il y a de soleil, plus le pétrole remonte à la surface. Les techniques standard ne permettent de récupérer que 20 à 40 % d’un gisement de pétrole, alors que la chaleur solaire permet d’en récupérer 60 à 80 %. Au final, la chaleur solaire pourrait donc augmenter la production de combustibles fossiles et les émissions de CO2.

Sources, inspiration & plus d’information (en anglais) :

Le problème thermique et la solution solaire (thermique) (The thermal problem and the solar (thermal) solution), Eerik Wissenz, 2011.
Concentrateurs solaires (Concentrating Solar Collectors) sur le site de Build it Solar. Quelques liens vers différents DIY (en anglais). Remerciements à Paul Nash.
Collecteurs solaires de haute température (High temperature solar collectors), Robert Pitz-Paal, dans « Solar Energy Conversion and Photoenergy Systems ».
Utilisation directe de l’énergie solaire(Direct Use of the Sun’s Energy)!", Farrington Daniels, 1964.
Tâche 33 - La chaleur solaire au service des processus industriels (Task 33 - Solar heat for industrial processes), programme « Solar Heating and Cooling » de l’Agence Internationale de l’Énergie.
Potentiel de la chaleur solaire dans les processus industriels (Potential for Solar Heat in Industrial Processes) (pdf), Claudia Vannoni, Riccardo Battisti et Serena Drigo, Tâche 33.
Collecteurs de chaleur industrielle - état de l’art dans le cadre de la tâche 33/IV (Process Heat Collectors - state of the art within task 33/IV) (pdf), Werner Weiss et Matthias Rommel.
La technologie des procédés thermochimiques solaires (Solar thermochemical process technology), Aldo Steinfeld et Robert Palumbo, 2001.
Chaleur solaire à travers le monde 2011 (Solar Heat Worldwide 2011) (pdf), SHC, Werner Weiss et Franz Mauthner, mai 2011.
L’intérêt de concentrer l’énergie solaire et de stocker l’énergie thermique (The Value of Concentrating Solar Power and Thermal Energy Storage), National Renewable Laboratory, 2010
Comprendre les capteurs solaires (Understanding solar collectors), George Kaplan, 1985.
Conseil mondial de l’énergie solaire thermique (Global Solar Thermal Energy Council).
So-Pro : Projet européen sur la chaleur solaire industrielle.
Association européenne de l’industrie solaire thermique (European Solar Thermal Industry Association).
Alliance européenne SolLab.
SolarPACES.
Énergie solaire concentrée - Comment ça marche (CSP- how it works).

Les éoliennes urbaines ont un impact néfaste sur l’environnement

Tue, 02 Sep 2008 00:00:00 +0000

Il peut être tentant d’installer une mini éolienne sur son toit ou dans son jardin. Mais malheureusement, elles produisent à peine assez d’électricité pour allumer une ampoule.

Elles ne fonctionnent plus bien avant d’être rentables et, dans les zones urbaines, elles ne fourniront même pas l’équivalent de l’énergie nécessaire à leur production. C’est triste, mais vrai.

Le problème, ce n’est pas les éoliennes… C’est le vent

Les mini éoliennes existent depuis quelques décennies, mais ces dernières années, les chercheurs s’intéressent au potentiel qu’elles pourraient avoir dans un environnement urbain (où vit une grande partie de la population). Il n’est pas facile de garder le fil des nombreux nouveaux modèles qui font leur apparition et sont destinés à être placés sur un toit ou sur un mât dans un jardin.

Les mini éoliennes sont de plus en plus tendance en zones bâties. Les éoliennes ont toujours eu besoin d’un vent très fort et régulier. Elles s’installent de préférence sur des terrains dégagés, le plus haut possible, sans obstacle aux alentours.

Dans les villes, cependant, ce n’est pas possible. Pourtant, les créateurs d’éoliennes urbaines prétendent tous avoir inventé une éolienne « révolutionnaire », créée spécialement pour les vents faibles des villes.

La plupart de ces éoliennes ne sont pas encore disponibles sur le marché, il est donc difficile de vérifier le bien-fondé de ces affirmations. Parmi les rares qui le sont, on peut citer l’« Energy Ball », un produit venant des Pays-Bas également vendu chez leurs voisins belges.

Cette éolienne est fabriquée par la société « Home Energy » (Extrait de leur site web en anglais, français et suédois.) L’Energy Ball, qui peut être placée sur un toit ou sur un mât dans un jardin, fournirait plus d’énergie qu’une éolienne traditionnelle et serait capable de produire de l’électricité avec des vents très faibles de 2 mètres par seconde (Beaufort 2).

Le secret derrière ces résultats est « l’effet Venturi », inspiré des courants de rivières. Grâce à ses « caractéristiques aérodynamiques uniques et exceptionnelles », l’éolienne crée un flux de vent qui « converge d’abord et accélère ensuite grâce au rotor ». De plus, Home Energy qualifie l’Energy Ball de « jolie » et « inaudible », répondant alors aux problèmes de pollution sonore et visuelle qu’on reproche aux éoliennes urbaines.

Rendement énergétique : 100 kWh par an

Tout cela paraît prometteur, mais est-ce bien réel ? Home Energy indique que l’Energy Ball peut fournir 500 kilowatts-heures d’électricité par an, soit 15 à 20 % de la consommation d’électricité d’un ménage néerlandais moyen (qui consomme 3 567 kWh par an). Mais ces affirmations se fondent sur un vent moyen de 7 mètres par seconde (Beaufort 4), ce qui est très optimiste.

Si l’on se fie à la carte des vents des Pays-Bas ci-dessous (ces données sont introuvables sur le site web de Home Energy), on constate que la vitesse moyenne du vent sur terre (à une hauteur de 10 mètres) n’est que de 4,3 mètres par seconde.

N’oublions pas que la Hollande est un pays où il y a beaucoup de vent. Seule une petite partie du littoral enregistre une vitesse moyenne des vents de 7 mètres par seconde. En Belgique, le vent côtier n’excède pas les 6 mètres par seconde.

Avec un vent d’une vitesse moyenne de 4 mètres par seconde, la production annuelle d’électricité de l’Energy Ball ne s’élève qu’à 100 kilowatts-heures (Chiffre disponible sur leur site web), soit 3 à 4 %, et non 15 à 20 %, de la consommation annuelle en électricité d’un ménage néerlandais moyen (100 kilowatt-heures correspondent à une consommation continue de 11 watts). Les obstacles comme les arbres et les bâtiments peuvent diminuer davantage les rendements à certains endroits.

Durée de rentabilité : 50 à 750 ans

Un prix réduit compenserait la très faible production en électricité de l’Energy Ball. Après tout, comme l’indique Home Energy, on peut utiliser plusieurs éoliennes en même temps. Cependant, une Energy Ball coûte environ 5 000 euros, tout compris. Si notre ménage néerlandais moyen veut couvrir 15 % de sa consommation énergétique avec des éoliennes, il lui faudrait au moins 5 Energy Balls. Coût global : 25 000 euros. Si ce ménage veut subvenir à tous ses besoins avec l’énergie éolienne, il devra acheter 30 Energy Balls pour un total de 150 000 euros.

La production énergétique de l’Energy Ball se base sur un vent d’une vitesse moyenne 7 mètres par seconde, ce qui est irréaliste en milieu urbain

En combien de temps l’Energy Ball est-elle rentable ? Home Energy précise sur son site web que la durée de rentabilité dépend de l’investissement initial, du rendement annuel et du prix actuel du kilowatt-heure. Il serait pourtant plus correct de dire que l’Energy Ball ne sera jamais rentabilisée.

Le prix du kilowatt-heure d’électricité varie considérablement à échelle internationale et nationale, mais imaginons qu’il est à 0,20 euro, le prix moyen et relativement élevé de l’électricité aux Pays-Bas, soit trois fois le prix de l’électricité aux États-Unis). Si l’on se base également sur un vent moyen très optimiste de 7 mètres par seconde (ce qui correspond à une production de 500 kilowatts-heures), il faudra attendre 50 ans avant de voir ses premiers retours sur investissement. Si l’on considère un vent plus réaliste de 4 mètres par seconde, le temps de retour sur investissement sera de 250 ans. Au prix moyen de l’électricité aux États-Unis, le temps de retour sur investissement est de 750 ans.

Garantie de 2 ans

Bien sûr, les prix de l’électricité peuvent augmenter, et l’Energy Ball peut devenir moins chère à produire. Si l’électricité coûte 1 euro par kilowatt-heure, l’Energy Ball sera rentabilisée en 10 ans (avec la vitesse de vent la plus optimiste de 7 m/s) ou en 50 ans (avec une vitesse de vent plus réaliste de 4 m/s). Si Home Energy réduit également de moitié le prix de vente, le temps de retour sur investissement serait alors de 5 ans (avec un vent rapide) ou de 25 ans (avec un vent plus réaliste). Pourtant, même dans ces cas hypothétiques, le temps de retour sur investissement n’est que spéculatif.

Selon le fabricant, l’Energy Ball a une durée de vie de 20 ans. Mais, ce n’est qu’une promesse. L’éolienne dispose d’une garantie de 2 ans seulement. Les panneaux solaires, eux, sont garantis pendant au moins 20 ans. Contrairement aux panneaux solaires, les éoliennes sont constituées de pièces mécaniques mobiles, ce qui accroît les risques de casse.

Énergie grise

Les défenseurs des éoliennes domestiques admettent parfois que les rendements ne sont pas très impressionnants. Mais ils affirment tout de même que l’achat d’une petite éolienne est un choix judicieux pour l’environnement, mais vraisemblablement insensé d’un point de vue financier. Tout semble plutôt raisonnable, mais on oublie quelque chose : l’énergie requise pour fabriquer et installer ces éoliennes.

Pendant leur fabrication, les éoliennes urbaines nécessitent moins d’énergie que les panneaux solaires, mais puisqu’elles ont aussi des rendements et des espérances de vie bien plus faibles, leur empreinte énergétique est encore pire. Selon un rapport récent du UK Carbon Trust, le temps de retour énergétique d’une éolienne installée en milieu urbain est presque toujours supérieur à 20 ans.

En d’autres termes, une mini éolienne implantée en ville ne produira jamais assez d’énergie pour compenser celle qui a été nécessaire à sa fabrication et à son installation. Installer une éolienne urbaine serait en réalité nuisible à l’environnement. En revanche, le temps de retour énergétique d’une grande éolienne est inférieur à un an.

Physique du vent

Les experts en écotechnologie répondront que si l’Energy Ball est un échec, d’autres projets peuvent faire mieux. Malheureusement, le problème ce n’est pas les éoliennes… C’est le vent. Les Néerlandais construisent des moulins à vent depuis très longtemps. Il y a donc de fortes chances que l’Energy Ball dépasse ses concurrents.

En doublant la vitesse du vent, on multiplie par 8 la puissance éolienne. La conception d’une éolienne ne fait pratiquement aucune différence

La vitesse du vent a une influence bien plus grande sur la production énergétique que la configuration de l’éolienne. Pour calculer la puissance du vent, il faut multiplier la densité de l’air, la surface balayée et le cube de la vitesse du vent. En doublant le rayon du rotor d’une éolienne, on multiplie par 4 la puissance du vent.

En doublant la vitesse du vent, on multiplie par 8 la puissance éolienne. Une éolienne fournit 5,36 fois plus d’énergie pour un vent moyen de 7 mètres par seconde que pour un vent moyen de 4 mètres par seconde. Le design d’une éolienne ne fait pratiquement aucune différence.

Vitesse de démarrage

Lorsque les vents sont lents, même de très petits changements peuvent faire une énorme différence. Selon le Carbon Trust, la vitesse de démarrage d’une mini éolienne (le moment où elle commence à produire de l’énergie) se situe entre 3 et 4 mètres par seconde, ce qui est proche de la vitesse moyenne du vent sur terre dans des pays plutôt venteux comme la Belgique et les Pays-Bas.

Un test réalisé par le Carbon Trust (voir les graphiques ci-dessous) a montré qu’une éolienne soumise à un vent moyen de 4,5 mètres par seconde produisait 7 fois plus d’énergie qu’une éolienne soumise à un vent moyen de 3 mètres par seconde, car cette dernière n’atteint pas sa vitesse de déclenchement et reste donc inactive la majorité du temps.

Alors que les grandes éoliennes ont un facteur de charge moyen allant de 28 à 35 %, les mini éoliennes n’atteignent que 15 à 20 % de leur capacité en zones rurales et seulement 10 % en zones urbaines.

Home Energy prétend que la vitesse de démarrage de l’Energy Ball est inférieure à 2 mètres par seconde, mais c’est tout simplement faux. Et ils le savent très bien : dans la section « Q&A » de leur site web néerlandais, ils admettent que l’éolienne commence à tourner à partir de 2 mètres par seconde, mais ne commence à fournir de l’énergie qu’à partir de 3 mètres par seconde.

Hauteur

La hauteur est un facteur important lié à la vitesse : plus la hauteur est grande, plus la vitesse du vent est constante. C’est la raison pour laquelle les éoliennes classiques sont très grandes et que le phénomène des éoliennes flottantes suscite tant d’intérêt.

C’est aussi la raison pour laquelle le potentiel des mini éoliennes est généralement surestimé. Si vous voyez une carte des vents, il y a de fortes chances qu’elle se base sur la vitesse du vent à 75 mètres de hauteur ou plus, ce qui révèle alors le potentiel des éoliennes traditionnelles. Les cartes des vents indiquant la vitesse du vent à une hauteur de 10 mètres sont beaucoup plus difficiles à trouver.

Les éoliennes urbaines sont, par définition, proches du sol, là où la vitesse du vent est la plus faible.

Bien sûr, vous pouvez placer votre éolienne urbaine sur un mât de 100 mètres de haut, mais une telle structure augmenterait l’empreinte carbone de la machine.

Installer des éoliennes sur un gratte-ciel n’est pas non plus d’une grande utilité : la vitesse du vent est beaucoup plus élevée, mais le toit reste bien trop petit pour installer une éolienne pour chaque foyer vivant dans l’immeuble.

Quelles solutions ?

Le problème principal des éoliennes urbaines est qu’elles produisent de l’électricité à partir d’une source de qualité inférieure. Sur un toit en zones bâties, la vitesse du vent est faible et irrégulière. S’il est possible d’imaginer mille façons de modifier une éolienne urbaine, le vent, lui, ne peut être changé.

La majorité des cartes des vents indiquent la vitesse du vent à une hauteur de 75 mètres ou plus

Installer une grande éolienne, plutôt qu’une mini éolienne, restera donc toujours un meilleur choix (sur le plan économique et écologique). C’est triste, mais vrai. Ce n’est pas le cas des panneaux solaires.

Des bâtiments (ou des arbres) peuvent faire de l’ombre aux panneaux solaires en ville, mais si cela peut être évité, capter l’énergie solaire depuis votre toit n’est pas moins efficace que de la capter depuis une centrale photovoltaïque.Étant donné qu’il est impossible d’améliorer considérablement la puissance fournie par les éoliennes urbaines, la seule façon de développer l’énergie éolienne décentralisée est la fabrication de dispositifs beaucoup moins chers et, surtout, ayant une empreinte carbone bien moins élevée et/ou une durée de vie infiniment plus longue.

Update : Les mini éoliennes mises à l’épreuve

Il semble que nous ayons été trop gentils à l’égard de l’Energy Ball. Un test en conditions réelles réalisé par la province néerlandaise de Zeeland (une région très exposée au vent) confirme notre conclusion selon laquelle les mini éoliennes sont une technologie fondamentalement imparfaite.

L’Energy Ball obtient le plus mauvais score de toutes, avec un rendement énergétique de seulement 73 kWh par an, encore moins que notre pire scénario. Les autres mini éoliennes ne font pas beaucoup mieux. Consultez l’article ici.