Vous êtes-vous déjà demandé quel était le point commun entre le pétrole non raffiné, les rayonnements solaires, l’eau qui s’écoule d’un barrage ou encore le minerai d’uranium ? Toutes ces énergies constituent des énergies dites énergies primaires. Qu’est-ce que cela signifie ? Comment ces énergies primaires sont-elles ensuite transformées afin de pouvoir être utilisées dans notre quotidien ? Réponses avec Choisir.com. publié le 08/03/2021 | mis à jour le 05/08/2021 | par Héloïse Lebrun-Brocail
Qu’est-ce qu’une énergie primaire ?Le concept d’énergie primaire est relativement méconnu parmi les consommateurs. Il est rarement évoqué seul et va souvent de pair avec les concepts d’énergie secondaire, d’énergie finale et d’énergie utile. L’énergie primaire, une énergie bruteDans Primaire ou Finale, Comment comptabiliser l’énergie ?, l’Observatoire de l’Industrie Électrique définit l’énergie primaire comme « une énergie contenue dans les ressources tirées de la nature ». On appelle alors énergie primaire une énergie brute que l’on peut obtenir sans stockage ni transformation. Les énergies primaires sont naturellement disponibles dans notre environnement. Il existe deux catégories d’énergies primaires :
Quelle est la différence entre l’énergie primaire, l’énergie secondaire, l’énergie finale et l’énergie utile ?Il est très rare que le concept d’énergie primaire soit mentionné seul. En effet, différentes pertes d’énergie surviennent entre le moment où l’énergie primaire est prélevée de son environnement et le moment où elle est consommée par les ménages. Ces pertes sont par exemple occasionnées par l’acheminement ou encore par les équipements consommateurs d’énergie. On distingue alors l’énergie secondaire, l’énergie finale et l’énergie utile. Énergie secondaireLes énergies primaires ne sont pas directement exploitables. Afin d’être consommées, elles nécessitent d’être transformées. On dit également qu’elles sont converties. Cette transformation permet d’obtenir ce que l’on appelle une énergie secondaire. Comme l’explique l’Observatoire de l’Industrie Électrique, « l’énergie secondaire est décomptée en retirant les pertes liées à l’extraction et/ou à la transformation de l’énergie primaire ». Pourquoi l’électricité n’est pas une énergie primaire ? L’électricité n’est pas une énergie primaire mais une énergie secondaire. Elle n’est pas disponible dans la nature, mais est issue de la transformation du charbon ou de la transformation d’une énergie renouvelable comme l’énergie éolienne ou l’énergie géothermique. Énergie finaleL’énergie finale représente l’énergie qui arrive sur le lieu de consommation. Comme son nom l’indique, l’énergie finale peut alors être directement utilisée. C’est par exemple l’électricité qui arrive jusqu’à votre logement et va servir à alimenter vos appareils électroménagers. L’énergie finale se distingue notamment de l’énergie secondaire du fait des pertes d’acheminement. Par exemple, la quantité d’électricité sortant d’une centrale nucléaire n’est pas la même que la quantité d’électricité arrivant à un point de livraison situé une centaine de kilomètres plus loin. Le transport de l’électricité sur le réseau de distribution a ainsi occasionné des pertes d’énergie, essentiellement sous forme de chaleur. Bon à savoir Pour les ménages, c’est l’énergie finale qui est décomptée et fait l’objet d’une facturation par les fournisseurs d’énergie. Energie utileL’énergie utile représente l’énergie permettant réellement d’accomplir l’usage escompté. Elle n’est pas équivalente à l’énergie finale, car l’usage d’un appareil entraîne une déperdition de l’énergie sous forme de chaleur, comme évoqué plus haut. Service gratuit Un conseiller spécialisé vous aide dans vos démarches Déménagement, résiliation, coupure, devis personnalisé, question sur votre facture, le spécialiste énergie de Choisir.com vous aide par téléphone ! De 8h à 20h du lundi au vendredi, le samedi de 9h à 17h calculez vos économies vous préférez être rappelé ? Le coefficient d’énergie primaireNous l’avons vu, il existe des pertes importantes entre l’énergie primaire et l’énergie finale. Ces pertes sont formalisées sous la forme d’un coefficient d’énergie primaire. L’Observatoire de l’Industrie Électrique définit ce coefficient comme « le coefficient permettant de calculer la quantité d’énergie primaire qu’il a fallu théoriquement utiliser pour obtenir une quantité d’énergie finale pour un vecteur énergétique donné. » En termes plus simples, le coefficient d’énergie primaire est le nombre par lequel il faut multiplier une quantité d’énergie finale donnée pour obtenir la quantité d’énergie primaire nécessaire à son obtention. Ce coefficient est fixé par convention dans chaque pays, en fonction de son mix énergétique. Il varie aussi en fonction du rendement des sources de production. Ce rendement est déterminé par l’Agence Internationale de l’Energie, par source d’énergie et par usage. Prenons l’exemple de l’électricité en France. Son coefficient d’énergie primaire est de 2,3 depuis l’entrée en vigueur de la Réglementation Thermique 2020. Il est basé sur les rendements déterminés par l’Agence Internationale de l’Énergie :
Bon à savoir Le coefficient d’énergie primaire de l’électricité fixé en France est aujourd’hui sujet à controverses. Il lui est notamment reproché de ne pas avoir évolué en même temps que le mix énergétique français et les moyens de production d’électricité en France. Certains reprochent également au coefficient d’énergie primaire de ne pas prendre en compte l’analyse en cycle de vie des vecteurs énergétiques et donc de ne pas prendre en compte des éléments comme l’énergie nécessaire à l’extraction et à la production des ressources. Par convention, en France, les facteurs de conversion Energie Finale/Energie Primaire sont de 1 pour les autres énergies primaires comme le gaz naturel. Pourquoi utiliser le concept d’énergie primaire ?Le contrôle de la consommation des énergies primaires est essentiel à plusieurs niveaux, que nous allons maintenant évoquer. Certaines énergies primaires sont des ressources épuisablesComme nous l’avons vu plus haut, certaines des énergies primaires à l’instar de l’uranium, du pétrole, du charbon et du gaz naturel ne sont pas renouvelables. Selon le BP Statistical Review of World Energy 2020, les réserves de pétrole actuellement connues seront ainsi épuisées dans 49,9 ans. Les réserves connues de gaz naturel seront, elles, épuisées dans 49,8 ans. Pour le charbon, ce chiffre s’élève à 112 ans. Les réserves d’uranium devaient elles être épuisées d’ici un siècle. Réglementer la consommation d’énergie primaire : une nécessitéContrôler la consommation des énergies primaires permet également de réglementer et de prioriser leur utilisation. Cela se reflète notamment dans les principaux objectifs climatiques de la France. La deuxième édition de la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE), adoptée en avril 2020, stipule ainsi que :
La consommation d’énergie primaire est également réglementée dans certains secteurs, comme le bâtiment. Regardons ainsi de plus près les différentes Réglementations Thermiques qui permettent notamment d’encadrer la construction des bâtiments neufs et leur consommation énergétique. La réglementation thermique actuellement en vigueur est la RT 2012. Elle réglemente la consommation maximale d’énergie primaire des bâtiments. Elle ne peut excéder 50 kWhep par mètre carré par an. Cette valeur peut néanmoins varier en fonction de la localisation géographique du bâtiment, son usage, son altitude, etc. La RT 2020 devrait entrer en application dès l’été 2021. La neutralité carbone : vers une maîtrise de la consommation d’énergies primairesLa maîtrise de la consommation d’énergie primaire est également essentielle pour atteindre la neutralité carbone et pour limiter les émissions de gaz à effet de serre. Certaines énergies primaires sont ainsi plus polluantes que d’autres. C’est notamment le cas des énergies fossiles comme le pétrole, le charbon et le gaz naturel. La comparaison du contenu en dioxyde de carbone à la production d’un kilowattheure d’électricité en fonction de la ressource utilisée est ainsi édifiante, comme en témoigne le tableau ci-dessous.
Mesurer la quantité d’énergie primaire nécessaire à l’élaboration d’un produit est donc essentiel pour limiter les émissions de gaz à effet de serre et lutter contre le réchauffement climatique. Service gratuit choisir.com Êtes-vous sûr de ne pas payer votre énergie trop cher ? faire une simulation Les énergies primaires en FranceIl est essentiel d’avoir en tête le mix énergétique primaire français afin de bien comprendre les enjeux de la transition énergétique française. Quel est le mix énergétique primaire en France ?Comme en témoigne le graphique ci-dessous, issu de l’édition 2020 des Chiffres clés des énergies renouvelables publiés par le ministère de la Transition énergétique, le mix énergétique primaire français repose majoritairement sur l’énergie nucléaire (40,3 %). Les énergies fossiles (pétrole, gaz naturel et charbon) jouent également un rôle capital puisqu’elles représentent 47,3 % du bouquet énergétique primaire français. Enfin, les énergies renouvelables représentent 11,6 % du mix énergétique primaire français.  La France produit-elle des énergies primaires ?Comme le montre le graphique ci-dessous issu des Chiffres clés de l’énergie publié par le ministère de la Transition écologique, la France produit essentiellement de l’énergie nucléaire. En 2019, elle représentait ainsi 77 % de la production d’énergie primaire en France. Le pays produit également des énergies renouvelables. En 2019, celle-ci s’élevait à 300 TWh, d’après les Chiffres Clés des énergies renouvelables publiés par le ministère de la Transition écologique. Bon à savoir A l’échelle mondiale, la production d’énergie primaire a plus que doublé depuis 1973 d’après l’Agence Internationale de l’Energie. Elle est passée de 6 214 Mtep en 1973 à 13 790 Mtep en 2015. Les trois pays les plus producteurs d’énergie primaire sont la Chine, les Etats-Unis et la Russie. L’uranium est l’énergie primaire la plus consommée en FranceL’uranium est aujourd’hui l’énergie primaire à la fois la plus consommée et la plus produite en France. Quel processus de transformation subit-elle pour être transformée en énergie nucléaire ? Quelle énergie finale permet-elle de produire ? L’uranium, à la source de l’énergie nucléaireL’uranium est un métal radioactif que l’on trouve sous forme de minerai à la fois dans la croûte terrestre (2 à 3 grammes par tonne) et dans l’eau de mer (3,3 milligrammes par tonne). Comme toute énergie primaire, le minerai d’uranium doit être transformé afin de pouvoir être utilisé par les consommateurs. La première partie de ces transformations est appelée le cycle du combustible nucléaire. Ce cycle est composé de différentes étapes :
L’énergie nucléaire permet de produire de l’électricitéLes centrales nucléaires permettent de reproduire à grande échelle un phénomène naturel appelé la fission atomique. En termes simples, cela signifie que sous l’impact d’un neutron, un atome d’uranium se divise en deux autres atomes. Cette fission nucléaire va dégager une quantité considérable de chaleur. C’est cette chaleur qui va être utilisée par les centrales nucléaires pour produire de l’énergie secondaire, et plus spécifiquement de l’électricité, en différentes étapes :
Quelles sont les autres applications de l’énergie nucléaire ?L’uranium est une énergie primaire qui bénéficie d’autres applications que la production d’électricité. La chaleur issue de la fission nucléaire peut ainsi être utilisée à des fins industrielles ou pour chauffer des logements. Ces applications ne sont pour le moment pas utilisées en France. Bon à savoir La fission d’un gramme d’uranium dégage davantage de chaleur que la combustion d’une tonnede pétrole. Service gratuit Un conseiller spécialisé vous aide dans vos démarches Déménagement, résiliation, coupure, devis personnalisé, question sur votre facture, le spécialiste énergie de Choisir.com vous aide par téléphone ! De 8h à 20h du lundi au vendredi, le samedi de 9h à 17h calculez vos économies vous préférez être rappelé ? Combustibles fossiles : des énergies primaires indispensables au quotidien de l’hommeNous l’avons abordé précédemment, les combustibles fossiles sont également des énergies primaires. Leurs usages sont diversifiés. Ils permettent à la fois de produire de l’électricité, des carburants, et de se chauffer. Du charbon à l’électricitéComme toutes les énergies fossiles, le charbon est une énergie primaire située dans le sous-sol de la Terre. Il en est extrait via des mines à ciel ouvert ou fermé. Le charbon est aujourd’hui encore la première source d’électricité dans le monde, comme le met en évidence le graphique ci-dessous. Cette électricité est produite dans des centrales thermiques à charbon. Le charbon est placé dans une chaudière puis utilisé comme combustible. Sa combustion transforme l’eau en vapeur, qui entraîne le fonctionnement d’une turbine. Cette turbine est connectée à un alternateur, qui va provoquer la création d’un courant électrique alternatif. Le charbon est l’énergie primaire la plus polluante Le charbon est l’énergie primaire dont d’utilisation entraîne le plus d’émissions de gaz à effet de serre. À titre d’exemple, les quatre dernières centrales à charbon de France permettent actuellement de générer 1,18 % de la consommation nationale d’électricité. Elles entraînent pourtant l’émission d’environ 30 % des émissions de GES du secteur électrique français. Le pétrole, une énergie primaire aux multiples usagesLes produits pétroliers sont employés dans des domaines très variés, allant des transports à la médecine, en passant par le textile. À quoi sert le pétrole ?Le pétrole sert aujourd’hui principalement à fabriquer des carburants, que ce soit de l’essence, du gazole ou du kérosène. Il est également très présent dans notre vie de tous les jours, et est utilisé dans des secteurs très différents comme :
Chacun de ces types de produits nécessite des produits pétroliers plus ou moins raffinés. Il est donc nécessaire de transformer le pétrole brut – l’énergie primaire – en énergie secondaire comme les carburants. Du pétrole brut aux produits pétroliers raffinésLe pétrole brut est transformé en produits finis dans des raffineries, dans lesquelles il est transporté via des oléoducs. Sa transformation se décompose en trois étapes :
Suite à ces trois étapes, certains produits nécessitent un traitement spécifique. C’est le cas des carburants automobiles, dont l’indice d’octane doit être augmenté par reformage catalytique. Cette étape est incompressible car elle permet d’éviter que les carburants n’endommagent irréversiblement le moteur des véhicules. Le kérosène, le butane et le propane doivent, eux, être lavés à la soude afin d’être adoucis. Ils pourront ensuite être utilisés pour fabriquer du carburant d’avion dans le cas du kérosène, ou être mis en bouteille de manière d’être utilisables par des particuliers ou des professionnels dans le cas du butane et du propane. Service gratuit choisir.com Êtes-vous sûr de ne pas payer votre énergie trop cher ? faire une simulation Le gaz naturelTout comme le pétrole, le gaz naturel est une énergie primaire aux multiples usages. Il est notamment utilisé pour le chauffage et la cuisson, la production d’électricité et la fabrication de carburants. Le gaz naturel est extrait des gisements sous forme de gaz. C’est parce qu’il provient du sous-sol de la Terre qu’il est qualifié d’énergie fossile. Le gaz naturel est une énergie primaire majoritairement composée de méthane. Il contient également un peu d’éthane et de composés fossiles. Après son extraction, le gaz naturel est liquéfié afin de pouvoir être stocké et transporté. Il devient alors ce que l’on appelle du gaz naturel liquide (GNL). Plusieurs étapes sont nécessaires à l’obtention de gaz naturel liquide :
Le gaz naturel sera alors transporté dans des méthaniers, et acheminé jusqu’à des terminaux méthaniers. Il sera ensuite réchauffé afin d’être regazéifié et de pouvoir être injecté dans des gazoducs, puis acheminé sur le réseau de distribution. Il servira alors de combustible pour les chaudières à gaz et permettra d’alimenter les ménages en chauffage et en eau chaude sanitaire. Énergies renouvelables : des énergies primaires indispensables à la transition énergétiqueNous l’avons vu précédemment, les ressources renouvelables sont également des énergies primaires. Tout comme les combustibles fossiles, les ressources renouvelables permettent de produire de l’électricité, de la chaleur et des biocarburants. Produire de l’électricité à l’aide des énergies primaires renouvelablesLes énergies renouvelables primaires permettent de générer de l’électricité verte. Cette électricité verte est générée différemment selon l’énergie primaire mise à profit :
Produire de la chaleur à l’aide des énergies primaires renouvelablesDeux énergies primaires renouvelables permettent de produire de la chaleur et donc de se chauffer. Il s’agit de la chaleur de la Terre et de la biomasse. De la biomasse au biométhaneLa biomasse permet de produire du gaz vert, également appelé biométhane ou biogaz. Ce gaz bénéficie des mêmes propriétés calorifiques que le gaz naturel, et peut donc également être utilisé pour chauffer un logement. La biomasse, constituée de résidus agricoles, de végétaux, d’ordures ménagères ou encore de déjections animales, est généralement soumise à un procédé appelé méthanisation ou encore digestion anaérobie. Plus simplement, la matière organique est privée d’oxygène pendant plusieurs semaines. Elle fermente alors sous l’action de bactéries. Cette fermentation aboutit à la création de deux éléments : le biogaz et le digestat. Le biogaz est ensuite épuré de son hydrogène et de son eau, afin de pouvoir être valorisé, soit comme mode de chauffage, soit comme carburant. Bon à savoir Le digestat est un produit de la méthanisation composé d’éléments organiques non dégradés et de minéraux. Il peut être solide ou liquide. Comme le rappelle l’agence de la transition écologique (ADEME) dansLa méthanisation en 10 questions, le digestat peut être utilisé comme fertilisant par les agriculteurs. Son impact sur les sols fait néanmoins aujourd’hui l’objet de controverses. Certains acteurs lui reprochent ainsi d’entraîner une pollution des sols et des nappes phréatiques. Du biométhane peut également être obtenu par gazéification de biomasse lignocellulosique (paille, déchets ligneux, bois, etc.). Cette étape permet d’obtenir un gaz pauvre en méthane et constitué d’eau et de monoxyde de carbone. Ce gaz subit ensuite une étape de méthanation. Autrement dit, il est enrichi méthane. Il est ensuite nettoyé de façon à en retirer l’eau et le gaz carbonique. Se chauffer grâce à la chaleur géothermiqueLa géothermie de surface et la géothermie profonde permettent toutes deux de produire de la chaleur :
Dans le cadre de la production de chaleur, la géothermie profonde exploite des aquifères dits profonds. Un ou plusieurs forages de production permettent de récupérer le fluide géothermal situé dans ces aquifères puis de le conduire jusqu’à la centrale géothermique. Le fluide géothermal déchargé de son énergie est réinjecté dans l’aquifère grâce à un forage de réinjection. Ce circuit est appelé la boucle géothermale primaire. Le fluide géothermal décharge son l’énergie dans ce que l’on appelle un échangeur de chaleur. C’est cet échangeur qui permet d’alimenter le réseau de chaleur en surface, au travers d’un réseau de distribution primaire et d’un réseau de distribution secondaire. La production de chaleur à l’aide d’une pompe à chaleur est effectuée de façon similaire :
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L’éthanol est fabriqué à partir de betteraves à sucre, de céréales comme le blé et le maïs, ou de résidus vinicoles comme le marc de raisin et la lie de vin. Ces composants correspondent donc ici à l’énergie primaire. Les sucres qu’ils contiennent sont transformés en alcool par un procédé de fermentation industrielle. Cet alcool est ensuite transformé en bioéthanol par distillation puis déshydratation. Il est ensuite ajouté à l’essence, qui constitue ici l’énergie finale. L’éthyl tertio butyl éther (ETBE) est issu d’un processus de transformation de la biomasse similaire, car il s’agit d’un dérivé du bioéthanol d’origine agricole. On lui adjoint néanmoins de l’isobutène d’origine chimique afin de faciliter son incorporation à l’essence. La bioessence de synthèse peut, elle, être fabriquée à partir de deux procédés distincts :
Ces deux procédés sont effectués dans des raffineries ou des bioraffineries. Bon à savoir 7,9 % de l’énergie contenue dans les essences étaient d’origine renouvelable en France en 2019, selon le ministère de la Transition écologique. Les biocarburants gazoleLes biogazoles sont fabriqués à partir d’huiles. Ces huiles peuvent provenir d’énergies primaires différentes, parmi lesquelles des graisses animales, des plantes oléagineuses (comme le colza ou le tournesol) ou encore des huiles végétales alimentaires usagées. Il existe différents biocarburants gazole :
Bon à savoir 7,3 % de l’énergie contenue dans le gazole provenait de biocarburants en 2019 en France, selon le ministère de la Transition écologique. Les énergies primaires sont indissociables de notre quotidien. C’est ainsi grâce aux transformations successives qu’elles subissent que nous pouvons accomplir des gestes simples de la vie de tous les jours, comme allumer la lumière, le chauffage, ou encore cuire nos repas. Seulement voilà, toutes les énergies primaires n’ont pas le même impact sur l’environnement. Les énergies primaires fossiles comme le charbon ou le pétrole entraînent ainsi l’émission d’une quantité considérable de gaz à effet de serre. Elles contribuent donc activement au dérèglement climatique. De même l’énergie nucléaire– qui repose sur l’exploitation du minerai d’uranium – est aujourd’hui sujette à de nombreuses controverses. Certains particuliers souhaitent alors affranchir leur consommation d’énergie de ces deux types d’énergies primaires. Pour cela, il est possible de souscrire à des offres dites vertes :
Attention, ne vous méprenez pas. Souscrire à des offres vertes ne signifie pas que vous ne consommerez plus d’énergie issue des énergies primaires fossiles et/ou nucléaire. Il est impossible de distinguer l’électricité ou le gaz présent sur le réseau de distribution en fonction de leur source. Vous participerez néanmoins directement à la diminution de leur importance dans le mix énergétique français. Pour choisir vos offres vertes, n’hésitez pas à utiliser notre comparateur des fournisseurs d’énergie. Vous pouvez également joindre gratuitement les experts de Choisir.com afin de vous faire accompagner dans votre choix. Service gratuit Un conseiller spécialisé vous aide dans vos démarches Déménagement, résiliation, coupure, devis personnalisé, question sur votre facture, le spécialiste énergie de Choisir.com vous aide par téléphone ! De 8h à 20h du lundi au vendredi, le samedi de 9h à 17h calculez vos économies vous préférez être rappelé ? Quelles sont les énergies disponibles sous forme de flux ?les énergies de flux, qui correspondent aux ressources renouvelables, comme la chaleur du sous-sol de la Terre (énergie géothermique), les rayonnements solaires (rayonnements électromagnétiques), la force de l'eau (énergie mécanique) ou encore la biomasse.
Quelles sont les formes d'énergie primaire ?Ce sont principalement le pétrole brut, les schistes bitumineux, le gaz naturel, les combustibles minéraux solides, la biomasse, le rayonnement solaire, l'énergie hydraulique, l'énergie du vent, la géothermie et l'énergie tirée de la fission de l'uranium.
Quels sont les deux types d'énergie primaire ?Il s'agit donc essentiellement d' énergie thermique et d'énergie mécanique. Ainsi, l'énergie mécanique produite par un moulin à vent est une énergie primaire.
Quels sont les différents types d'énergies renouvelables ?Il existe 5 grandes familles d'énergies renouvelables :. Énergie éolienne (terrestre et en mer) / Production : électricité. Énergie solaire (photovoltaïque, thermique et thermodynamique) / Production : électricité et chaleur.. Biomasse / Production : chauffage (bois-énergie), chaleur et électricité (déchets). |
Énergie sous forme de stock ou de flux
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