Les principales sources d’énergies non renouvelables sont généralement des produits possédant des propriétés énergétiques intrinsèques (exemple des produit nucléaires) ou celles créées par l'action de produit que le temps a transformé en charbon ou en hydrocarbures (pétrole, gaz et huiles naturelles).

On peut classer les énergies non renouvelables en deux grandes familles :

  1. Énergie fossile : notamment le charbon, le gaz naturel et le pétrole. Leur vitesse de régénération est extrêmement lente à l'échelle humaine, et la consommation intensive, d'où les risques d'un épuisement rapide ;
  2. Énergie nucléaire, les gisements d'uranium étant limités. Seule la fusion nucléaire pourrait, à condition d'être industriellement maîtrisée, produire de l'énergie sur le très long terme.

Actuellement, pratiquement 80 % de l’énergie totale consommée est non renouvelable.


1. Energie fossile



On appelle combustible fossile tous les combustibles riches en carbone — essentiellement des hydrocarbures — issus de la méthanisation d’êtres vivants morts et enfouis dans le sol depuis plusieurs millions d’années, jusqu’à parfois 650 millions d’années. Il s’agit du pétrole, du charbon, de la tourbe et du gaz naturel. Parmi ces derniers, le méthane présente le rapport H/C le plus élevé, tandis que l’anthracite et certaines houilles sont composés de carbone presque pur. Ces sources d'énergie ne sont pas renouvelables car elles demandent des millions d'années pour se constituer et parce qu'elles sont utilisées beaucoup plus vite que le temps nécessaire pour recréer des réserves

pétrole

Le pétrole est une roche liquide d'origine naturelle, une huile minérale composée d'une multitude de composés organiques, essentiellement des hydrocarbures, piégé dans des formations géologiques particulières. L'exploitation de cette source d'énergie fossile et d'hydrocarbures est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole fournit la quasi-totalité des carburants liquides — fioul, gazole, kérosène, essence, GPL — tandis que le naphta produit par le raffinage est à la base de la pétrochimie, dont sont issus un très grand nombre de matériaux usuels — plastiques, textiles synthétiques, caoutchoucs synthétiques (élastomères), détergents, adhésifs, engrais, cosmétiques, — et que les fractions les plus lourdes conduisent aux bitumes, paraffines et lubrifiants. Le pétrole dans son gisement est fréquemment associé à des fractions légères qui se séparent spontanément du liquide à la pression atmosphérique, ainsi que diverses impuretés comme le dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, l'eau de formation et des traces métalliques.

charbon

Le charbon est une roche sédimentaire exploitée en tant que combustible et formée à partir de la dégradation partielle de la matière organique des végétaux. Couvrant en 2011, 28,8 % des besoins énergétiques mondiaux  , le charbon est actuellement une des principales ressources énergétiques de l'humanité.

Ce sont les observations au microscope d'Hutton et de Link, vers 1840, qui ont permis la découverte de la composition du charbon. Utilisé comme combustible dès le XIe siècle, son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au XIXe siècle. Depuis, il restait en 2010 le second combustible fossile le plus utilisé dans le monde (27 %), après le pétrole (37 %).

Au cours de plusieurs millions d'années, l'accumulation et la sédimentation de débris végétaux dans un environnement de type tourbière provoque une modification graduelle des conditions de température, de pression et d'oxydo-réduction dans la couche de charbon qui conduit, par carbonisation, à la formation de composés de plus en plus riches en carbone : la tourbe (moins de 50 %), le lignite (50 à 60 %), la houille (60 à 90 %) et l'anthracite (93 à 97 %).

La formation des plus importants gisements de charbon commença au Carbonifère, environ de -360 à -295 Ma.

Dans son appellation courante, le terme désigne généralement la houille. Autrefois, il était appelé charbon de terre en opposition au charbon de bois.


la tourbe

La tourbe est une matière organique fossile formée par accumulation sur de longues périodes de temps de matière organique morte, essentiellement des végétaux, dans un milieu saturé en eau. La tourbe forme la majeure partie des sols des tourbières. Séchée, elle donne un combustible brun à noirâtre qui chauffe moins que le bois et le charbon. L'extraction de la tourbe a été l'une des causes de disparition ou dégradation de nombreuses zones humides, laissant parfois place à de vastes étangs (comme dans le marais)
La tourbe se définit comme le produit de la fossilisation de débris végétaux (dits « turfigènes », comme diverses espèces de sphaignes par exemple) par des microorganismes (bactéries, arthropodes, champignons, microfaune) dans des milieux humides et pauvres en oxygène - que l'on appelle tourbières - sur un intervalle de temps variant de 1 000 à 7 000 ans. Si, à cause de son enfouissement, la tourbe est soumise à des conditions particulières de pression et de température, elle se transforme, au bout d'une période de l'ordre du million d'années, en charbon. La tourbe peut ainsi être considérée comme une étape intermédiaire à la formation de charbon.

gaz naturel


Le gaz naturel est un combustible fossile composé d'un mélange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.

Avec 23 % de l'énergie consommée en 2005, le gaz naturel est la troisième source d'énergie la plus utilisée dans le monde après le pétrole (37 % en 2005) et le charbon (24 % en 2005).

Son exploitation non-conventionnelle étant récente, l’étendue de ses réserves est encore assez mal connue. En 2008, elles correspondaient à 60 ans de consommation et étaient concentrées pour 40 % au Moyen-Orient. Les spécialistes estimaient alors que la Russie, l’Iran et le Qatar détenaient à eux seuls plus de 50 % des réserves mondiales. Depuis, les évolutions techniques ont permis des découvertes de gaz non conventionnel menant ainsi à une réévaluation des réserves de 60 à 250 % selon les zones.

L'usage du gaz naturel dans l'industrie, les usages domestiques puis la production d'électricité, se développait rapidement depuis les années 1970 et était sur le point de devancer le charbon. Cependant, avec le renchérissement observé depuis le début du XXIe siècle, les tassements dans la consommation des pays développés, les besoins des pays émergents et les progrès réalisés dans le traitement du charbon, ce dernier tend à retrouver un certain essor.




2. Energies nucléaires


Le nucléaire constitue une source d’énergie pour le secteur civil, largement utilisée en France dans la production d’électricité. Cette utilisation s’est développée après les chocs pétroliers, parallèlement à un programme d’économies d’énergie. Elle a ainsi permis de réduire la dépendance aux hydrocarbures, améliorant la sécurité d’approvisionnement, tout en assurant un prix de production de l’électricité compétitif et peu sujet à fluctuations. Il s’agit d’une énergie sobre en émission de gaz à effet de serre, caractéristique particulièrement remarquable à l’heure où la lutte contre le changement climatique est une préoccupation de plus en plus importante.

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