L’énergie thermique : guide pour débutant

La production d’électricité par l’énergie maréthermique est possible en utilisant la différence de température entre l’eau de surface (eau chaude) et l’eau profonde (eau froide) de la mer. Idéalement, il ne doit être utilisé que dans les zones où il existe un écart important entre ces deux températures : au moins 20°C. Par conséquent, la zone la plus appropriée pour l’implantation de centrales ETM (énergie thermique de la mer) se trouve dans la région subtropicale. En effet, cette différence de température est importante dans la région subtropicale.

1. Qu’est-ce que l’énergie thermique ?

L’énergie thermique peut être définie en deux niveaux :

  • Au niveau microscopique

L’énergie thermique provient du déplacement d’atomes et de molécules qui forment des solides, des liquides ou des gaz. Plus ce mouvement est important, plus la température est élevée et donc plus la chaleur (énergie thermique) générée est importante. L’énergie thermique est simplement définie comme l’énergie stockée dans le corps lorsque la température corporelle augmente.

  • Au niveau macroscopique, vous pouvez prendre un exemple général comme une marmite en feu.

L’allumage de la table de cuisson en brûlant du gaz naturel / du gaz électrique crée du feu / de la chaleur dans la table de cuisson, 

Sous l’action du feu/chaleur, l’eau contenue dans la marmite est chauffée et réchauffée. En d’autres termes, l’énergie du feu est transférée à l’eau dans le pot. On dit qu’il y a transfert de chaleur d’un corps à un autre. La manifestation de l’énergie thermique résulte du transfert de chaleur.

Par conséquent, la définition de l’énergie thermique est la quantité d’énergie contenue dans un objet, en fonction de sa masse et de sa température.

À ce stade, il est logique de souligner la différence réelle entre la température et la chaleur. Ces termes sont souvent confondus.

La température est une mesure de l’intensité du mouvement moléculaire dans le corps et génère donc de la chaleur. La température d’un objet solide, liquide ou gazeux est exprimée en divers indicateurs tels que Celsius, Kelvin et Fahrenheit.

La chaleur se définit comme le transfert de chaleur entre deux objets (solide, liquide ou gaz) à des températures différentes. Le transfert de chaleur se produit toujours du corps chaud vers le corps froid.

2. Comment utiliser l’énergie maréthermique ?

Les installations thermodynamiques possèdent des circuits fermés. L’ammoniac liquide ou gazeux y circule de façon continue. C’est le mécanisme de la production d’énergie maréthermique.

La pompe va aspirer l’eau chaude présente sur la surface. Sa température est généralement de 25 ou 30°C.

L’échange de chaleur s’effectue avec l’ammoniac qui se transforme en gaz au niveau de l’évaporateur.

L’ammoniac gazeux est mis sous pression pour entraîner le rotor de la turbine relié au générateur qui produit de l’électricité.

L’ammoniac traverse ensuite le condenseur, est refroidi par de l’eau pompée des profondeurs de l’océan, puis revient à l’état liquide.

Lorsque l’ammoniac est aspiré vers l’évaporateur, en ce moment le cycle peut se poursuivre. Actionnez à nouveau la turbine.

Vous pouvez voir à ce moment à quoi peut ressembler le fonctionnement d’une énergie thermique.

3. Des projets qui nécessitent un gros investissement

L’utilisation de l’énergie hydrothermale en est encore à ses balbutiements, mais certains chercheurs s’y sont intéressés dès le XIXe siècle. L’eau utilisée pour condenser l’ammoniac est certes lourde à mettre en œuvre, car il faut parfois la pomper dans des eaux très profondes jusqu’à 1000 mètres. Faudrait prévoir pour une telle production un coût considérablement élevé. A cause de leur grand diamètre et de leur longueur, les tubes à pompes vont être à des prix très élevés.

4. Conditions de construction pour l’unité d’utilisation de l’énergie thermique de la mer

Les centrales thermiques doivent être situées dans la zone de forêt pluviale où la différence de température entre la surface et la profondeur est d’au moins 20 ° C.

Il est également important que la ferme soit proche de la côte. En effet, des infrastructures y sont développées pour convertir l’énergie et la transporter jusqu’aux utilisateurs finaux.

Pour utiliser le tuyau, il doit être installé à une profondeur de 1000 mètres.

5. Installation pouvant avoir d’autres finalités

L’air froid généré par la centrale électrique peut être utilisé pour climatiser le bâtiment, réduisant ainsi la consommation d’énergie des consommateurs.

Les usines de dessalement pour la production d’eau potable peuvent être affectées à des usines.

Il est également possible d’utiliser une station de pompage pour alimenter l’eau de l’étang d’aquaculture. L’eau pompée des profondeurs peut également fournir des nutriments essentiels aux poissons et crustacés d’élevage.

6. Avantages et inconvénients d’une énergie thermique

L’énergie thermique de la mer présente plusieurs avantages, qui ne sont pas négligeables.

  • Cette source d’énergie est inépuisable, renouvelable, respectueuse de l’environnement et disponible toute l’année.
  • Aucun risque pour la vie marine si l’installation est bonne, c’est-à-dire un tuyau blindé pour empêcher toute fuite.

Cependant, comme tout système d’alimentation d’énergie, l’énergie thermique a aussi quelques inconvénients.

  • Les équipements installés en milieu marin ont tendance à s’oxyder rapidement. Les tubes sous-marins sont également attaqués par le biofouling. L’encrassement biologique est composé d’organismes tels que des bactéries, des plantes et des crustacés qui peuvent se fixer aux parois et éventuellement les modifier.

Par conséquent, des traitements anti-salissures doivent être appliqués annuellement, mais ces solutions sont souvent nocives pour l’environnement.

  • Avec une installation dont les normes ne sont pas respectées, le risque de pollution de l’océan par les fuites d’ammoniac est à craindre.  

Réaliser un tel projet de bout en bout demande énormément en ressource financière.

7. Les vidéos sur l’énergie thermique

Les sources pour la rédaction de cet article

Questions & Réponses

Quelle est la source de l’énergie thermique ?

L’énergie calorifique d’une flamme dépend des combustibles fossiles (charbon, gaz ou pétrole), les éléments contenus dans le sol terrestre.

Comment faire de l’énergie thermique ?

L’énergie thermique peut être convertie en énergie électrique ou mécanique pour être utilisée. Le processus de conversion en énergie électrique commence par la conversion de l’énergie thermique en énergie mécanique (moteur, turbine) pour transformer un générateur en électricité.

Comment convertir l’énergie thermique en électricité ?

Dans un dispositif thermoélectrique, le courant est généré par le transfert d’électrons de la cathode chaude à l’anode froide. Dans les TPV, l’énergie des photons infrarouges émis par la source de chaleur est absorbée par la cellule photovoltaïque et convertie en énergie électrique.

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