Sciences, Clés du Futur

Après le succès des conférences Sciences et société Sciences, clés du futur, le Carré des Sciences et l'Extension de l'Université, en collaboration avec la cellule ApplicaSciences, proposent un nouveau cycle, cette fois orienté vers la thématique ô combien d'actualité de l'énergie.

Notre société est en pleine ébullition. Les crises ne cessent de s’accumuler : énergie, transport, matières premières, agriculture, environnement, économie. Les défis sont nombreux, et les relever passera notamment par les sciences et les techniques...
Le cycle « Sciences, clés du futur » est accessible à toutes et à tous, et s’adresse à toute personne intéressée par les défis que nous allons devoir résoudre. La participation aux conférences est gratuite, il n’est pas nécessaire de réserver. Ces conférences auront lieu à 20h à l'auditoire Van Gogh (Grands Amphithéâtres de l'UMONS), Avenue du Champ de Mars, 7000 Mons.

"Le développement de l’Homme, au cours de ses civilisations, a toujours été lié à sa consommation en énergie. Après une très longue période où les seules énergies disponibles étaient peu répandues (l’Homme lui-même, les animaux, le feu, le vente et l’eau), la découverte des énergies fossiles a révolutionné son développement. Les conséquences sont énormes, en termes de modifications de l’environnement mais aussi d’épuisement de ses ressources. Le besoin est à présent fondamental de se tourner vers d‘autres sources d’énergie si possible non polluantes.

La géothermie fait partie de ces nouvelles ressources. Dépendant de la chaleur de la terre, que l’on peut considérer comme inépuisable à l’échelle de l’Homme, elle est paradoxalement assez peu connues, notamment de nos dirigeants. Or, des ressources à moyenne température ont été identifiées dans le Bassin de Mons : « l’eau chaude de Saint-Ghislain », ainsi appelée car ayant été découverte lors du forage profond d’exploration géologique situé dans le territoire de cette localité. Utilisée sur deux seuls forages, cette ressource est prometteuse comme source de chauffage. D’autres possibilités existent à plus grande profondeur, avec la perspective de produire de l’électricité.

L’exposé s’axe sur la découverte et l’explication de la géothermie hainuyère. Une introduction définit la notion d’énergie disponible pour l’Homme dans le Système solaire, ainsi qu’une vision historique. Enfin, la géothermie de haute température et les perspectives belges sont évoquées."

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Les éoliennes soulèvent souvent des débats passionnés où elles sont parfois décriées comme une solution folle ou plébiscitées comme source d’énergie pouvant permettre de mieux respecter notre planète en réduisant les émissions de gaz carbonique tout en diminuant notre dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles. Le kilowattheure éolien plus cher que l’électricité fournie par les centrales classiques, devient envisageable par ses avantages d’énergie renouvelable non polluante pour notre environnement et les aides offertes grâce à volonté écologique et stratégique des états de diversifier les formes d’approvisionnement.

Afin d’aider à la compréhension de son potentiel et de ses limitations, cette conférence intitulée « Energie éolienne : potentiel aérodynamique » vise dans un premier temps à présenter les principes d’extraction de l’énergie cinétique éolienne et les limites sur la puissance récupérable. Elle s’attache ensuite à donner, pour les éoliennes de moyenne et de grande taille à axe horizontal que l’on voit fleurir dans nos paysages, un éclairage sur les principes aérodynamiques de portance et de traînée des profils de pale qui sont à l’origine du couple et de la puissance disponibles à l’arbre. Par ce fonctionnement, s’apparentant à celui d’une aile d’avion, on justifiera la forme vrillée des pales à haut rendement ainsi que les techniques de régulation les plus courantes pour optimiser leur efficacité en relation avec l’intensité des vents. Ces règles permettront de comprendre l’évolution caractéristique de la puissance effectivement récupérable par le rotor d’une éolienne en fonction de l’intensité du vent.

Sur base des performances d’une technologie mature d’éoliennes de 1,5 mégawatt de puissance nominale et des relevés météorologiques, on analysera le potentiel effectif du gisement éolien wallon en fonction des variabilités mensuelles, saisonnières et annuelles passées. Pour être viable, les constatations montreront que, bien qu’inépuisable, l’énergie éolienne doit être considérée comme un moyen complémentaire à ceux existants tels que les centrales à combustible fossile dites polluantes, solaires, nucléaires ou hydrauliques n’émettant pas de gaz à effet de serre. En effet, la production intermittente et indomptable des parcs éoliens reste indépendante de l’appel de puissance des consommateurs. Cependant, grâce à des prédictions météorologiques de plus en plus fiables, celle-ci peut être correctement anticipée. Pour les gestionnaires, l’énergie éolienne représente donc un nouveau métier et un challenge pour la stabilité nationale et internationale des réseaux électriques.

Le Soleil envoie sur Terre une énergie égale à plusieurs milliers de fois ce que l’humanité consomme. Pourquoi, dès lors, ne pas s’en servir pour, notamment, remplacer les énergies fossiles ? En pratique, les choses ne sont pas aussi simples qu’il semble à première vue.
Dans cet exposé, les différentes techniques de captage de l’énergie solaire directe sont passées en revue. Chauffage direct par les panneaux solaires thermiques, photovoltaïque, jusqu’au gigantesque projet Desertec de captage d’énergie solaire dans le Sahara sont discutés.
Il apparaît que, si les conditions sont très différentes selon l’endroit où on se trouve sur Terre, beaucoup reste à faire pour tirer le meilleur parti possible de l’énergie solaire.

La fusion thermonucléaire contrôlée: à la conquête de l’énergie des étoiles

Si le soleil a depuis l’aube des civilisations été source de fascination, de curiosité, voire d’adoration, ce n’est qu’à la première moitié du XXième siècle que son mode de fonctionnement a commencé à être compris. La fusion nucléaire, qui fournit au soleil sa puissance, est également le procédé qui synthétise naturellement les éléments chimiques. L’ambition de réaliser la fusion nucléaire sur terre à des fins pacifiques, est née au coeur de la guerre froide. Très vite, les physiciens ont compris que si des densités et températures élevées (plusieurs centaines de millions de degrès) étaient requises, confiner le gaz ionisé, appelé plasma, au coeur duquel ont lieu ces réactions, allait s’avérer une tâche particulièrement ardue. Parmi les techniques de confinement possibles, le confinement par champ magnétique, et en particulier la filière des tokamaks, est de loin être la plus prometteuse. La recherche sur les tokamaks a commencé dans les annees 50, et les progrès ne se sont depuis jamais démentis. Le bilan énergétique du plasma, mesuré par le produit de la densité, de la température et du temps de confinement de l’énergie, a été multiplié par 1000. Plusieurs mégawatts de puissance fusion ont déjà été produits et des décharges de plusieurs minutes réalisées. Les bases scientifiques sont aujourd’hui suffisamment solides pour envisager la construction d’un appareil validant la faisabilité de l’énergie de fusion: ITER. L’insertion dans l’offre énergétique pourrait avoir lieu dans la seconde partie du siècle, à une époque où l’épuisement des ressources classiques et les conséquences climatiques de notre consommation se feront sentir de façon forte. La fusion présente des avantages qui peuvent contribuer à une production d’énergie respectueuse de notre environnement.

Sciences, Clés du Futur - 2

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