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Le stockage de l’énergie – Pourquoi est-ce si compliqué?

Autrefois, nous amassions du bois et du charbon pour nous chauffer en hiver. À présent, nous entreposons de l’essence dans des réservoirs, du gaz naturel dans d’anciennes mines de sel et de l’eau derrière des barrages. Nous achetons des piles pour alimenter nos gadgets en énergie. Cependant, nous continuons à rêver d’un moyen de stockage fiable, bon marché et puissant, et les chercheurs travaillent à la réalisation de ce rêve. Les nouvelles technologies pourraient changer notre manière d’acheter l’énergie et les sources qui permettent de produire celle-ci.

Pourquoi ne pouvons-nous pas avoir une petite pile rechargeable, suffisamment puissante pour alimenter en énergie toute notre maison pendant un an ? Pour des raisons de stockage. Aucune pile ne peut emmagasiner autant d’énergie.

Pour l’instant, nous devons produire notre électricité en temps réel. Beaucoup de centrales électriques génèrent de l’énergie en périodes de demande de pointe. En d’autres temps, l’électricité excédentaire est perdue. Si nous pouvions la stocker, les pointes de l’offre et de la demande se neutraliseraient, ce qui réduirait les coûts. De bons moyens de stockage permettraient aussi de faire une plus grande place aux sources d’énergie de remplacement, dans notre bouquet énergétique.

L’utilisation du pétrole et du gaz

Le pétrole brut riche en énergie est raffiné afin d’obtenir un carburant pour faire fonctionner les navires, les camions, les voitures, les trains et les avions. Nous pouvons facilement le stocker dans des grands bacs et dépôts.

Le gaz naturel possède certains avantages en commun avec le pétrole – il est facile à stocker et à transporter –, mais il a d’autres utilisations. Utilisé principalement pour produire de l’électricité, le gaz naturel sert aussi à chauffer les immeubles résidentiels et commerciaux.

Le transport et le raffinage du pétrole et du gaz

Le pétrole brut est transformé dans une raffinerie. Les pipelines, les camions-citernes ou les pétroliers font entrer et sortir le pétrole des raffineries. Le gaz naturel est également traité afin d’en éliminer les impuretés, sur son lieu d’extraction ou dans une usine de traitement. En général, il est acheminé par pipeline jusqu’aux consommateurs. Cependant, il peut aussi être refroidi pour le rendre liquide et être ainsi transporté n’importe où dans le monde.

Le stockage du gaz naturel

Le gaz naturel est souvent stocké loin de son lieu d’extraction. Les anciens réservoirs vides de gaz ou d’eau souterraine et les mines de sel sont les lieux souterrains privilégiés pour stocker le gaz naturel. Le gaz est injecté dans les formations géologiques reconditionnées, et la pression augmente à chaque ajout de gaz. Ces formations deviennent des conteneurs naturels pressurisés parfaits pour entreposer le gaz.

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Une énergie qui tombe pile

Les piles se présentent dans toute une gamme de tailles, de portabilité, de propriétés chimiques, de recyclabilité et de toxicité. Les technologies les plus récentes dans le domaine des piles, comme celle du lithium à haute densité, remplacent les solutions moins efficientes et plus toxiques.

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La pile est un miracle de la chimie au quotidien. Chaque pile contient un électrolyte, une substance conductrice d’électricité. Différents métaux réagissent avec l’électrolyte à chacun des deux pôles, créant un flux de particules chargées négativement entre une extrémité (-) et l’autre (+). Si l’on relie les pôles – en insérant la pile dans un téléphone cellulaire, par exemple – les électrons se déplacent en circuit, libérant ainsi une énergie utilisable.

Le courant continu et le courant alternatif

Le courant continu circule toujours dans la même direction à partir d’un générateur, d’une batterie, de thermocouples ou de cellules solaires. Les premiers réseaux de transport acheminaient du courant continu, mais il s’est avéré difficile de conserver une haute tension sur de longues distances.

Le courant alternatif change périodiquement et régulièrement de direction entre une charge positive et une charge négative. Les systèmes de courant alternatif sont plus efficients que ceux de courant continu pour transporter l’énergie sur de longues distances. La plupart des appareils électroménagers fonctionnent sur courant alternatif.

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