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Energies renouvelables

par Amelie1505, le 15/04/2018 à 17:05 - 254 visites

Est-il possible de transformer une émission de chaleur en énergie renouvelable (électricité )?

Faut-il prévoir un aménagement spécifique ?

Réponse du Guichet du savoir

par bml_sci, le 18/04/2018 à 17:10

Bonjour,

Pour reprendre votre question, vous souhaitez savoir si de la chaleur peut être convertie en électricité.
Revoyons ensemble quelques définitions avant d'aller plus loin :
"Fournies par le soleil, le vent, la chaleur de la terre, les chutes d’eau, les marées ou encore la croissance des végétaux, les énergies renouvelables n’engendrent pas ou peu de déchets ou d’émissions polluantes." C'est donc l'énergie (renouvelable ou non) qui permettra de produire de l'électricité

Dans le langage courant, le terme de chaleur est employé pour qualifier la sensation que donne un corps chaud. Les physiciens qualifient la chaleur d'énergie thermique. Dans le système international, elle se mesure donc en joules (J). La chaleur correspond plus précisément à un transfert d'énergie.
Une centrale thermique est une centrale électrique qui produit de l'électricité à partir d'une source de chaleur selon le principe des machines thermiques.

Le livre Sur la route de l'électricité : les piles électriques et l'électricité dynamique donne des pistes intéressantes : voir la partie concernant la production d'électricité à partir de chaleur (avec exercice pratique). Il est également question un peu plus loin de thermopile (type module Peltier) : "Pour réaliser l'ampleur des applications potentielles des thermopiles, il faut savoir que les centrales électriques thermiques fonctionnent avec un rendement typique de 35 à 55% et que la majorité de l'énergie se retrouve perdue dans l'environnement sous forme de chaleur. Il en est de même avec les automobiles à essence. En utilisant des thermopiles avec un rendement de 12.5% pour récupérer une partie de la chaleur perdue, les centrales thermiques pourraient produire 10 à 20% plus d'électricité". Une thermopile est un dispositif électronique qui convertit l'énergie thermique en énergie électrique. Elle est composée de thermocouples connectés en parallèle ou en série.

Ainsi les matériaux thermoélectriques se développent. L’intérêt pour ces matériaux permettant de transformer la chaleur en électricité est très grand, mais les applications sont encore peu nombreuses. La faute à un rendement trop faible.
De même que l’effet photovoltaïque permet de transformer la lumière du soleil en électricité, l’effet thermoélectrique permet de convertir la chaleur en électricité, ou inversement. Le premier effet thermoélectrique a été observé en 1821 par le physicien allemand Thomas Johann Seebeck. Ce dernier remarqua qu’une aiguille métallique était déviée lorsqu’elle était placée entre deux matériaux conducteurs reliés entre eux et dont les deux points de jonction étaient soumis à des températures différentes. Le second effet thermoélectrique a été décrit quelques années plus tard, en 1834, par le physicien français Jean Peltier. Il observa l’apparition d’un gradient (variation) de température entre les points de jonction de deux matériaux conducteurs reliés entre eux et soumis à un courant électrique. (Source).

En plus pointu, voyez également les cours au collège de France du physicien Antoine Georges sur la thermoélectricité.

Et en plus ludique et en vidéo, Comment faire de la thermoélectricité avec un module Peltier (à la maison si vous êtes un peu bricoleur)

Des pistes, encore à l'état de recherches envisagent d'utiliser la chaleur humaine pour produire de l'énergie, mais aussi l'utilisation de peintures thermoélectriques sur des bâtiments

Voyez enfin cet article de la revue Pour la Science : Quand la chaleur devient électricité
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