Avant de pouvoir évaluer les panneaux solaires, les éoliennes ou le stockage par batterie, nous devons disposer d’un vocabulaire commun et d’une compréhension pratique des principes physiques qui les sous-tendent. Ce module pose ces bases. Nous commencerons par explorer le concept même d’énergie : ce qu’elle est, d’où elle provient, comment elle est mesurée et les lois physiques qui régissent son comportement. Nous aborderons ensuite l'électricité : nous examinerons comment elle est produite, mesurée et distribuée, en nous intéressant tout particulièrement à la manière dont les ressources renouvelables transforment les flux d'énergie naturels en énergie électrique utilisable. À l'issue de ce module, vous disposerez de bases solides sur les concepts fondamentaux nécessaires pour comprendre le potentiel et les défis liés aux énergies renouvelables.

L'éolien est l'une des sources d'énergie renouvelable qui connaît la croissance la plus rapide au monde — et ce module vous explique pourquoi. Nous allons nous pencher sur les forces physiques qui le génèrent, les technologies qui permettent de le capter et les enjeux économiques qui redéfinissent les marchés de l'énergie à l'échelle mondiale. Commençons par le vent lui-même : qu’est-ce qui le fait souffler ? Quelles caractéristiques — vitesse, régularité, turbulence — déterminent son utilité ? Et quelle quantité d’énergie une masse d’air en mouvement recèle-t-elle réellement ? Nous nous intéresserons ensuite aux machines conçues pour l’exploiter. Vous apprendrez comment les éoliennes transforment cette énergie brute en électricité, en examinant leurs composants clés, leurs performances réelles et les enjeux économiques qui déterminent la réussite ou l’échec d’un projet éolien. Au fil de ce module, nous mettrons l’accent sur l’éolien offshore — l’un des domaines les plus dynamiques des énergies renouvelables — et nous explorerons les facteurs à l’origine de sa croissance explosive. À la fin de ce module, vous comprendrez non seulement comment fonctionnent les éoliennes, mais aussi pourquoi le vent est devenu une force aussi prépondérante dans la transition énergétique mondiale.

Chaque heure, le soleil fournit à la Terre plus d’énergie que l’humanité n’en consomme en une année entière. La question à laquelle ce module apporte une réponse est la suivante : comment capter cette abondance et la mettre à profit ? Nous commencerons par analyser la nature même du rayonnement solaire — ses principales caractéristiques et les nombreuses façons dont la lumière du soleil peut être exploitée au service de l’humanité. Nous nous intéressons ensuite à la technologie au cœur de la révolution solaire : les systèmes photovoltaïques (PV) et les principes scientifiques qui permettent de convertir directement la lumière du soleil en électricité. Nous terminons en mettant la théorie en pratique, en examinant comment les projets solaires photovoltaïques sont concrètement planifiés, implantés et financés — ce qui vous donnera une vision claire des enjeux économiques qui sous-tendent l’expansion rapide du solaire à travers le monde. À la fin de ce module, vous comprendrez non seulement comment fonctionne la technologie solaire, mais aussi pourquoi elle est appelée à devenir le pilier de la transition énergétique mondiale.

L'éolien et le solaire sont peut-être les étoiles montantes des énergies renouvelables, mais ils sont loin de constituer l'ensemble du tableau. Ce dernier module vient compléter le tableau en abordant les technologies qui ont fait leurs preuves depuis le plus longtemps, ainsi que les avancées en matière de stockage qui détermineront la réussite de la transition vers les énergies renouvelables dans son ensemble. Nous commencerons par les technologies de production établies et émergentes qui complètent le portefeuille des énergies renouvelables : l’hydroélectricité — qui reste la plus grande source renouvelable au monde — ainsi que l’énergie issue de la biomasse, l’énergie solaire à concentration, l’énergie géothermique et l’énergie marine. Chacune d’entre elles apporte son histoire, ses atouts et le rôle qu’elle a à jouer aux côtés de l’éolien et du solaire. Nous nous penchons ensuite sur ce qui constitue sans doute le plus grand défi auquel sont confrontées les énergies renouvelables : le stockage. Sans moyens efficaces et économiques de stocker l’énergie, même les ressources renouvelables les plus abondantes ne peuvent alimenter le réseau de manière fiable. Nous examinons les principales approches — le stockage par pompage, les batteries, le stockage thermique et le stockage d’hydrogène — tout en nous penchant sur les technologies émergentes appelées à redéfinir le paysage du stockage. Nous clôturons ce cours par une perspective d’avenir : que suggèrent les prévisions fiables concernant l’évolution de la production d’énergie renouvelable et des technologies de stockage renouvelables dans les années à venir — et qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir du système énergétique mondial ?

La dernière semaine du cours "Principes fondamentaux de la technologie des énergies renouvelables" comprend un examen final qui vous permettra de démontrer que vous maîtrisez le contenu de ce cours. Prenez le temps d'étudier, de revoir les concepts ou les sujets qui vous ont posé problème, puis passez l'examen final !