C) Énergie moyenne fournie par un éclair:
 

L'énergie moyenne d'un éclair est de 500 mégajoules. Un éclair dure 25 ms, le nombre d'éclairs d'un orage peut varier d'une moyenne de 100 éclairs, l'énergie d'un orage est donc d'environ 500MJ x 100 = 50000MJ soit = 50GJ

    D) Combien d'habitants l'énergie fournie par les éclairs pourrait-elle alimenter ?


D’après météo France, le nombre de coup de foudre est d'environ 1 à 3 par km² et par an, et la superficie du territoire français avoisinant les 550 000 km², il y a environ un million d'éclairs qui frappent le sol en France chaque année. La puissance moyenne sur 1 an de cette énergie est donc de 16 mégawatts.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Carte du niveau keraunique, nombre de jours d'orage par an en moyenne pour l'année 2004.
 

Pour comparer voici les énergies moyennes fournies par d'autres sources d’énergies traditionnelles qui sont les suivantes:

Une centrale nucléaire produit environ 5000 MW.
Une centrale thermique produit de 100 à 700 MW.
Une centrale hydraulique produit jusqu'à 500 MW.
Une centrale éolienne produit en moyenne 7 MW.

L'énergie que pourrait fournir la foudre est donc très inférieure à celle fournie par ces sources traditionnelles. Cependant elle est supérieure à celle fournie par une centrale d'éoliennes et contrairement à l'énergie nucléaire, elle pourrait constituer une source d'énergie non polluante et ne produisant pas de déchets.

Malheureusement un éclair est un phénomène dégageant beaucoup d'énergie mais sur une durée très faible.

qui pose des problèmes techniques pour le stockage.

 

E) Pourrais ton utiliser la foudre ?

 

 

La Récupération:

Pour utiliser la foudre, il faut d'abord voir le problème de la récupération de la foudre. Le principe du paratonnerre, pourrait être utilisé; cependant, il possède l'inconvénient de ne capter que les éclairs qui frappent le sol (soit un tiers des éclairs). De plus, un paratonnerre attire à lui pas tous les éclairs, ce qui suppose la mise en place d'infrastructures importantes, ainsi que des coûts élevés, (maintenance, installation)

 

 

Le stockage:

Un autre problème encore plus important, est qu'avec notre technologie actuelle, nous avons des difficultés à stocker l'énergie électrique. Comme EDF nous le montre, nos lignes sont en permanence approvisionnées en courant, pour répondre à la demande en toutes circonstances. Et sachant qu'un éclair libère toute son énergie en environ 25ms, il ne serait pas pratique de ne pouvoir utiliser nos appareils électriques que durant ce court laps de temps et cela relèverais d’un défi pour stocker cette quantité astronomique d'énergie en si peu de temps. Donc en ce qui concerne les méthodes de stockage possible il y a :

 

Les batteries (accumulateur chimique):

 

Le lithiumion sont les batteries les plus répandue dans les smartphones, leur avantage est de stocker beaucoup d'énergie dans peu de place, on peut imaginer plusieurs grosses atterries reliées pour stocker de plus grande quantités d'énergie. Mais le stockage en grande quantité d'énergie avec des accumulateurs géants n’a jamais été réalisé, car les accumulateurs sont généralement lourd et très cher (plus elles sont compacte), ont une durée de vie très limité et posent des problèmes de pollution en fin de vie et parfois des risques d’incendie ou d’explosions. Le problème avec la foudre est que les accumulateurs ne peuvent se charger immédiatement, car un plus ou moins long délai de charge est nécessaire.

 

Le condensateur :

 

Le condensateur de grosse capacité “supercaps” sont une autre utilisation de stockage électrochimique, l’avantage est qu’ils peuvent se recharger en un temps très rapide (intéressant pour la foudre) ceci dis ils partagent les mêmes autres inconvénients que les batteries et sont encore plus volumineux pour l'énergie qu'ils stockent.

 

Le stockage magnétique supraconducteur :

 

Il permet de disposer de grande quantité d'énergie instantanément. Cela en stockant l'énergie sous forme d’un champ électrique par un courant électrique circulant dans une bobine fermée et refroidie à 250c°, à cette température la bobine acquière des propriétés supraconductrices (c’est à dire une résistance électrique nulle!) qui donc permet de stocker l'énergie électrique. Pour l’instant ce type de stockage est en cours d’expérimentation et donc n’existe pas encore dans le domaine “public”, de plus ce stockage nécessite une dépense d'énergie parallèle à cause du refroidissement.

 

 

 

L’emplacement:

Enfin, un autre problème de taille serait le lieu de l'implantation d'un tel dispositif. Au vu des réticences pour le projet de parc d'éoliennes, on imagine la difficulté qu'on aurait à convaincre des habitants d'avoir, un parc à l'esthétique douteuse et ayant pour vocation de faire tomber la foudre à proximité. D'autant que lorsque la foudre tombe sur un paratonnerre, il y a des risques de surtensions électriques dans les maisons alentours.

 Conclusion

 

Bien qu’il serait intéressant de récupérer la foudre étant donné que c’est un phénomène d’une intensité très importante, il nous est à la fois très difficile de récupérer son énergie et de la stocker mais il serait également peu rentable de l'utiliser. Même si ce projet nous semble très difficile à réaliser avec les problèmes techniques et scientifiques, on peut tout de même penser qu’un jour il sera possible d’utiliser la foudre en tant qu’énergie en vue des progrès technologiques dans les domaines su stockage par exemple.

 

 Un autre moyen ?

 

Cependant on pourrait trouver un autre chemin pour récupérer cette énergie: au lieu de se focaliser sur la récupération de l'énergie du phénomène de la foudre en lui-même, ne pourrait-on pas capter l'énergie directement à la source elle-même ?

Sachant que La Terre comporte la ionosphère étant la partie supérieure de l'atmosphère, où l'ionisation de l'atmosphère est la plus importante. Une zone (couche basse de l'ionosphère), appelée l'électrosphère se maintient à un potentiel de 300 kiloVolt. Il existe donc un champ électrique permanent dans l'air, même en l'absence d'orages, qui est de l'ordre de 100 à 150 Volt par mètre. Cette zone tire sont électrisation des charges provenant des centaines d’orages se déroulant constamment sur toute la terre.

Nikola Tesla de son esprit visionnaire avait déjà imaginé comment capter l'énergie illimitée de cette zone grâce à une tour spéciale. L'idée de Tesla était de se “brancher” sur l’ionosphère à partir de la terre au moyen d'un circuit. Pour éliminer le problème de la distance entre la terre et l'ionosphère, Il construisit une gigantesque bobine Tesla en pointant une extrémité de la bobine vers l'ionosphère. Son idée était que l'effet d'accumulation de charge sur la sphère, placée au bout d'une tour de 60 mètres au-dessus d’une bobine, ferait monter le voltage entre le sol et l'ionosphère. Ceci aurait produit le même effet que si on les avait rapprochés.