Énergie primaire - Définition

Une source d’énergie primaire est une forme d’énergie disponible dans la nature avant toute transformation. Si elle n’est pas utilisable directement, elle doit être transformée en une source d’énergie secondaire pour être mise en œuvre. Dans l'industrie de l'énergie, on distingue la production d'énergie primaire, de son stockage et son transport sous la forme d'énergie secondaire, et de la consommation d'énergie finale.

L’énergie secondaire est-elle même transformée en énergie finale au stade de l’utilisation. Ainsi l’énergie mécanique d’une chute d’eau, transformée en électricité puis transportée sous cette forme peut-elle produire chez l’utilisateur final de l’énergie électrique pour différentes utilisations (éclairage, froid, chauffage, ...). Notons qu’au niveau de l’utilisateur les formes d’énergie sont plus ou moins substituables.

Cette série de transformations forme une chaîne énergétique, par exemple la chaîne pétrolière : extraction, transport, raffinage, distribution, utilisation. Les transformations sont caractérisées par un rendement, toujours inférieur à 1 par suite des pertes.

Dans les statistiques de comparaison de la production et de l’utilisation de l’énergie, on a l’habitude de considérer comme énergie primaire, l’énergie qui résulte de la première transformation (ainsi la chaleur nucléaire, l'électricité éolienne ou l'électricité hydraulique est-elle considérée comme électricité primaire) et comme énergie finale la forme sous laquelle elle arrive chez l’utilisateur final (ainsi l’électricité mesurée au compteur de l’abonné quelle qu’en soit l’utilisation finale : éclairage, chauffage, machines...), parce que ce sont celles pour lesquelles on dispose de données chiffrées.

Pour permettre les comparaisons, toutes les formes d’énergie sont exprimées à l’aide d’une unité commune : la tonne équivalent-pétrole ou tep.

Les formes d’énergie primaires sont les suivantes :

• Énergie humaine et animale : énergie mécanique de traction animale
• Énergie mécanique des éléments naturels :
  • Énergie hydraulique (cours d’eau et chutes d’eau) transformée en énergie mécanique (moulins à eau) ou électrique (centrale hydroélectrique).
  • Énergie marémotrice (marées) transformée en énergie électrique dans des centrales marémotrices.
  • Énergie éolienne (vent) transformée en énergie mécanique (moulins à vent, voiliers, char à voile) ou électrique (génératrice éolienne).
• Énergie chimique : transformée en chaleur (énergie thermique) par combustion, puis en électricité.

La cogénération consiste à produire simultanément chaleur et électricité. Les combustibles peuvent aussi actionner des moteurs. La combustion dégage du gaz carbonique (CO2).

• • Combustibles minéraux :
    • Combustibles minéraux solides (CMS) : charbon, lignite, à base de carbone plus ou moins pur.
    • Hydrocarbures : gaz naturel, pétrole (molécules formées de carbone et d’hydrogène).
  • Explosifs : énergie non contrôlée.
  • Biomasse : bois, produits et déchets végétaux, formés de matière organique (essentiellement carbone, hydrogène et oxygène), transformés en combustibles divers : bois et dérivés, diester, méthane (biogaz), méthanol, éthanol...
• Énergie nucléaire :
  • Fission : radioactivité de l’uranium et du plutonium transformée en chaleur, puis en électricité ; une partie de la chaleur est perdue et rejetée dans l’air et dans l’eau.
  • Fusion : encore au stade expérimental.
• Énergie solaire : rayonnement solaire, transformé en chaleur (chauffe-eau solaire, pompe à chaleur) ou en électricité (cellules photo-voltaïques).
• Énergie thermique terrestre :
  • Géothermie : exploitation de la chaleur naturelle des couches profondes de l’écorce terrestre.

Les formes d’énergie finale sont également variées :

• Énergie mécanique : moteurs et machines (industrie, agriculture, transports, utilisations domestiques...)
• Énergie électrique : éclairage, froid, moteurs, chauffage, ...
• Énergie thermique : industrie, agriculture, chauffage, réfrigération, climatisation...
• Énergie rayonnante : éclairage, émissions radioélectriques (radio, télévision, téléphonie, radars, lasers, rayons X...)

Notons que les combustibles, charbon, pétrole, gaz naturel, ont aussi une utilisation non énergétique comme matière première dans l’industrie chimique : carbochimie, pétrochimie, engrais et le bâtiment ou les travaux publics (bitume)...