Les énergies renouvelables

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Les énergies renouvelables

Nous vous proposons un quiz sur les énergies renouvelables à partir des informations contenues dans les différents articles.

Les Eoliennes offshore

1. Quelle est la différence entre une éolienne verticale et horizontale ?

2. Quelle est la différence entre une éolienne offshore et une hydrolienne ?

3. Citez deux avantages et inconvénients d’une éolienne offshore.

4. Quand et où la première éolienne offshore a-t-elle été installée ?

5. Combien d’éoliennes comporte le parc offshore d'Anholt ?

6. Quelle est la superficie de ce parc ?

7. Combien de personnes, environ, sont mobilisées pour l’installation d’un parc éolien ?

8. Y a-t-il plus d’avantages que d’inconvénients dans une éolienne offshore ?

 Le Photovoltaïque

9. Quelle énergie utilise le photovoltaïque ?

- l’eau - la biomasse - l’air - le soleil

10. De quoi avons-nous besoin pour transformer l’énergie électrique continue produite par les panneaux photovoltaïques en énergie électrique alternative ?

- Alternateur - Onduleur - Disjoncteur - Compteur

11. Qu’est-ce que les panneaux aérovoltaïques font de plus que les panneaux photovoltaïques ?

- Récupération de la chaleur - Meilleure production d’énergie électrique

- Production continue d’énergie électrique

12. Combien d'habitants peuvent être alimentés par 1km de Wattway ?

- 5 000 habitants - 10 000 habitants - 7 000 habitants - 3 000 habitants

13. De quoi est composée la Wattway ?

- cellule aérovoltaïque de 50 mm avec une fine feuille de silicium monocristallin

- cellule photovoltaïque de 15 mm avec une fine feuille de silicium polycristallin

- cellule photovoltaïque de 30 mm avec une épaisse feuille de silicium polycristallin

- cellule photovoltaïque de 2 mm avec une épaisse feuille de silicium monocristallin

Les hydroliennes

14. Qu’est ce qu’une hydrolienne ?

15. Quels sont les différents types d’hydroliennes ?

16. Combien de kW produit une hydrolienne fluvial HydroQuest River 1.40 pour une vitesse d’écoulement de 3,1 m/s ?

17. Combien y a-t-il d’hydroliennes au parc hydrolien de Paimpol-Bréhat ?

18. Quelle contrainte technique une hydrolienne de marrée doit-elle prendre en compte par rapport à une hydrolienne de rivière ?

19. En quoi le prototype HR5 est-il innovant ?

20. Quels avantages ont les hydroliennes par rapport aux éoliennes ?

21. Quelle est la durabilité d’une hydrolienne HydroQuest 1.40 ?

La géothermie

22. Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?

- un duvet chauffant - une pompe à air chaud - un mode de chauffage économique

 23. Quel genre de service nous rend-elle ?

- elle permet d'ajuster la température selon nos besoins

- elle permet de dormir confortablement

- elle permet de faire griller des toasts

 24. Quel genre d'eau circule ?

- de l'eau de source - de l'eau bouillante alcoolisée - de l'eau glycolée froide

 25. Combien y a-t-il de façons d'enterrer les capteurs ?

- 10  -  3  -  42

 26. Quels sont les différents types de géothermie ?

- occidental, oriental, axial

- très basse énergie, basse énergie, moyenne énergie, haute énergie

- hivernal, winter, mix

 27. Comment comparer les différentes PAC entre-elles ?

- par le COP (coefficient de performance) et la puissance calorique

- par la température et le transfert d'énergie

- par la réduction d'impôt

 28. Quelle source d'énergie la géothermie utilise-t-elle ?

 - la chaleur de la terre - la chaleur de l'air - la chaleur du sable

 29. Que produit-elle ?

- des plumes - de l’électricité - de la chaleur et de l’électricité

30. Que signifie PAC ?

- Pompe à Chaleur - Passeport A la Culture - Politique Agricole Commune

La biomasse

31. Quels sont les biocombustibles parmi ces propositions ?

- Le bois - L’uranium - Les céréales

32. Quels sont les mots manquants dans : < La biomasse est une source d'énergie considérée comme étant ……… et ……… produite à partir de déchets de matières organiques.>

Limitée - Renouvelable - Biodégradable - Naturelle

33.Trouver les intrus dans les mots suivants :

Maïs / Tournesol / Soja / Colza / Salade / Arachides / Betteraves sucrés / Canne à sucre / Carottes

34. Quels sont les différents procédés pour produire de l’énergie ?

La combustion - La gazéification - La désintégration - La pyrolyse - La compression - La digestion anaérobie

35. Quel est le pourcentage de demande en biomasse en France ?

10% - 12% - 20%

 

 

Tristan Badaire - Nephtali Mabekondiasson - Donovan Delgado - Adrien Brousseau  vous présentent le PHOTOVOLTAÏQUE

 Aérovoltaïque

            L’aérovoltaïque est un mix de panneaux solaires photovoltaïques qui produisent de l’électricité et de panneaux solaires thermiques pour chauffer l’habitation.

- La face exposée au soleil permet de produire de l’énergie électrique comme les panneaux photovoltaïques.

- La face interne permet de récupérer l’air chauffé par le soleil pour chauffer la maison.

                        Les avantages de l’aérovoltaïque

            En utilisant les 2 faces d’un panneau solaire, l’aérovoltaïque apporte quatre fonctions au lieu d’une pour le photovoltaïque basique :

 areovoltaic             aerovoltaïque

Production d’électricité et climatisation : Performance améliorée car le refroidissement des panneaux photovoltaïques permet d’augmenter la production d’énergie de 10 %.

Production de chauffage : Des économies de chauffage / Récupérer de la chaleur normalement perdue sous les panneaux / Réduction de la facture énergétique.

Rafraîchissement nocturne : Chaleur en hiver / Rafraîchissement en été.

Ventilation : Qualité de l’air / Apport massif d’air neuf et purifié.

Les inconvénients de l’aérovoltaïque

L’aérovoltaïque est un produit assez nouveau donc pas assez d’expérience d’utilisateurs à son sujet / Tarif élevé

Wattway

            Wattway est un revêtement de route photovoltaïque qui produit de l’énergie grâce à l’énergie solaire. Il permet de produire de l’électricité tout en assurant la circulation de tout type de véhicule. Il est composé de cellules photovoltaïques de 15 mm avec une fine feuille de silicium polycristallin. Elles sont enrobées dans un substrat multicouche composé de résines et de polymères, suffisamment translucides pour laisser passer la lumière du soleil et assez résistantes pour supporter la circulation de poids lourds.

Comme c’est un revêtement il n’y a pas besoin de détruire les routes car Wattway se compose de dalles qui s’installent directement sur la route.

 Wattway

Performance énergétique

- 20 m² de dalle Wattway peuvent alimenter un foyer.

- Avec 1 km de route équipées de dalles Wattway on peut alimenter l’éclairage public d’une ville de 5000 habitants.

L’énergie solaire

L’énergie solaire est une énergie renouvelable. Elle est dite renouvelable car elle est inépuisable à l’échelle humaine. Nous allons vous présenter une manière d’utiliser cette énergie qui ne rejette aucun élément chimique néfaste pour notre planète et qui n'empêche pas les générations futures à répondre à leurs besoins.

Les panneaux photovoltaïques transforment l'énergie solaire disponible gratuitement (générée par  la nature) en électricité, grâce à ces cellules monocristallines, poly-cristallines ou amorphes. La lumière du soleil crée une tension électrique entre les deux couches positive (P) et négative(N) de la cellule. Cette énergie sera transportée vers le réseau pour la revente ou pour une utilisation propre.

fonctionnement photovoltaïque

            Composition :

Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium, sulfure de cadmium et de tellure de cadmium qui sont superposés en deux fines plaques pour avoir un contact étroit.

            Les différents types de cellules photovoltaïques :

Les cellules monocristallines : composées d'un cristal à deux couches, plus souvent du silicium avec un rendement entre 15 et 22% mais la fabrication est très coûteuse.

Les cellules poly-cristallines : constituées de plusieurs cristaux, ce qui diminue son coût de fabrication et à un rendement de 10 à 13%.

Les cellules amorphes : rendement très faible 5 à 10% et un prix très bas.

panneaux           

            Pour plus d’informations voici quelques liens vous permettant de comprendre plus en détails le fonctionnement de ces technologies :

Route solaire :http://www.ecosources.info/innovations/437-la-route-solaire-photovoltaique

Une sphère à panneaux solaires :http://technofuture.canalblog.com/archives/2014/10/26/29471856.html

Technologie :  http://www.ecologie-shop.com/conseils/fonctionnement-d-un-panneau-photovoltaique-les-differents-types-de-panneaux-solaires-photovoltaiques-1

http://www.photovoltaique.info/Les-technologies-de-cellules.html

Aérovoltaïque :http://www.quelleenergie.fr/economies-energie/aerovoltaique/

Killian Précy - Maël Cortat - Jules Grandjean - Yanis Berthelot  vous présentent les HYDROLIENNES

hydrolienne_vue_dartiste_500.jpg

 

Qu’est-ce qu’une Hydrolienne ?
Une Hydrolienne est une turbine hydraulique sous-marine qui utilise les courants marins ou fluviaux (énergie cinétique). La turbine de l’hydrolienne permet la transformation de l'énergie cinétique de l'eau en mouvement en énergie mécanique, qui peut être convertie en énergie électrique par un alternateur.
Le potentiel hydrolien français est compris entre 2000 et 3000 MW.

L’innovation de l’hydrolienne
L’hydrolienne est très innovante du fait qu’elle utilise les courants marins, ces courants marins sont prévisibles à long terme car le courant marin se retourne régulièrement de façon sinusoïdale, avec des amplitudes connues, variables avec la lune, contrairement aux vents.
L’impact sur l’environnement des hydroliennes est faible car elles ont peu de signature visuelle. Elles sont silencieuses et implantées hors des zones de pêche en particulier de chalutage.

LES DIFFERENTS TYPES D'HYDROLIENNES

L’hydrolienne de fleuve
A Orléans nous sommes équipés d’une hydrolienne fluviale à axes verticaux.
Cette hydrolienne s’appelle HydroQuest River 1.40. Selon les sources, sa production d’électricité peut varier de 30 à 50 kWh soit de quoi alimenter 30 à 60 foyers. Une version plus performante de cette hydrolienne est proposée par HydroQuest produisant pas moins de 80 kWh.
Mise à l’eau de l’Hydrolienne fluviale d’Orléans :
L’entreprise grenobloise nous promet une durabilité d’au moins 25 ans pour une installation nécessitant environ 6 mois de préparatifs.
Model 3D de l’HydroQuest River 1.40 d’Orléans :

Vue_3D_HydroQuest_River_1.40.jpg

L’hydrolienne d’Orléans mesure environ dix mètres de longueur. Avec une profondeur requise de 2,2 m, elle convient à des rivières de faible profondeur.
Grâce à une grille anti-débris installée sur la structure de maintien de l’hydrolienne, les corps solides présents dans l’eau sont déviés pour une durée de vie et une maintenance optimisées.

Les hydroliennes à axes horizontaux
1. Présentation des hydroliennes à axes horizontaux
Les hydroliennes à axes horizontaux reposent, comme leurs noms l'indiquent, sur un système avec un axe horizontal. Elles peuvent êtres situées à différents endroits, et surtout à des profondeurs différentes, que ce soit en surface, entre deux eaux, ou bien au fond des océans. Il existe plusieurs formes d'hydroliennes à axes horizontaux.

DM10-05.jpg

2. Présentation de l'hydrolienne Hydro-Gen
Parmi les hydroliennes à axes horizontaux, il existe celle du projet Hydro-Gen.
C'est une hydrolienne flottante pouvant être installée sur des fleuves, mers, ou estuaires. L'hydrolienne peut être remontée sur la plateforme. Elle existe aussi en tant qu'hydrolienne gravitaire, c'est à dire qu'elle est posée sur le fond. Selon le site Internet de l'entreprise, il existe deux modèles de « puissance 20 kW et 70 kW ».

hydrogen.gif

3. Présentation de l'hydrolienne de Paimpol-Bréhat
L'hydrolienne de Paimpol-Bréhat a été installée en 2012 par EDF, et a été conçue par l'entreprise Open-Hydro. Elle fait partie d'un parc de 4 hydroliennes. Le prix de ce parc est de l'ordre de 40 millions d'euros. Elle est située à 35 mètres de profondeur. Chaque hydrolienne de ce parc produit 500kW, pour une puissance totale de 2MW.

hydrolienne-paimpol.jpg

Un prototype en test
L’entreprise THETIS à travaillé sur un prototype d’hydrolienne de rivière nommé HR5.

La technologie d’une hydrolienne à aile oscillante est bien différente des hydroliennes à hélices. Ici, l’aile oscille verticalement par la force du courant et la conversion d'énergie s'effectue par l’intermédiaire d’un vérin basse pression, d’une turbine et d’une génératrice asynchrone.
Vidéo fonctionnement du prototype : https://youtu.be/zHHTgsJ1R8E

 

 

 

Yann Dekint - David Yang - Anthony Nisol  vous présentent les EOLIENNES EN MER

eolienne futur

L’avenir de l’énergie éolienne :

L'énergie du vent est en constante évolution, elle est exploitée grâce à des éoliennes.

On en voit principalement sur la terre mais il existe des éoliennes maritimes (offshore).

Certains modèles ressemblent à celles sur terre mais plusieurs modèles sont en cours d’invention comme cette image ci-contre.

Nous allons donc vous présenter cette merveilleuse énergie qu’est l'énergie éolienne et plus précisément les éoliennes offshores.

C’est parti !

Les différents types d'éoliennes :eolienne

Quand on vous dit éolienne vous pensez sûrement aux éoliennes que l'on retrouve partout, c'est à dire les éoliennes à axe horizontal sur terre.

Il existe pourtant d'autres types : sur terre, en mer, horizontale et verticale. Nous allons vous les détailler dans la suite de cet article.

Éolienne savonius                                             Savonius

                                                                                                                                   Voilure tournante            Voilure tournante

Éolienne darrieus   Darrieus    

 Img eolienne offshoreÉolienne offshore    

Attention : Cela n’est pas une hydrolienne car une hydrolienne ressemble à ceci :

Hydrolienne 

Fonctionnement

Éolienne à axe vertical :

 Fonctionement eolienne verticale                                   

ou éolienne à axe horizontal :

Fonctionnement eolienne horizontale

Les différences

 - Eolienne axe horizontal : Au sommet du mât se trouvent deux ou trois pales assemblées en hélice qui sont mises en mouvement par le vent. Ces pales permettent une vitesse de rotation élevée. Elles sont supportées par un rotor et sont reliées au générateur. Le générateur transforme alors l’énergie mécanique en énergie électrique.

- Eolienne axe vertical : L’éolienne verticale fonctionne comme l’éolienne horizontale : c’est simplement son axe de rotation qui diffère.

Avantages et inconvénients d'une éolienne offshore

avantages inconvénients

- ne produit rien de toxique lorsqu'elle est en fonctionnement

- ne bloque pas les productions agricoles

- crée de l'emploi

- vent régulier donc production régulière d'électricité

- gâche le paysage maritime

- corrosion due à la mer : très coûteux

- production et installation compliquées et coûteuses

- tourne par intermittence malgré un vent constant

- espèces animales partant de la zone

- nuit au métier de la pêche

- pilier de béton impossible à enlever suite au démantèlement de l'éolienne

Construction et installation d’un parc éolien

Pour construire et installer un parc éolien, il faut mobiliser environ 6000 personnes pour une durée de 3 ans.

taleau

Le tableau ci-dessus nous montre les métiers pour la conception des fondations et des parties d’une éolienne.

L’installation d’une éolienne se fait en plusieurs étapes :

1) Fabrication des fondations

2) Transport des fondations

3) Installation des fondations

4) Puis enfin installation de l’éolienne

Encrage Beton 

Un exemple de parc éolien offshore :

Le parc éolien d’ANHOLT 

Anholt 

Le parc d’Anholt se situe dans la mer de Kattegat et est le plus grand parc offshore du pays constitué de 111 éoliennes sur une superficie de 88 km² ayant une capacité électrique de 400 MW.

Lenny Habara-Ralu - Marc Matry - Nathan Simon - Tom-Axel Brouillon  vous présentent la BIOMASSE

 Image22.jpg

Qu’est-ce que la biomasse ?

La biomasse est une énergie qui est tirée des déchets organiques : feuilles mortes, cadavres d'animaux, résidus alimentaires, êtres vivants du sol.
La combustion produit de la chaleur par l'oxydation complète du combustible, en général en présence d'un excès d'air. L'eau chaude ou les vapeurs obtenues sont utilisées dans les procédés industriels ou dans les réseaux de chauffage urbain. La vapeur peut également être envoyée dans une turbine ou un moteur à vapeur pour la production d'énergie électrique. Ceci est appelé la cogénération.

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La gazéification de la biomasse solide est réalisée dans un réacteur spécifique, le gazogène. Elle consiste en une réaction entre le carbone issu de la biomasse et des gaz réactants. Le résultat de la transformation complète de la matière solide, hormis les cendres, est un gaz combustible composé d’hydrogène et d’oxyde de carbone. Ce gaz, après épuration et filtration, est brûlé dans un moteur à combustion pour la production d'énergie mécanique ou d'électricité. La cogénération est également possible avec la technique de gazéification.
La voie sèche est principalement constituée par la filière thermochimique, qui regroupe les technologies de la combustion, de la gazéification et de la pyrolyse : la pyrolyse est la décomposition de la matière carbonée sous l’action de la chaleur. Elle conduit à la production d'un solide, le charbon de bois ou le charbon végétal, d'un liquide, l'huile pyrolytique, et d'un gaz combustible. Une variante de la pyrolyse, la thermolyse, est développée actuellement pour le traitement des déchets organiques ménagers ou des biomasses contaminées.


La langue anglaise ne possède qu'un seul terme, bio fuel, alors que plusieurs expressions coexistent en langue française :
Biocarburant :
L’expression « biocarburant » indique que ce carburant est obtenu à partir de matières organiques (biomasse), par opposition aux carburants issus de ressources fossiles. Le « biocarburant » a été mis en avant par les industriels de la filière et par certains scientifiques. Il est la dénomination retenue en 2003 par le Parlement européen.
Agro carburant :
L'expression « agro carburant » indique que ce carburant est obtenu à partir de biomasse issue de l'agriculture. Elle est privilégiée par certains scientifiques. « Agro carburant » est le plus souvent utilisé pour marquer la provenance agricole de ces produits, et la différence avec les produits issus de l'agriculture bio.

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Nécro carburant :
Certains courants écologistes recourent à l'expression « Nécro carburant » pour dénoncer les risques écologiques et sociaux posés par le développement des agro carburants.
Carburant végétal :
Cette expression est utilisée par l'Association pour le Développement des Carburants Agricoles (ADECA), une association dédiée au développement de ce type de carburant.
Carburant vert :
Dénomination appliquée parfois à des carburants contenant une fraction de biocarburant.

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Conclusion :
Nous avons constaté que la biomasse était la plus ancienne source d’énergie renouvelable et la plus utilisée dans le monde. Elle est très demandée car elle permet d’utiliser plusieurs sortes d’énergie tout en préservant la nature car elle est moins polluante que les énergies fossiles. Il n’y a pas de rejets de soufre dans les fumées. Il n’y a pas d’impact sur l’effet de serre : le CO2 rejeté dans l’atmosphère correspond à la quantité de CO2 absorbée par les arbres pendant leur croissance. C’est donc une source d’énergie renouvelable à condition de bien gérer les forêts.

 

Laly Ramarozaka - Pierre Marinho - Clément Blain - Hugo Da Cunha  vous présentent la GEOTHERMIE

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QU'EST-CE QUE LA GEOTHERMIE ?

La géothermie est l’exploitation de la chaleur stockée dans le sous-sol. Elle est disponible 24 heures sur 24 et 365 jours par an, elle ne dépend ni du climat, ni des saisons, ni du jour ou de la nuit. 

Avantages :

Pas d’émission de CO2, ressource énergétique renouvelable, aucun déchet, pas besoin d'un espace de stockage, installation réversible, peut se transformer en climatisation.

Inconvénients :

Sites de forages limités en fonction du type de roche, dégagement de vapeur de soufre.

Quelles productions d'énergies :

Leur utilisation se compose de deux grandes familles : la production d’électricité et la production de chaleur. En France, la température moyenne au niveau du sol est de 10 à 14° C, elle augmente de 3,3° C tous les 100 mètres.

slide_6.jpgDIFFERENTS TYPES DE GEOTHERMIE :

- géothermie très basse énergie (moins de 30°C) : pompe à chaleur géothermique, capte la chaleur du sol pour la ramener à l’intérieur des bâtiments, et peut faire le contraire l'été (principe du réfrigérateur), cela utilise de l'eau glycolée froide.

schéma_forage_sonde.jpg

- géothermie à basse énergie (30 à 90°C) : L'eau qui sort chaude de la Terre tourne dans un circuit d’eau. Cette eau transmet sa chaleur à un autre circuit appelé cette fois circuit géothermique, dans lequel circule l'eau de ville destinée à être réchauffée.

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- géothermie à moyenne énergie (90 à 160°C) : Cette eau n'est pas assez chaude pour produire de l'électricité, et trop chaude pour chauffer, on crée une dépression dans une enceinte fermée, afin que l'eau s'évapore et qu'on puisse la faire passer dans une turbine pour produire de l'électricité.

- géothermie à haute énergie (plus de 150°C) : Dans les zones volcaniques, l'eau chaude n'est pas directement prélevée du sous-sol, mais injectée dans le sous-sol pour y être réchauffée. Elle dispose d’une puissance de 1,5 Méga Watt injectée sur le réseau d’électricité.

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Le chauffage avec la géothermie très basse énergie avec sonde géothermique :

Pour utiliser la très basse énergie il faut avoir une consommation calorifique de moins de 30°C, pour cela on utilise une PAC (Pompe A Chaleur).

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QU'EST-CE QU'UNE PAC ?

Une Pompe à Chaleur est un système permettant de convertir l'énergie du sol en une chaleur de moins de 30°C , c'est un système de chauffage économique et écologique.
En tant que chauffage elle nous permet de varier la température en fonction de nos besoins. Son COP (cœfficient de performance) permet de savoir si il a un bon rendement ou non.

Comment installer sa PAC ?
Il y a différentes façon d'installer ses tuyaux de PAC :

- horizontalement (un tuyau qui passe dans le sous-sol, à proximité de la maison à chauffer et à une profondeur d'environ 60 à 100 cm dans le sol).

- verticalement (Prévoir le forage d'un puit très profond, un tuyau descendant profondément dans le sol).

- sur nappes (Fonctionne à l'aide d'un ou deux forages. Quand il y a un seul forage, l'eau est extraite de la nappe avec une pompe puis on récupère ses calories grâce à l'échangeur de la PAC et on rejette l'eau dans un ruisseau ou une rivière. Quand il y en a deux, la deuxième est espacée de plusieurs mètres de la première, la température d'eau et sa quantité sont préservées).

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 AMELIORATION

Encore peu connue en France, la pompe à chaleur géothermale (PAC) pourrait rapidement constituer une alternative au chauffage traditionnel.

Exemple d’innovation : Une centrale de géothermie marine Thassalia située sur le port de Marseille est un projet en cours qui consiste à récupérer soit la chaleur de l’eau provenant de la mer méditerranée pour l’envoyer au système de chauffage ou soit pour produire du froid en utilisant l’eau de mer comme liquide de refroidissement.

Voir aussi :

ENGIE | Centrale de géothermie marine Thassalia - YouTube

http://www.green-news-techno.net/?Do=Actu&idActu=308

https://www.youtube.com/watch?v=U7daKXe55XE

 5 articles sur les énergies renouvelables avec leur quiz EN LIGNE 

 Année scolaire 2016-2017

 Terre main

 

- LA GEOTHERMIE  par Pierre/Laly/Hugo/Clément

- LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE par Adrien/Donovan/Tristan/Nephtali

- LA BIOMASSE par Nathan/Marc/Lenny/Tom-Axel

- LE VENT ET L'EOLIEN EN MER par David/Yann/Anthony/Aurélien

- L'EAU ET LES HYDROLIENNES par Maël/Jules/Killian/Yanis

- QUIZ sur les énergies