A) Les différents types d’énergies et leurs conversions
trois sources d’énergie principales : le soleil, la gravité, l’atome
en découle des sources d’énergie secondaires, par exemple : hydraulique, éolienne, biomasse, géothermique, fossile
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » disait Lavoisier à propos des processus chimiques ; il en va de même pour l’énergie
la conversion d’un type d’énergie à un autre pour en permettre l'exploitation, par exemple :
conversion de l’énergie électrique en lumineuse (lampe)
conversion de l’énergie chimique en électrique (pile)
conversion de l’énergie nucléaire en électrique (centrale nucléaire)
conversion de l’énergie électrique en thermique (radiateur)
conversion de l’énergie lumineuse en électrique (panneau photovoltaïque), etc.
B) L’utilisation des conversions d’énergie
dans les centrales nucléaires
conversion de l’énergie nucléaire en énergie thermique (fonctionnement du circuit primaire : production d’eau chaude)
conversion de l’énergie thermique en énergie mécanique (fonctionnement du circuit secondaire : la vapeur d’eau sous pression entraîne une turbine)
conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique (fonctionnement de l’alternateur : la turbine reliée à un électroaimant (rotor) tourne au cœur d’une bobine (stator) qui génère un courant électrique)
dans les centrales thermiques
conversion de l’énergie chimique en énergie thermique (grâce à une réaction de combustion)
puis énergie thermique → énergie mécanique → énergie électrique (alternateur, comme pour les centrales nucléaires)
dans les centrales hydrauliques
conversion de l’énergie potentielle de pesanteur (gravité) de l’eau dans le barrage en énergie cinétique (vitesse)
puis cinétique → mécanique → électrique (alternateur), etc.
Transition : nos besoins énergétiques nécessitent l’exploitation de diverses sources d’énergie. Il est pourtant difficile d’anticiper les besoins énergétiques de millions d’individus ou des entreprises d’un pays. La production d’énergie électrique par les centrales pose la question de l’acheminement et du stockage (quand cela est possible) de l’énergie, mais aussi des conséquences de l’exploitation de diverses sources d’énergies.
2Gestion de l’énergie
A) Transport et stockage de l’énergie
l'énergie électrique est transportée grâce à des lignes à haute tension (engendrant des pertes moindres sous forme d’énergie thermique)
certaines énergies peuvent être transportées directement (ex. : pétrole, charbon, etc.)
certaines ressources peuvent être stockées dans des dispositifs tels que les piles ou les accumulateurs (pour l’énergie électrique), dans des réservoirs (ex. : essence, pétrole) ou des conteneurs (ex. : minerai d’uranium naturel)
certaines ressources ne peuvent pas être stockées comme l’énergie solaire et l’énergie éolienne
B) Conséquences de l’exploitation des ressources énergétiques
les déchets radioactifs :
caractérisés par leurs activités, c’est-à-dire le nombre de désintégrations nucléaires par seconde, dont l’unité est le Becquerel (notée Bq)
activités décroissantes avec le temps → divisées par 2 au bout d’une durée caractéristique appelée demi-vie
d’autant plus dangereux que leurs activités sont élevées
leurs demi-vies nous renseignent sur la longévité de dangerosité du déchet
stockés dans des centres dédiés, sous contrôle permanent
l’effet de serre :
mécanisme naturel augmenté par l’activité humaine
dû au rejet des gaz à effet de serre dans l’atmosphère : vapeur d’eau (H2O), méthane (CH4), dioxyde de carbone (CO2), etc.
entraîne la modification du climat terrestre (par augmentation de la température de l’atmosphère)
l’épuisement des ressources :
utilisation des ressources non renouvelables en augmentation permanente
augmentation du prix de ces ressources
Bilan : l’exploitation des diverses ressources d’énergie nécessite une connaissance scientifique de pointe pour leur transport, leur stockage, mais aussi pour lutter contre leurs effets potentiellement néfastes sur les populations (traitements des déchets radioactifs ou émission de gaz à effet de serre). Les sociétés doivent aussi s’organiser pour développer de nouveaux moyens d’exploitation des énergies renouvelables à des prix abordables pour tous les foyers.