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1 Quelles énergies pour le XXI e siècle?. 2 3 Unités: physique: le joule (symbole J) consommation globale: la tep (1tep=42 GJ) Ordres de grandeur le.

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1 1 Quelles énergies pour le XXI e siècle?

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3 3 Unités: physique: le joule (symbole J) consommation globale: la tep (1tep=42 GJ) Ordres de grandeur le français consomme 3,2 tep/an le monde 10 Gtep/an usuelle: le kWh (électrique) 1J = 1N 1m 1W = 1J.s -1 1Wh = 1W 3600s=3600J 1kWh = 3,6 MJ Énergie : une grandeur physique

4 4 Problème: effet de serre Energies non renouvelables: énergies fossiles ( 95% ) Pétrole (40%) 40 ans Gaz (20%) 60 ans Charbon (5%) 260 ans Nucléaire (35%) 70 ans Chaleur Travail mécanique Electricité Le principe de Carnot (thermodynamique) nous apprend qu'on ne peut pas transformer en travail toute la chaleur produite. le rendement (énergie utile, travail / énergie absorbée chaleur) est faible r = 1- Tf/Tc 30 à 40 % Tc = température de la source chaude Tf = Nécessité du refroidissement Travail mécanique Electricité Le rendement est bien meilleur, Pas besoin de refroidissement Énergie : D'où vient-elle? Sources et formes dénergie Energies renouvelables: ( 5% ) Biomasse ( bois ) Géothermique Hydroélectrique Eolien Marées Solaire photoélectrique

5 5 Biomasse Bois: 1° séchage 150°C 2°thermolyse 500 °C gaz goudrons charbon de bois 3° gazéification 1000°C C+CO2 2CO C+H2O CO + H2 CO+H2O CO2+H2 Finalement: Charbon de bois Carburant liquide méthanol Hydrogène

6 6 La croissance forte de l'éolien dans le monde et en France Dans le monde: MW installés en MW ajoutés en En France: - 68 MW en 2000 sur une quinzaine de sites MW en MW sur 40 sites en MW prévus en MW en 2010 c'est à dire à éoliennes (Engagement de la France de passer son électricité renouvelable de 13,5% aujourd'hui à 21% en 2010…) Problème: intermittence

7 7 Lénergie solaire: photovoltaïque Problème: le coût 1kWh solaire = 0,30 Nécessité de recherches : Baisser les coûts Augmenter le rendement Recherche sur de nouveaux matériaux Cest probablement lénergie du futur

8 8 Chambéry inaugure la plus grosse centrale solaire photovoltaïque de France La centrale est composée 1000 m 2. Elle a une puissance de 100 kWc (kilowatt-crête). La production d'électricité annuelle sera d'environ kWh.

9 9 Lénergie solaire: Thermique La centrale solaire THEMIS, construite sur le site de Targasonne, a produit son dernier kilowatt heure le 30 septembre 1986.

10 10 Lénergie nucléaire La fission: 235 U + un neutron 2 fragments de fission plus de lénergie + 3 neutrons Pour faire 1 watt il faut 31 milliards de fissions par seconde. Ces neutrons peuvent à leur tour produire dautres fissions

11 11 Lénergie nucléaire Le circuit primaire (en rouge) 1 le cœur du réacteur 2 préssuriseur 4 léchangeur = générateur de vapeur Le circuit secondaire (en bleu) 4 vapeur deau sous pression 6 turbine 7 alternateur 8, 9, 10 Le circuit de refroidissement (en vert) Principal avantage: pas de gaz à effet de serre Inconvénient : déchets nucléaires radioactifs

12 12 Problèmes: - sûreté - réserves - déchets : peut-on les détruire… Lénergie nucléaire Des solutions possibles: - recherche sur de nouveaux réacteurs: améliorer le rendement énergétique - réacteurs hybrides améliorer la sécurité, produire moins de déchets -fusion

13 13 Réacteur hybride Avantages: -Déchets: ne produit pas de Plutonium. -Réserves: fonctionne au Thorium. -Sûreté: la réaction ne peut pas semballer

14 14 La fusion Les promesses de la fusion Deutérium + tritium = Hélium + neutron Difficulté: pour produire cette réaction il faut Cent millions de degrés !!

15 15 La fusion Les promesses de la fusion Un objectif non encore atteint Recherche: les tokamaks Installations actuelles: JET et Tore supra Installation prévue: ITER Objectif majeur car: -Réserves infinies. - Peu de déchets. Mais pas avant 2050 !!

16 16 web

17 17 Les évolutions prévisibles Montée de l'éolien Une poussée de la biomasse: le programme "Energie " du CNRS. le nucléaire est-il indispensable? Les pays qui renoncent au nucléaire (Italie, Allemagne) doivent déjà importer de l'électricité. La France exporte 15% de son électricité. Croissance du solaire Kyoto: Engagement de la France de passer son électricité renouvelable de 13,5% aujourd'hui à 21% en Une seule solution: économiser l'énergie: Transports: privilégier le rail. Chauffage: ne pas gaspiller, privilégier le solaire. Potentialité: en France: éoliennes = 5 % de lénergie totale nécessaire Potentialité: en France: ¼ de la surface cultivable = 12 % de lénergie nécessaire Potentialité: en France: 4 % de la surface de la France peut couvrir la totalité de lénergie nécessaire Actuellement en France: 34% de lénergie, 75 % de lélectricité


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