Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’Énergie C’est quoi ? L’énergie nous entoure. Le soleil donne de l’énergie aux plantes pour grandir. Les animaux qui se nourrissent de ces plantes en tirent de l’énergie pour vivre, se déplacer et grandir. Notre nourriture, composée de végétaux et d’animaux, nous apporte l’énergie pour grandir, jouer, apprendre, etc. D’autres formes d’énergie sont présentes autour de nous : il faut de l’énergie pour chauffer notre habitat et l’eau de la douche, pour allumer l’ordinateur, pour cuisiner le dîner, etc. Alors, l’énergie, c’est quoi au juste ?

C’est ce qui permet de faire des « choses » Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? C’est ce qui permet de faire des « choses » Elle est partout autour de nous, elle a différentes formes, mais on ne la voit que lorsqu’elle est transformée. EAU : Energie hydraulique  Energie mécanique BOIS : Energie chimique  Energie thermique HOMME : Energie chimique  Energie mécanique et thermique VOLCAN : Energie thermique et chimique  Energie thermique et mécanique VENT = Energie thermique  Energie mécanique SOLEIL = Energie nucléaire  Energie rayonnante et thermique Mécanique Chimique Electrique Hydraulique Rayonnante Thermique Nucléaire

L’énergie se transforme Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’énergie se transforme L’énergie ne se perd pas, elle se transforme.

L’énergie, comment ça s’exprime ? Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’énergie, comment ça s’exprime ? Énergie : E (comme énergie) ou W (comme work en anglais) C’est ce qui permet de faire des "choses"  (mouvement, lumière, chaleur ...) Unité : Le Joule (J) C’est l’unité légale dans le système international (ISO). 1 J correspond au déplacement d’un objet de 100 g sur une hauteur de 1 mètre, 1 m Le Joule est une unité très petite au regard des grandeurs qu’on va devoir traiter. On utilisera plutôt des multiples comme le kJ, le MJ ou GJ voire plus.

Quelques ordres de grandeur Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Quelques ordres de grandeur Energie du soleil reçue sur la Terre pendant 1 heure x 8 000 x 75 x 2,5 x 32 x 83 x 15 000 x 33 300 x 300 600.1018 J = 600 EJ Production annuelle d ’électricité en France 2.1018 J = 2 EJ Bombe de Hiroshima 60.1012 J = 60 TJ 1 tonne de TNT 4.109 J = 4 GJ 1 litre d’essence 48.106 J = 48 MJ Barre chocolatée 1,5.106 J = 1,5 MJ Voiture de 1000kg lancée à 125 km/h 600.103 J = 600 kJ Réalisez l’exercice d’application. Pile LR6 8.103 J = 8 kJ 1.100 J = 1 J

Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? D’où vient l’énergie ? Au début …

EPUISABLES et POLLUANTES Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Energies PRIMAIRES = Energies que l’on trouve dans la nature RENOUVELABLES Energie Thermique Energie Mécanique Cycle hydrologique Energie Mécanique Energie Rayonnante Energie Thermique Energie Mécanique Photosynthèse Energies renouvelables : ce sont des énergies fournies par des sources d'énergie primaires, que la nature alimente sans cesse. La consommation d’énergie renouvelable ne diminue pas la ressource à l'échelle humaine, Des quantités gigantesques Energies fossiles: Combustion de réserves naturelles qui sont enfouies profondément dans la terre. Ces réserves naturelles se sont formées à partir de restes d'organismes vivants (plantes ou minuscules animaux). Il faut des millions d'années pour transformer ces restes en charbon, en pétrole ou en gaz. REMARQUE: dire "une énergie fossile" est un raccourci de langage. En fait cela signifie "de l'énergie qui a été créée à partir d'une source d'énergie fossile"!!! Energie nucléaire (ou atomique): cette énergie provient de l'uranium ou plutonium, qui sont aussi, des ressources naturelles enfouies dans la terre. Ce sont des métaux, comme le fer ou l'aluminium, mais ils sont radioactifs. On les trouve dans des mines. Energie Chimique Energie Thermique Energie Chimique Energies nucléaires Energies fossiles EPUISABLES et POLLUANTES Energie Nucléaire Energie Thermique

SOLEIL = Principal fournisseur d ’énergie Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? SOLEIL = Principal fournisseur d ’énergie Un milliard de milliards de centrales nucléaires ! Consommation annuelle d’énergie primaire des êtres humains sur Terre Eh  500 EJ (Exa Joule) = 500.1018 J ES  6 YJ (Yotta Joule) = 6.1024 J  0,2 Eh  12 000 Eh  2 Eh  3 000 Eh Réalisez l’exercice d’application.  5 400 Eh

Consommation mondiale d’énergie primaire en 2008 Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Consommation mondiale d’énergie primaire en 2008 500 000 000 000 000 000 000 Joules ! Energies épuisables et polluantes ? Energies renouvelables ? Energies contribuant fortement aux émissions des gaz à effet de serre (GES) et au réchauffement climatique ?

A chacun son mix énergétique Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? A chacun son mix énergétique C’est qui ?

A chacun son mix énergétique Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? A chacun son mix énergétique C’est qui ?

A chacun son mix énergétique Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? A chacun son mix énergétique C’est qui ?

A chacun son mix énergétique Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? A chacun son mix énergétique C’est qui ?

Pourquoi ne pas utiliser d’avantage les énergies renouvelables ? Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Pourquoi ne pas utiliser d’avantage les énergies renouvelables ?

Des quantités d’EnR gigantesques mais … Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Des quantités d’EnR gigantesques mais … Répartition inégale Ex : irradiation solaire différente entre les Pôles et l’Equateur  Transport

Des quantités d’EnR gigantesques mais … Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Des quantités d’EnR gigantesques mais … Tout n’est pas exploitable Ex : il est difficile d’exploiter toute l’énergie fournie par le noyau terrestre, tous les vents, ou de recouvrir la planète de panneaux solaires,…  Transport

Des quantités d’EnR gigantesques mais … Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Des quantités d’EnR gigantesques mais … Le flux d’énergie n’est pas constant Ex : il n’y a pas tous les jours du vent, du soleil  Stockage

Des quantités d’EnR gigantesques mais … Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Des quantités d’EnR gigantesques mais … Pas toujours adéquation entre l’énergie produite et la demande Ex : Quand il fait nuit et que l’on a besoin d’éclairage, il n’y a pas de soleil  Stockage

les énergies épuisables ? Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Pourquoi préférer les énergies épuisables ?

Pour le transport et le stockage Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Pour le transport et le stockage Pétrole Gaz Charbon Les faibles concentrations en uranium des minerais extraits rendent son transport économiquement non rentable, et imposent un traitement de concentration sur place. Le concentré de yellowcake est préparé aux abords de la mine par de nombreuses méthodes d'extraction et de raffinage, dépendant du type de minerai. On extrait typiquement d'une tonne de ce minerai environ 500 g de yellowcake. Le minerai est tout d'abord réduit mécaniquement en une poudre fine par concassage, en le faisant passer à travers une série de concasseurs et de tamis. Il est ensuite traité par diverses opérations chimiques dans des bains concentrés d'acide, de base, ou de peroxyde, afin de dégager l'uranium par dissolution Uranium (yellow cake) Bois

Pour leur énergie massique Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Pour leur énergie massique La tep : une unité de comparaison tep = tonne équivalent pétrole ( 42 GJ) Quantité d’énergie obtenue sous forme de chaleur par la combustion d’une tonne de pétrole. 1 tonne de pétrole brut représente 7,8 barils 1 tonne de charbon  0,62 tep 1 tonne de gaz de pétrole liquéfié (GPL)  1,1 tep 1 tonne d’uranium  16 000 tep 1 tonne de bois  0,3 tep  26 MJ/kg  46 MJ/kg  672 000 MJ/kg  12,6 MJ/kg  1,61 tonne  0,91 tonne  62,5 grammes  3,3 tonnes Réalisez l’exercice d’application.

Et l’énergie électrique ? Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Et l’énergie électrique ? C’est fantastique !

Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? Présente dans la nature sous forme d’énergie primaire, mais inutilisable : Eclair Electricité statique Poisson torpille Il est nécessaire d’utiliser d’autres énergies primaires pour les transformer en énergie électrique utilisable.

L’énergie électrique c’est fantastique car : Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’énergie électrique c’est fantastique car : elle se déplace facilement

L’énergie électrique c’est fantastique car : Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’énergie électrique c’est fantastique car : elle se transforme dans toutes les formes d’énergie Energie rayonnante Energie chimique Energie mécanique Energie thermique

L’énergie électrique c’est fantastique car : Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’énergie électrique c’est fantastique car : elle transporte des informations

Nous en verrons plus sur elle Enseignement Technologique Transversal 02 - Quelles énergies à l’horizon ? / 1. L’Energie, c’est quoi ? L’énergie électrique Nous en verrons plus sur elle une prochaine fois