Projet STEEDD 2008. L’énergie Qu’est ce que l’énergie? Grandeur physique qui quantifie l’état d’un système, ou l’intensité d’une interaction entre plusieurs.

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1 Projet STEEDD 2008

2 L’énergie

3 Qu’est ce que l’énergie? Grandeur physique qui quantifie l’état d’un système, ou l’intensité d’une interaction entre plusieurs systèmes. Principe de Lavoisier: « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Tout phénomène est dû à un transfert ou une transformation d’énergie

4 L’énergie On en consomme à tout instant au cours de la vie quotidienne: Services: transports, chauffage, douche,… Produits: énergie nécessaire à la fabrication de n’importe quel produit, même naturel.

5 Source d’énergie: matière ou phénomène que l’on peut exploiter afin de récupérer de l’énergie adaptée à notre usage. 3 types: Fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) Nucléaire Renouvelables (éolienne, hydraulique, marémotrice, géothermique, biomasse, solaire). Énergie propre: énergie non polluante. L’énergie

6 La chaîne énergétique Équipement utilisateur Transport Stockage Transformation Énergie primaire Énergies secondaires Énergie finale Énergie utile Ex: uranium, vapeur d’eau, électricité, chauffage L’énergie

7 L’énergie et l’homme

8 Répartition inégale de la consommation: 80 / 20

9 Hausse de la consommation depuis la révolution industrielle Évolution de la consommation L’énergie et l’homme

10 L’effet de serre L’énergie et l’homme

11 Les gaz à effet de serre (GES) Dioxyde de carbone (CO2) Méthane (CH4) Vapeur d’eau (H2O) Protoxyde d’azote (NO2) Ozone (O3) Gaz fluorés d’origine industrielle Origines humaines des GES L’utilisation de combustibles fossiles la déforestation l’industrie agro alimentaire Hausse des émissions de GES depuis la révolution industrielle consommation massive de pétrole et charbon L’énergie et l’homme

12 Réchauffement climatique L’énergie et l’homme

13 Des effets déjà visibles en France: Réchauffement moyen de 0,9°C en 1 siècle -Avancée significative des dates de floraison des arbres fruitiers avec l’augmentation des risques de gel et de sécheresse. -Certaines variétés d’espèces font également apparaître des symptômes de dérèglement physiologique liés au manque de froid. - Avancée des dates de vendange de l’ordre près d’un mois en moins de cinquante ans à Châteauneuf-du-Pape. L’énergie et l’homme Réchauffement climatique

14 Des effets déjà visibles dans le monde: Augmentation de la fréquence et de l’intensité des phénomènes climatiques extrêmes (canicules, sécheresses, inondations, tempêtes tropicales, cyclones, tornades,…) Prévisions sur la température: Augmentation mondiale moyenne de 2 à 6°C selon les scénarios. L’énergie et l’homme Réchauffement climatique

15 Épuisement des ressources non renouvelables Pétrole 40 ans Gaz 60 ans Charbon 200 ans Uranium 50 ans L’énergie et l’homme

16 Le développement durable « Le développement durable est un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs »

17 La croissance démographique - 6 milliards d’individus en 2002 > 10 milliards en 2100 -Des consommations individuelles en augmentation La capacité de la planète - Des ressources épuisables, une planète non extensible et Ressources limitées (énergie, matières premières, eau, sols …) Environnement dégradé (air, eau, déchets, sols) Biodiversité réduite (écosystèmes, espèces) -Les activités humaines produisent des impacts sur l’environnement La cohésion sociale - 20 % de la population mondiale consomme 80 % des ressources naturelles Déséquilibre croissant entre pays développés et pays en développement Inégalités sociales, exclusion, pauvreté, malnutrition, … Inégalité de l’accès aux ressources. Le développement durable

18 Trois aspects: Le développement durable

19 Hausse de la consommation Les énergies renouvelables sont et resteront insuffisantes Nécessité d’économiser l’énergie, donc de consommer mieux. Maîtrise de l’énergie (MDE) Le développement durable

20 La maîtrise de l’énergie MDE Sobriété Efficacité Renouvelable Trois principes complémentaires

21 MDE Sobriété Efficacité Renouvelable Ne consommer que le strict nécessaire La maîtrise de l’énergie Trois principes complémentaires

22 MDE Sobriété Efficacité Renouvelable Consommer moins pour un même résultat La maîtrise de l’énergie Trois principes complémentaires

23 MDE Sobriété Efficacité Renouvelable Utiliser au maximum les énergies renouvelables La maîtrise de l’énergie Trois principes complémentaires

24 Deux exemples d’énergies renouvelables: Le solaire thermique et photovoltaïque

25 Une source d’énergie inépuisable d’énergie 180 milliards de MW parviennent jusqu'à la planète Terre 150 millions de centrales nucléaires Dont: 30% renvoyée dans l’espace (par l’atmosphère ou par le sol) 23% consommée par le cycle de l’eau 1% consommée dans le cycle du carbone (photosynthèse) Le reste est absorbé par la Terre, et réémis sous forme d’infrarouges (chaleur) le soleil

26 L’énergie solaire peut être utilisée par l’homme de deux façons: récupération de chaleur (solaire thermique) Production d’électricité (solaire photovoltaïque) le soleil

27 Le solaire thermique

28 Principe: chauffer un fluide au moyen du rayonnement solaire, afin de chauffer un seconde fluide Le solaire thermique

29

30 Solaire photovoltaïque

31 Le courant électrique Mouvement d’électrons dû à une différence de potentiel entre deux points reliés par un matériau conducteur Solaire photovoltaïque

32 Principe: utiliser le rayonnement solaire pour provoquer un courant d’électrons. ------- - - - - - ++ + + +++ --- Photon Solaire photovoltaïque

33 Solaire thermique (eau) Coût moyen d'un chauffe eau solaire pour une famille de 4 personnes : - Fourniture 4200 à 4500 € HT -Installation et mise en marche 1300 à 1700 € HT Coût total 5500 à 6200 € HT Subventions et crédit d'impôts représentent environ 45% de l'investissement Total à débourser 3100 à 3600 € TTC + Contrat d'entretien 30 à 150€ par an Amortissement : 6 à 10 ans Énergie solaire Retour sur investissement Source site outilssolaires.com

34 Solaire thermique (eau + chauffage) Coût moyen d'un chauffe eau solaire pour une famille de 4 personnes : - Fourniture 10000 € TTC -Installation et mise en marche 3000 € TTC Coût total 13000 € TTC Subventions et crédit d'impôts représentent environ 41,5% de l'investissement Total à débourser 7600 € TTC + contrat d'entretien 150€ par an Amortissement : 12 ans Source site outilssolaires.com Énergie solaire Retour sur investissement

35 Solaire photovoltaïque Coût moyen d'une installation de 2000Wc après déduction des aides : 10000€ Retour sur investissement 7,5 à 19 ans (différence importante entre le Nord et le Sud de la France) Source site outilssolaires.com Énergie solaire Retour sur investissement