Chapitre 3 : Optimiser la gestion et lutilisation de lénergie.

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1 Chapitre 3 : Optimiser la gestion et lutilisation de lénergie

2 I – Transport de lénergie

3 - Lélectricité est un mode de transfert de lénergie qui permet presque toutes les conversions dénergie avec un minimum de perte. - Toutes les ressources énergétiques permettent la production délectricité.

4 - Lélectricité est transportée grâce à des lignes électriques haute tension. - A la sortie des centrales électriques des transformateurs élèvent la tension électrique, avant de lenvoyer sur les lignes de transport. Puis à lentrée des villes dautres transformateurs abaissent la tension avant de lenvoyer sur le réseau de distribution. - Cette manipulation est nécessaire pour diminuer les pertes thermiques par effet Joule.

5 II – stockage de lénergie

6 Le stockage directe de lénergie électrique est impossible. Il est nécessaire de passer par des conversions.

7 1- stations de transfert électrique par pompage - Sur le réseau électrique, production et consommation doivent être égales à tout instant. - Pendant les heures creuses, les stations (STEP) permettent de stocker lénergie en utilisant des pompes pour remonter leau en altitude. pompage du bassin inférieur au bassin supérieur. - Pendant les heures de pointes, la centrale qui est mise en route rapidement, convertit lénergie mécanique en énergie électrique. lors du turbinage leau passe du bassin supérieur au bassin inférieur.

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9 2- Les accumulateurs électrochimiques Fonctionnement en générateur : Á la cathode :PbO 2 (s) + SO4 2- (aq) + 4 H + (aq) + 2 e - = PbSO 4 (s) + 2 H 2 O(l) Á l'anode : Pb(s) + SO 4 2- (aq) = PbSO 4 (s) + 2 e - + PbO 2 (s) + 2 SO 4

10 Composition : Un accumulateur possède deux électrodes conductrices plongées dans un électrolyte (solution ionique permettant de conduire lélectricité). Fonctionnement : Les transformations se produisant au niveau des électrodes sont réversibles. - lors de la décharge, lénergie chimique est transformée en électricité et laccumulateur se comporte comme un générateur de courant continu. (le plomb soxyde et donne des électrons au circuit extérieur) - lors de la charge, lénergie est stockée sous forme chimique. (loxyde de plomb reçoit des électrons et se transforme à nouveau en plomb)

11 3- Les piles à combustible Inconvénient : cette pile fonctionne à 1000°C. Ce qui demande un apport en énergie et use la pile rapidement. De nouveaux matériaux abaissent la température à 280°C. Mais ces matériaux sont de bons conducteurs ; une chose à éviter.

12 Composition: La pile contient deux compartiments avec deux électrodes séparées par un électrolyte. Lun des compartiments est alimenté en dioxygène de lair, lautre en dihydrogène. Fonctionnement : La transformation se produisant dans une pile à combustible est une réaction doxydoréduction, le produit de la réaction étant de leau. H 2 + ½ O 2 H 2 O

13 III – Lempreinte environnementale

14 1- Leffet de serre

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16 - La combustion des combustibles fossiles, dans les centrales électriques, moteurs dautomobiles ou chauffages individuels, émet des gaz à effet de serre (CO 2, CO, Nox, O 3 ). Laugmentation de méthane (CH 4 ) participe aussi à cet effet de serre. -Laugmentation de ces gaz dans latmosphère absorbe le rayonnement infrarouge réfléchi par la surface de la Terre. Ceci cause le réchauffement de latmosphère de la Terre. - Le captage de CO2 qui doit être par la suite stocké est une technologie coûteuse.

17 2- Décroissance radioactive et gestion des déchets nucléaires

18 Le carbone 12 est un noyau stable. Le carbone 14 est instable : il se désintègre en un instant aléatoire en un autre noyau en éjectant des particules. 1- Qu'est-ce qu'un noyau radioactif ?

19 2- Radioactivité et activité radioactive Radioactivité : phénomène naturel découvert en 1896 par Henri Becquerel. Phénomène d'émission de particules par un isotope radioactif qui se désintègre. Rayonnement radioactif : les particules émises par l'isotope lors de sa désintégration. L'activité radioactive : le nombre de désintégration par seconde. Elle est mesurée en becquerel (Bq)

20 3- Les différents types de rayonnement radioactifs RayonnementProtection alphaarrêté par une feuille de papier ou couche superficielle de la peau bêta moinsarrêté par quelques millimètres de métal bêta plusarrêté par quelques millimètres de métal gammaarrêté par quelques décimètre de plomb ou plusieurs mètres de béton

21 4- La décroissance radioactive Période radioactive ou demi-vie : T ou t 1/2 Cest la durée au bout de laquelle l'activité radioactive est divisée par deux. C'est-à-dire la moitié des noyaux radioactifs présents au départ a disparu.

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25 Les déchets à vie courte perdent leur activité au bout de 300 ans (1/2 vie inférieur à 30 ans) Les déchets à vie longue, sont vitrifiés, incorporés dans une pâte de verre et coulés dans des conteneurs étanches en acier inoxydable.

26 5- Radioactivité et sécurité a- Effets biologiques b- Gestion des déchets