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Conversion d'énergie

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Objectif

Comment convertit-on une forme d’énergie en une autre pour la rendre utilisable par l’Homme ?

Il existe différentes formes d’énergie. Les énergies primaires (énergie solaire, gravité, atome) sont transformées en énergies secondaires (énergie fossile, énergie éolienne, énergie hydraulique, énergie chimique, énergie nucléaire) afin de les rendre exploitables et de répondre aux besoins des activités humaines.

Nous allons traiter de quelques exemples concrets de ces conversions.

1. Conversion de l'énergie solaire

L’énergie solaire est l’énergie primaire primordiale pour le fonctionnement de notre planète.

a. Conversion de l'énergie solaire en énergie chimique

Les végétaux verts munis de chlorophylle sont capables de capter l’énergie solaire et de la convertir sous forme d’énergie chimique qui est stockée dans les liaisons fortes des molécules organiques produites au cours de la photosynthèse.
Lorsque les molécules organiques sont utilisées dans des réactions biochimiques, la rupture des liaisons permet la libération de l’énergie pour la réalisation de la réaction et donc le fonctionnement de la matière vivante. Dans le cas où l’organisme réalise un mouvement, cette énergie chimique est convertie en énergie mécanique.

La matière organique peut aussi être utilisée comme source d’énergie (le bois, les roches fossiles) afin de produire de la chaleur ou énergie thermique. C’est le cas dans les centrales électriques thermiques :

• Étape 1 : le combustible est brûlé en présence d’air oxygéné (comburant) ce qui génère de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone (réaction de combustion). L’énergie chimique est convertie en énergie thermique.

• Étape 2 : la vapeur d’eau va aller actionner une turbine reliée à un alternateur. L’énergie thermique est convertie en énergie électrique.

• Étape 3 : l’alternateur est relié à un transformateur qui permet d’augmenter la tension électrique afin de permettre son transport le long des lignes à haute tension.

b. Autres types de conversions de l'énergie solaire

L’utilisation de capteurs solaires ou de panneaux photovoltaïques permet la conversion de l’énergie solaire en énergie thermique ou électrique, respectivement.

2. Conversion d'une énergie cinétique en énergie électrique

L’énergie cinétique est produite à partir d’un mouvement. Prenons l’exemple d’une centrale hydroélectrique qui permet la conversion d’une énergie hydraulique en une énergie électrique selon les étapes suivantes :

• Étape 1 : au niveau du barrage, une masse d’eau importante est retenue contre la gravité. Cette force qu’elle exerce correspond à une forme d’énergie potentielle.

• Étape 2 : l’eau est conduite dans un tuyau où sont présentes des turbines. Ces dernières vont être mises en mouvement par le courant de l’eau ce qui permet la conversion de l’énergie potentielle en énergie cinétique.

• Étape 3 : les turbines en rotation sont comme précédemment reliées à un alternateur qui va convertir l’énergie cinétique en énergie électrique.

• Étape 4 : un transformateur permet d’augmenter la tension électrique afin de permettre son transport via des lignes de haute tension.

Ce procédé est retrouvé dans les éoliennes dont les pales sont mises en rotation par le vent.

L'essentiel

Les formes d’énergies existantes ne se perdent pas mais se transforment. L’énergie primaire primordiale est l’énergie solaire qui donne naissance à toutes les autres formes d’énergie.
Les êtres vivants permettent la conversion de l’énergie solaire en énergie chimique. Cette énergie chimique peut être utilisée pour produire de l’énergie thermique (chaudières) ou électrique (batteries).
L’énergie thermique peut être utilisée pour actionner des turbines et donc produire de l’énergie mécanique qui grâce à un alternateur donnera naissance à l’énergie électrique.
L’énergie solaire peut être utilisée directement pour être convertie en énergie électrique (panneaux photovoltaïques) ou thermique (capteurs solaires).

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