Fiche de cours

Ressources énergétiques

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Objectifs
L'utilisation de moyens de transports (voiture, train, avion, ...), d'appareils de chauffage, le fonctionnement des usines, etc. nécessitent la transformation et l'utilisation de l'énergie provenant de sources multiples et variées.
Quelles sont les ressources énergétiques disponibles sur la Terre ?
Sont-elles inépuisables ?
1. L'énergie
a. Qu'est-ce que l'énergie ?
L'énergie est une « entité » qui peut être stockée (source ou réservoir d'énergie), transférée (sous forme de chaleur, par exemple) ou produite.
b. Unité
L'énergie se mesure en joule, que l'on note J. On utilise également en électricité (pour calculer la consommation d'énergie électrique) le kilowatt heure (symbole : kWh).

Exemples
– Pour soulever une masse de 100 kg d'une hauteur de 10 m, il faut fournir une énergie d'environ 1 000 J (ou 10 kilojoules).
– Les besoins énergétiques journaliers d'un adulte sont d'environ 10 mégajoules (10 millions de joules).

2. Sources d'énergie non renouvelables
a. Le charbon
Le charbon est issu de la décomposition des végétaux (les forêts régulièrement immergées de l'ère primaire) à l'abri de l'air, il y a quelques centaines de millions d'années. C'est une roche noire qu'il faut extraire du sous-sol.
b. Le pétrole
Le pétrole provient de la décomposition, sous de fortes pressions et à des températures élevées, de matières organiques, formées il y a 600 millions d'années. C'est un liquide noir et visqueux qui contient principalement des hydrocarbures (composés chimiques formés d'atomes de carbone (C) et d'hydrogène (H)).

Remarque : le pétrole extrait des puits n'est pas utilisé directement, car les impuretés doivent être éliminées au cours du raffinage.

c. Le gaz naturel
Le gaz naturel est un mélange d'hydrocarbures légers tels que le méthane (CH4), l'éthane (C2H6), le propane (C3H8), et le butane (C4H10). Il accompagne souvent le pétrole.

Remarques : le gaz naturel contient une grande proportion de méthane, mais aussi du dioxyde de carbone (CO2) et du sulfure d'hydrogène (H2S) éliminés lors de l'extraction.

d. L'uranium
L'uranium est extrait de minerais contenant de l'uranium 235 et 238 dans des mines à ciel ouvert. Dans les centrales nucléaires, l'énergie est produite par la fission de l'uranium 235.

Remarque : l'uranium n'est pas une source d'énergie fossile.

3. Sources d'énergie renouvelables
a. Le Soleil
C'est une étoile dans laquelle des réactions nucléaires se déroulent. Le rayonnement produit par ces réactions est utilisé sur Terre par les plantes, pour la photosynthèse, et par les Hommes, pour produire de l'énergie électrique.
Comme l'énergie solaire est faible, son utilisation est réservée à des cas particuliers (chauffage domestique, fonctionnement des satellites,...).
b. Le vent
L'énergie éolienne était principalement utile, autrefois, pour faire tourner les moulins (pour la production de farine). Elle sert à présent à la production d'énergie électrique.

Exemple : les champs d'éolienne se multiplient, en Californie ou au Danemark, mais aussi en France.

c. L'eau
L'énergie de l'eau qui dévale les montagnes peut être une source de production d'énergie. L'eau peut être également  stockée (dans les barrages) pour produire de l'énergie électrique.

L'énergie hydraulique est le principal type d'énergie renouvelable utilisé en France.

d. La géothermie
C'est l'énergie produite par l'eau qui a été chauffée au contact de roches volcaniques chaudes en profondeur.
Elle est utilisée pour chauffer des installations domestiques (maison, piscine, ...).
e. La biomasse
La biomasse est la matière vivante susceptible de fournir de l'énergie.

Exemples : la combustion du bois produit de l'énergie ; la fermentation de certains déchets produit des gaz qui servent de combustibles.

L'essentiel

L'énergie se mesure en joule et se note J.

Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont des sources d'énergie fossile.

Le pétrole est la source d'énergie la plus utilisée parmi les énergies non renouvelables.

L'uranium est une source d'énergie non renouvelable, nucléaire.

Le Soleil (énergie solaire), le vent (énergie éolienne), l'eau (énergie hydraulique), la géothermie et la biomasse sont des sources d'énergie renouvelables.

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