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 Sources d’énergie utilisables sur Terre - Ordres de grandeur

(par le groupe Sciences Physiques de l'Académie de Toulouse)

 

A- Classification des sources d’énergie.

 

1. Ressources d’origine solaire non fossiles ( renouvelables )

a) Energie solaire indirecte.

 Energie hydraulique : le rayonnement solaire engendre le cycle évaporation-pluie, permettant un stockage d’énergie hydraulique. Cette énergie est disponible sous forme :

- d'énergie potentielle de pesanteur dans l’eau des barrages ;

- d'énergie cinétique dans les cours d’eau.

La puissance installée ( 350 000 MW ) ne représente que 2 % de la puissance mondiale.

Ses limites sont liées aux gros problèmes écologiques soulevés.

 Energie éolienne : le rayonnement solaire n’étant pas capté de manière uniforme, il apparaît à un instant donné, des zones chaudes et des zones froides. Il en résulte la mise en mouvement des masses d’air, les vents, actionnant des éoliennes.

Elle ne représentera jamais qu’une partie infime de l'énergie consommée.

Une éolienne capable d’alimenter une maison individuelle ( puissance de 5 à 10 kW ) possède une hélice de 10 m de diamètre.

  Energie thermique des océans ( Gulf Steam ) : les océans représentent une formidable source énergétique ( 30 fois la demande mondiale ), dont l'exploitation reste à faire.

Une gigantesque pompe à chaleur à ammoniac est à l’étude. Une plate forme, conçue par Lockeed, haute comme un immeuble de 150 étages pourrait alimenter une ville de 100 000 habitants.

b) Energie solaire directe.

  Elle peut être convertie en énergie électrique. Ainsi les photopiles transforment directement le rayonnement solaire en électricité.

L'usage des photopiles est réservée à l'alimentation énergétique des satellites, balises, relais ...

Le rendement de la conversion est très faible ( 10 % ).

Une centrale de 1 000 MW occuperait une surface minimale de 25 km2.

Le coût des cellules est très important.

 Elle peut être convertie en chaleur. Ainsi les capteurs solaires permettent d’augmenter la température de l'eau dans un circuit, ce qui peut assurer la production d'eau chaude sanitaire, ainsi que le chauffage de piscines ou de maisons d’habitation.

  Elle peut être convertie en énergie chimique. Ainsi la photosynthèse chlorophyllienne effectuée par les plantes leur permet de synthétiser des substances chimiques ; il est possible ensuite de récupérer de l’énergie à partir de ces végétaux.

Parmi les différents procédés, on peut citer :

- l'utilisation du bois comme combustible.

- l'obtention de gaz combustibles, à partir de végétaux tels que la betterave sucrière, la canne à sucre, le colza ...

Cela représente 2 à 3 % de la consommation mondiale.

2. Ressources fossiles d’origine solaire ( épuisables )

Le charbon, les pétroles, les gaz naturels ... font partis de cette catégorie. La création de ces stocks d’énergie fossile a eu lieu à l’ère primaire ( -250 millions d’années ). La formation des gisements résulte de la capture des rayonnements solaires par les plantes ou le plancton, suivie de leur enfouissement sous terre, et d’une évolution vers les formes charbon, pétrole ou gaz naturel.

48 % de l’énergie consommée vient des pétroles.

18 % de l’énergie consommée vient du gaz naturel.

23 % de l’énergie consommée vient du charbon, de la lignite, de la tourbe, des schistes bitumineux.

3. La géothermie ( renouvelable )

Dans le sous-sol de certaines régions, l’eau est en contact avec des roches chaudes. Du fait de la pression régnant en profondeur, sa température peut atteindre 300 °C. Des forages permettent de récupérer cette eau chaude qui sert à chauffer des logements, des serres, ou encore à produire de l’électricité.

Elle représente une puissance de 2 000 MW ( 0,01 % de la puissance mondiale ).

4. Ressources d’origine mécanique (renouvelables)

Au cours des marées, des masses d’eau considérables sont mises en mouvement : l’attraction de la Lune   ( un peu du Soleil ) est à l’origine du phénomène des marées.

Les usines marémotrices convertissent en énergie électrique une partie de l’énergie mécanique de l’eau mise en mouvement lors des marées.

L’utilisation de tous les sites possibles fournirait une puissance inférieure à15 000 MW.

5. Energie nucléaire ( épuisable )

La principale source d’énergie nucléaire est la fission de l’uranium 235.

Elle représente 6,5 % de l’énergie mondiale consommée ( la France est un cas particulier ).

B- Les réserves et les perspectives d’avenir.

1. Les réserves mondiales.

Cf. Activités documentaires

2. Les perspectives.

 La fusion nucléaire : dans ce domaine, la recherche est importante.

  La biomasse.

  L’énergie éolienne : elle est développée, sans prétendre couvrir les besoins mondiaux.

 

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