Fiche Savoir N°2: ÉNERGIES PDF

Fiche savoir n°2 ÉNERGIES https://www.algerie-eco.com/2017/08/03/enjeux-energetiques-environnementaux-afrique/ FG 5e Les Énergies 1 ...

Fiche savoir n°2 ÉNERGIES https://www.algerie-eco.com/2017/08/03/enjeux-energetiques-environnementaux-afrique/ FG 5e Les Énergies 1  Classement des énergies Ressources naturelles Énergie primaire Énergie secondaire Combustible fossile Charbon (vapeur et Électricité ( et chaleur ) produite cokéfiables) dans une centrale thermique à ◻ Charbon partir de combustibles fossiles ◻ Pétrole Pétrole ◻ Gaz naturel Sous-produits du charbon (coke, Gaz naturel gaz de houille dit gaz de ville), du pétrole (carburants, fuel-oils, Sources non renouvelables gaz propane ou butane) Hydrogène produit à partir de gaz naturel Hydrocarbure non conventionnel Hydrocarbures non conventionnels (pétrole bitumineux, gaz de schiste) Métaux fissiles Électricité produite dans ◻ Uranium une centrale nucléaire Eaux courantes Énergie hydraulique Mer Énergie marémotrice, houlomotrice (vagues et houle), hydrolienne (courant de marée) Biomasse Biomasse traditionnelle Électricité (et chaleur) produites à partir de la biomasse Sources renouvelables Énergie-bois Biocarburants, biogaz Culture énergétique Charbon de bois et hydrogène produit à partir de la gazéification du charbon de bois Géothermie Énergie géothermique Vent Énergie éolienne Soleil Énergie solaire thermique et photovoltaïque Déchets urbains et Électricité ( et chaleur) produite industriels à partir de déchets urbains et industriels FG 5e Les Énergies 2 FG 5e Les Énergies 1  Énergie épuisable ou non renouvelable Les combustibles fossiles Une énergie fossile est une énergie dont les réserves se sont constituées il y a des millions d'années, par décomposition sédimentaire de matériaux organiques. Ces réserves sont composées principalement de carbone et sont des réserves non renouvelables. Les débuts de notre consommation d'énergies fossiles remontent à plus de 200 ans durant l'ère de la révolution industrielle. La maîtrise technologique, un rendement moyen intéressant, une disponibilité permanente, un stockage et un transport relativement aisés expliquent leur utilisation massive. Mais aujourd'hui, nous savons qu'elles représentent des inconvénients majeurs, car ce sont des ressources limitées (elles s'épuisent à mesure que nous les exploitons), contrairement aux énergies renouvelables, et leur combustion est très polluante et génère des gaz à effet de serre. FG 5e Les Énergies  Le charbon Processus de formation Le processus de transformation de déchets organiques terrestre a commencé, il y a 360 à 300 millions d'années. Ce minerai est extrait dans des mines souterraines ou à ciel ouvert. http://www.jpb-imagine.com/Sharjah/3_C4_2016/35ChangClim/media35/Chap1/form_charb-3.jpg Types de charbon Il existe de nombreuses variétés de charbon, que l'on distingue selon plusieurs critères dont les principaux sont : l'humidité, la teneur en matières minérales non combustibles (cendres), le pouvoir calorifique, l'inflammabilité, liée à la teneur en matières volatiles. FG 5e Les Énergies  La plupart de ces critères sont corrélés avec l'âge du charbon : les charbons les plus récents (lignite) sont assez humides et contiennent relativement beaucoup de matières volatiles inflammables, tandis que les plus vieux (anthracites) se sont naturellement dégazés au cours du temps ; ils sont difficiles à enflammer, mais plutôt secs et constitués de carbone presque pur, ils ont un fort pouvoir calorifique. https://www.ecosia.org/images? Atlas des énergies mondiales autrement,2021 FG 5e Les Énergies https://wikimonde.com/article/Mines_de_charbon_de_Belgique FG 5e Les Énergies  Le pétrole et le gaz Processus de formation Le processus de transformation de déchets organiques marins a commencé, il y a 360 à 300 millions d'années. Le pétrole et le gaz naturel sont extraits dans des puits d'extraction sur terre ou en mer. Contrairement au charbon, le pétrole ne peut pas être utilisé tel quel, mais doit être transformé par raffinage avant de devenir carburants (essence, diesel, mazout, Kérosène...) https://images.schoolmouv.fr/cycle4-svt-c08-img01.png Types de pétrole et gaz naturel Il ya les hydrocarbures qui ont migré dans des poches et ils sont faciles à extraire, ils sont appelés hydrocarbure conventionnel. FG 5e Les Énergies  Les hydrocarbures non conventionnels regroupent une gamme d'hydrocarbures liquides et gazeux difficiles à extraire, et dont la production à grandes échelles représente un véritable challenge technologique. Leur empreinte environnementale reste en outre supérieure à celle liée à la production d'hydrocarbure conventionnels. FG 5e Les Énergies FG 5e Les Énergies  Les combustibles nucléaires L'énergie nucléaire est surtout utilisée pour produire de l'électricité et principalement dans les pays développés. Cette source d'énergie ne produit pas de gaz à effet de serre, néanmoins, elle comporte des dangers pour l'environnement en raison du traitement et du stockage des déchets radioactifs, du vieillissement et du démantèlement des centrales en fin d'exploitation, des risques d'accident (Tchernobyl, Fukushima...) et du détournement des matières nucléaires à des fins militaires. De plus, l'uranium 235 s'est formé aussi il y a très longtemps et est donc un combustible épuisable. FG 5e Les Énergies FG 5e Les Énergies  Les énergies renouvelables On désigne par énergies renouvelables, les énergies non inépuisables à l'échelle humaine en grande quantité. Il en existe cinq grands types: ◻ l'énergie solaire ◻ L'énergie éolienne ◻ l'énergie hydraulique ◻ la biomasse ◻ la géothermie Elles sont toutes primordiales pour remplacer, en tout ou en partie, les énergies fossiles et/ou épuisables afin de lutter contre les émissions de gaz à effet de serre et le dérèglement climatique. FG 5e Les Énergies  L'énergie solaire On appelle " énergie solaire" l'énergie que l'on peut tirer du rayonnement du soleil pour produire de l'électricité et de la chaleur. On distingue: L'énergie solaire photovoltaïque (panneaux photovoltaïques) produisant de l'électricité grâce aux cellules photovoltaïques qui reçoivent la lumière du soleil et la transforment en partie en électricité. L'énergie solaire thermique ( panneaux solaires pour chauffer un fluide comme l'eau (eau chaude et chauffage domestique). Lorsqu'un système de concentration (un jeu de miroirs) y est ajouté, le soleil peut chauffer le fluide jusqu'à quelque 1000°C et la technologie devient exploitable par exemple pour la génération d'électricité. L'énergie solaire est une énergie intermittente, car elle ne peut être exploitée que quand le soleil brille et jusqu'à présent elle ne peut être stockée ce qui est un inconvénient. Centrale solaire en Andalousie (Espagne) zone de température et durée du jour FG 5e Les Énergies  L'énergie éolienne Les éoliennes utilisent le vent pour produire de l'énergie. Le vent fait tourner les pales de l'éolienne et ces dernières font tourner un générateur électrique permettant la production d'électricité. Elles exploitent l'énergie cinétique du vent. On parle d'éoliennes offshore quand elles sont installées en mer. Ces dernières sont les plus efficaces. Tout comme l'énergie solaire, l'énergie éolienne est une énergie intermittente. Les éoliennes ne produisent que lorsque le vent souffle. Centrale éolienne en mer du Nord site des vents en direct FG 5e Les Énergies  L'énergie hydraulique Cette énergie permet de produire de l'électricité grâce à l'eau. Elle est moins soumise aux conditions météorologiques que l'énergie solaire et l'énergie éolienne, mais est réservée à une production d'envergure. Dans les énergies hydrauliques, on trouve: les barrages qui libèrent de grandes quantités d'eau sur des turbines afin de produire de l'électricité; L'énergie marémotrice, qui joue sur l'énergie potentielle des marées et est liée aux différences de niveaux d'eau et aux courants que celles-ci induisent; L'énergie hydrolienne qui exploite les courants marins L'énergie houlomotrice qui compte sur l'énergie cinétique des vagues et de la houle L'énergie thermique qui peut être tirée de manière prudente pour éviter notamment toute perturbation des flux naturels des mers de" la différence de température entre les eaux profondes et les eaux de surface L'énergie osmotique, qui produit de l'électricité grâce à la différence de pression qui génère la différence de salinité entre l'eau de mer et l'eau douce. Barrage de l'Eau d'heure Barrage marémotrice de la Rance (France) FG 5e Les Énergies  L'énergie de la biomasse C'est une énergie issue de la transformation des matières organiques végétales et animales. Elle est principalement utilisée pour le chauffage, le transport (biogaz et biocarburants) et pour produire de l'électricité. Il existe différentes techniques: La combustion de matière organique comme le bois dans une chaudière à biomasse La gazéification de matière solide en gaz ou biocarburant par la chaleur et grâce à un réactif gazeux comme la vapeur d'eau La biométhanisation, processus de dégradation naturelle des matières organiques sans oxygène et à haute température qui va amener ces matières à produire des bactéries, lesquelles vont produire du biogaz utile pour se chauffer ou produire de l'électricité. L'énergie biomasse peut être produite de manière locale. Mais il faut veiller, dans certains cas, à ce qu'elle n'entre pas en concurrence avec la chaîne alimentaire. Il est à noter que la biomasse ne peut être considérée comme une source d'énergie renouvelable qui si sa régénération est supérieure à sa consommation. Usine biomasse à Thuin Usine de biocarburant à Wanze (à basse de racine de chicorée) FG 5e Les Énergies  La géothermie L'énergie est produite grâce à la chaleur naturelle du noyau terrestre qui résulte de la désintégration radioactive des atomes fissiles contenus dans les roches. Utilisée pour le chauffage et la production d'électricité, c'est une énergie qui ne dépend pas des conditions atmosphériques. Selon la profondeur à laquelle est puisée, il existe 3 exploitations possibles: Les pompes à chaleur qui récupèrent la chaleur dans des surfaces peu profondes entre 10 et 100m pour 30°C La géothermie hydrothermale qui puise sa chaleur dans des eaux naturellement chaudes (30 à 150°C) pour se chauffer (chauffage urbain) La géothermie profonde qui va puiser à plus de 1500m pour 150 à 250°C afin de produire de l'électricité. Notons toutefois que pour que l'énergie géothermique demeure durable, le rythme auquel est puisée cette chaleur ne doit pas dépasser la vitesse à laquelle celle-ci voyage à l'intérieur de la Terre. Centrale géothermique de Saint-Ghislain et lien sur le site de l'IDEA gestionnaire de cette centrale et l'explication de son fonctionnement. FG 5e Les Énergies  Glossaire Énergie primaire: c'est l'énergie tirée directement des ressources naturelles Énergie secondaire: C'est l'énergie qui résulte d'une transformation ou du traitement d'une source primaire Cependant, l'électricité produite dans une centrale nucléaire est considérée comme une énergie primaire, parce que c'est la seule valorisation énergétique de l'uranium. L'électricité produite au départ des ressources renouvelables est aussi généralement rangée dans l'énergie primaire, saur celle produite à partir du bois ou des déchets Énergie finale: c'est l'énergie qui est livrée aux consommateurs. À l'échelle du monde, elle ne représente qu'environ 70% de l'énergie primaire en raison des pertes dues aux différentes transformations des énergies primaires fossiles en énergies secondaires ou de pertes et consommations dans la production d'électricité ou de chaleur des autres ressources primaires , comme le nucléaire ou les énergies renouvelables. Énergie utile: c'est la part de l'énergie finale qui sera réellement utilisée. En effet, il y a des pertes dues principalement au rendement insuffisant des équipements. Au niveau mondial, on estime que l'énergie utile correspond à 40% de l'énergie primaire produite sur place ou importée. L'efficacité énergétique: c'est donc le rapport entre la consommation d'énergie finale et la consommation d'énergie primaire. Améliorer l'efficacité énergétique consiste à consommer moins et mieux en initiant et en renforçant de' nouveau comportement tel que par exemple isoler les bâtiments, développer les circuits courts, le recyclage, l'économie circulaire, les transports en commun, les transports doux (train plutôt que l'avion), le covoiturage, un aménagement du territoire adéquat... et en parallèle réduire l'énergie grise. FG 5e Les Énergies L'énergie grise: c'est l'énergie qu'a nécessitée un produit ou un service pendant tout son cycle de vie à l'exception de son utilisation, c'est-à-dire pour sa fabrication, son transport, sa commercialisation, son entretien, son recyclage. Cette énergie représenterait au moins deux tiers de l'énergie consommée. Si des progrès technologiques sont indispensables tout au long du cycle de vie du produit, cela implique quasi de supprimer ou de réduire beaucoup de transport "inutile" La consommation d'énergie finale est égale à la consommation d'énergie primaire et moins toutes les pertes d'énergie au long de la chaîne industrielle qui transforme les ressources énergétiques en énergies utilisées dans la consommation finale. La consommation d'énergie finale est soit une consommation directe d'énergie primaire non transformée, comme le charbon brûlé sous les chaudières industrielles dans la chimie ou infecté dans les fours des cimenteries, soit une consommation d'énergie secondaire comme l'essence ou l'électricité. À l'échelle mondiale, on assiste à une transformation de plus en plus poussée de l'énergie avant sa consommation finale, puisque la part de l'électricité, énergie secondaire, progresse dans la consommation finale. FG 5e Les Énergies Sources: Horizons 5 manuel documents & activités, Pascale Charlier, Anne Malchair, Maxime Verbauwhede, Plantyn, 2021 Atlas mondial du nucléaire, Corinne Lepage, autrement, 2015 Atlas mondial des matières premières, Bernadette Mérenne-Schoumaker, autrement, 2015 Google earth G.E.O 83, Eclairer les enjeux liés à l’accès à l’eau, à la nourriture, à l'énergie et aux autres matières premières, Bernadette Mérenne-Schoumaker, FEGEPRO, 2019 Atlas des énergie mondiales autrement 2021 B. Mérenne-Schaumaler et B. Barré FG 5e Les Énergies