Activités humaines et besoins en énergie - Sciences - Première ES

Activités humaines et besoins en énergie - Sciences - Première ES

Notre professeur de sciences vous propose de revoir maintenant votre cours sur les activités humaines et les besoins en énergie. Ce cours est bien sûr au programme de sciences en première et doit donc être maîtrisé par les candidats au Bac ES pour l'épreuve anticipée ! Téléchargez gratuitement cette fiche et mémorisez les notions importantes.

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I - A propos de l'énergie

1 - L'énergie renouvelable

Pour commencer à parler de l'énergie, nous pouvons introduire une notion qu'on entend partout en ce moment : l'énergie renouvelable. Pour étendre ce terme, nous allons parler de ressource énergétique renouvelable. Classons toutes les énergies connues dans un tableau afin de les comparer selon leur origine, leur durée de formation et leur durée d'exploitation. On obtient le tableau suivant :
Ainsi, on peut constater qu'il y a deux grandes familles d'énergies : les renouvelables et les non-renouvelables. Nous allons appeler source d'énergie renouvelable une énergie dont la durée de reconstitution (de formation) est inférieure à sa durée d'exploitation. A l'inverse, les sources d'énergies que nous exploitons plus vite qu'elles ne se reconstituent sont appelées sources non-renouvelables. Nous avons alors les groupes suivants qui se dessinent, avec plus ou moins de nuances internes :
  • énergies renouvelables : solaire, éolien, hydraulique, géothermique, biomasse ;
  • énergies non-renouvelables : fossiles, nucléaires.

2 - La quantification de l'énergie

Nous utilisons des quantificateurs pour mieux se représenter les quantités d'énergie. Ainsi, le joule ( ) est l'unité internationale de mesure de l'énergie. Cependant, d'autres mesures sont utilisées, comme :
  • la tonne équivalent-pétrole :
  • le kilowattheure :
D'autre part, la notion de puissance ( ) est souvent évoquée. Il s'agit de l'énergie ( ) qui est consommée pour une unité de temps ( ). Ainsi, ces deux notions sont liées par la relation suivante :
Là encore, deux unités sont possibles pour les exprimer : le watt lorsqu'on exprime l'énergie en joule et le temps en secondes, ou le kilowatt lorsqu'on exprime l'énergie en kilowattheures et le temps en heures.
Pour comparer deux appareils donnés au niveau énergétique, il suffit de comparer leur puissance. Ainsi, une lampe de poche a une puissance de , alors qu'un moteur de TGV en a une de .

3 - Classement des énergies

Une énergie donnée peut être classée en plusieurs catégories, déterminées en général par les physiciens. Ces catégories sont les suivantes :
  • énergie chimique : la combustion du pétrole ;
  • énergie mécanique : liée au mouvement de l'eau ou de l'air ;
  • énergie cinétique : partie de l'énergie mécanique liée à la vitesse ;
  • énergie potentielle : partie de l'énergie mécanique liée à l'altitude ;
  • énergie nucléaire : dans le noyau des atomes ;
  • énergie de rayonnement : le soleil, même s'il y a un lien avec l'énergie nucléaire ;
  • énergie thermique : liée à la chaleur ;
  • énergie électrique : liée à la circulation de particules chargées.

4 - Centrale électrique et conversions d'énergie

Évoquons maintenant l'aspect des centrales électriques, qui sont très fortement utilisées aujourd'hui pour nous fournir le courant dont nous avons besoin. Ainsi, une centrale électrique va convertir une énergie dite primaire, telle que l'énergie solaire ou mécanique, en énergie électrique.
Des turbines peuvent être utilisées par exemple pour exploiter la vapeur d'eau, le mouvement de l'air ou celui de l'eau. Dans tous les cas, des pertes, dues à l'effet joule, se dégagent sous forme de chaleur.
Pour résumer, on obtient certaines énergies par l'intermédiaire de conversions d'autres sources d'énergie. Donnons quelques exemples :
  • énergie thermique issue de l'énergie chimique : combustion du bois ;
  • énergie électrique issue de l'énergie chimique : pile ;
  • énergie électrique issue de l'énergie cinétique : éolienne ;
  • énergie chimique issue de l'énergie électrique (et inversement) : accumulateur.

5 - Transport et stockage

L'énergie doit être acheminée rapidement à certains endroits en fonction des besoins : c'est cette problématique dont il est question aujourd'hui. En effet, les besoins peuvent varier à tout instant, selon le moment de la journée par exemple. Il faut donc mettre en place un système fiable de transport de l'énergie, pouvant passer par un stockage éventuel.
Ainsi, notre voiture ne peut fonctionner que si de l'essence est présente dans son réservoir, qui sert de support stockage. Autre exemple : l'électricité. L'avantage est que son transport depuis la centrale vers les utilisateurs est très rapide, mais cela nécessite tout de même un stockage, ne pouvant avoir lieu de façon directe : il faut donc convertir cette énergie électrique en énergie chimique ou énergie potentielle.

II - Besoins énergétiques

Commençons par faire un bilan sur la production mondiale en énergie : cela représente, en 2007, , sachant que plus de 85% de cette énergie est issue d'énergies fossiles, telles que le pétrole, le gaz ou le charbon, et de l'énergie nucléaire. Nous pouvons récapituler la production d'énergie primaire dans le monde par le graphique suivant :
D'autre part, la consommation en énergie au niveau de la planète est très inégalement répartie. Par exemple, un individu français va consommer en moyenne par an, alors qu'un Qatari consommera et un Érythréen . Pour affiner ces résultats, on peut aussi dire que la répartition est très inégale entre les différents secteurs d'un pays à un autre. Par exemple en France, les secteurs de l'habitat et du transport ont tendance à augmenter alors que ceux de l'industrie et de l'agriculture diminuent.
Fin de l'extrait

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Les avis sur ce document

guillaume555
2 5 0
8/20

Très bon document faisant la synthèse global du cours cependant il manque des aspects du programme vu en cours tels que la synthèse du porridge de maïs au Ruanda par exemple. Des documents bien exploités, 16.5+/20 pour ma part. Bonne soirée.

par - le 18/02/2018
AmbreCantarini
5 5 0
20/20

il manque des points mais sinon les points abordés sont clair et vont droit au but!

par - le 14/06/2016
elodie4598
5 5 0
20/20

je ne trouve pas ce document assez précis. Il y a des points que je n'ai pas vu en cours et que je ne comprend pas. Sinon c'est clair, net et précis

par - le 19/06/2015

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