Utilisation des ressources énergétiques disponibles - Sciences - Première ES

Utilisation des ressources énergétiques disponibles - Sciences - Première ES

Cette fiche de révision est consacrée au cours sur l'utilisation des ressources. Ce chapitre fait partie du programme de sciences en première et doit donc être su pour l'épreuve anticipée au Bac ES. Notre professeur a réalisé cette fiche pour vous aider à retenir toutes les notions importantes, téléchargez-la gratuitement !

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I - Introduction

L'homme vit aujourd'hui dans une société de consommation. Cette consommation au sens large désigne également les ressources énergétiques. Il est donc très important de savoir les gérer.
En effet, nous disposons de plusieurs sources d'énergies, telles que les énergies fossiles, nucléaire, solaire, éolienne, hydraulique, etc. On peut les catégoriser comme étant renouvelables ou non, et cela constitue un critère de choix en matière de sélection et d'orientation énergétique, que ce soit au niveau individuel ou à une échelle plus importante, mais pas seulement.

II - A propos du pétrole

L'énergie que constitue le pétrole est la plus utilisée à l'heure actuelle. Il s'agit d'une énergie fossile, qui n'est pas renouvelable. La plupart des moyens de transport en font usage (voitures, bateaux, avions).
Sa constitution est la suivante : il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures qui est constitué d'un nombre très important de molécules différentes (plusieurs centaines), dont la proportion est assez variable.
Sa transformation, jusqu'à pouvoir l'utiliser comme carburant par exemple, nécessite plusieurs étapes, dont une étant la distillation. Celle-ci consiste à isoler plusieurs constituants selon leur température d'ébullition respective. Ainsi, on l'appelle aussi distillation fractionnée car elle va permettre de séparer les constituants d'un mélange liquide qui nous est présenté de façon homogène à la base.
Durant la phase de chauffage, les composants dits les plus volatils vont s'évaporer en premier : on va pouvoir les récupérer grâce à un réfrigérant situé dans le haut de la colonne de distillation. On appelle le liquide obtenu un distillat. On fait alors de même pour les autres substances.
Le schéma ci-dessous présente une distillation classique :

III - Les énergies fossiles et l'effet de serre

A longueur de journée, nous entendons l'expression « effet de serre ». Expliquons à quoi elle correspond. Tout d'abord, il faut savoir que ce phénomène est naturel et indispensable à notre survie. En effet, sans lui la température moyenne à la surface de la Terre serait de ?18°C. Ce phénomène s'explique de la manière suivante : la Terre possède une atmosphère qui se charge de piéger une partie des rayonnements infrarouges qui sont issus du Soleil et reflétés par le sol terrestre. Ce que l'on appelle alors gaz à effet de serre s'occupent de maintenir la température à la surface à environ +15°C. On peut citer comme gaz à effet de serre les principaux gaz suivants : la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane ou encore l'ozone. Ceux-ci sont naturellement présents dans l'atmosphère.
Comment en sommes-nous alors arriver à en parler autant ? Tout simplement parce que depuis le début de l'ère industrielle, on a pu observer une augmentation de 35% de la concentration en dioxyde de carbone (aussi appelé ) dans l'atmosphère. Cette forte augmentation est due aux combustions de combustibles fossiles qui ont été très fortement utilisés dans le but de produire de l'énergie depuis plus de deux siècles maintenant. En effet, ils rejettent des quantités très importantes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Ainsi, la concentration de ce gaz dans l'atmosphère augmente considérablement, entraînant alors une augmentation de l'effet de serre. Cela a pour conséquence ultime un réchauffement global de la Terre. D'après certains experts, la température pourrait s'élever jusqu'à 6°C d'ici à l'an 2100. Bien entendu, cela ne restera pas sans conséquence : on pourra alors observer une fonte des glaces polaires et des glaciers, une élévation du niveau des mers, une modification des courants marins, un impact sur la faune et la flore, etc.
De plus, la combustion de ce que l'on appelle la biomasse (qui constitue les bois et d'autres végétaux) va produire elle aussi du dioxyde de carbone. Cependant, ce rejet est compensé par le dioxyde de carbone qui est absorbé par la plante au cours de sa croissance. Ainsi, elle ne va pas, quant à elle, contribuer à l'aggravation de l'effet de serre.

IV - A propos du nucléaire

1 - Réaction nucléaire

Une source d'énergie très utilisée en France, bien que contestée, est l'énergie nucléaire. En quoi consiste-t-elle ? Il s'agit en fait d'une transformation de noyaux d'atomes qui est accompagnée d'une libération d'énergie. C'est cette énergie qui va alors être exploitée. On va distinguer deux phénomènes : la fission et la fusion. La fission nucléaire est la réaction utilisée dans les centrales nucléaires, alors que la fusion nucléaire est ce qui se produit au cœur du Soleil.
Précisons déjà ce qu'est un atome, et plus particulièrement son noyau : il est constitué de particules appelées protons et neutrons, regroupées sous le terme de nucléons. Autour de ce noyau gravitent des électrons. Les protons sont chargés positivement, à l'inverse des électrons chargés négativement. Les neutrons sont, comme ils l'indiquent, neutres (non chargés). Un atome est considéré comme électriquement neutre : il contient donc autant de protons que d'électrons. On utilise la notation suivante :
L'exemple ci-dessous est la représentation d'un atome de symbole constitué de nucléons et de protons. Ainsi, il contient électrons et neutrons. De plus, on appelle isotopes deux noyaux qui possèdent le même nombre de protons mais un nombre de neutrons différent.
Expliquons maintenant les notions de fusion et de fission. Tout d'abord, la fusion consiste en la formation d'un noyau lourd constitué à partir de plusieurs noyaux légers. Cela entraîne notamment un rayonnement. Par exemple, un noyau d'hélium et un noyau de lithium peuvent se combiner pour former un noyau de bore, dont l'équation de fusion est la suivante :
En ce qui concerne la fission nucléaire, il s'agit cette fois de la fragmentation d'un noyau lourd à l'impact d'un neutron en plusieurs noyaux plus légers. Cela va alors libérer des neutrons pouvant réagir de nouveaux et entraîner des réactions en chaîne. On peut alors par exemple obtenir l'inverse de l'exemple précédent de fusion :
Concernant les réacteurs nucléaires, la fission de l'atome d'uranium 235 est utilisée, afin notamment d'obtenir des réactions comme celles-ci :
On obtient alors une énergie exceptionnelle. A titre d'information, la combustion d'une tonne de pétrole produit une énergie comparable à celle obtenue avec seulement 17 grammes d'uranium enrichi.

2 - Déchets nucléaires

La fission nucléaire n'a pas que des avantages : elle produit des déchets qu'il faut traiter. En effet, les noyaux qui sont obtenus sont radioactifs, c'est-à-dire qu'ils vont se désintégrer spontanément en libérant une énergie sous forme de rayonnement, ce qui peut s'avérer dangereux pour les êtres vivants. On appelle ce phénomène désintégration radioactive. Il est caractérisé par le fait qu'il est aléatoire, spontané, inéluctable, et indépendant des paramètres extérieurs. Ainsi, il est impossible de le stopper ou de l'accélérer. La seule solution consiste à isoler les noyaux radioactifs et attendre...
On caractérise un élément radioactif par sa courbe de décroissance radioactive, qui est exponentielle décroissante. Elle représente l'évolution du nombre de noyaux radioactifs dans le temps pour un échantillon donné. Autre notion : la demi-vie. C'est la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux présents à l'état initial se sont désintégrés.
Fin de l'extrait

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Les avis sur ce document

Maxoupicsou2000
5 5 0
20/20

merci mes gueules je vais avoir mon bac avec ca moi inshallah

par - le 17/05/2017
lisoubiz
5 5 0
20/20

Super, merci beaucoup c'est très très très utile!!!!!!

par - le 13/03/2016
Noryx
5 5 0
20/20

Merci, c'est vraiment utile d'avoir d'autres documents que ceux du cours et du livre, pour pouvoir réviser un peu mieux :).

par - le 20/06/2015
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