I. Forme et conversion d’énergie

1. Energies et conversions

L’énergie disponible se présente sous plusieurs formes :

•  Énergie Thermique
  L’énergie thermique est l’énergie associée aux vibrations et aux mouvements désordonnés des particules contenues dans une substance.

• Energie chimique
  L’énergie chimique est l’énergie associée aux liaisons entre les atomes constituant les molécules

• Energie radiative
  L’énergie radiative ou rayonnante correspond aux ondes électromagnétiques envoyées par les corps chauds.  Pour le Soleil on parle alors d’énergie lumineuse ou solaire.

• Energie cinétique et potentielle
  L’énergie cinétique est due au mouvement des objets elle dépend de la masse et de la vitesses de l’objet en mouvement avec: Ec=(1/2).m.v²
  L’énergie potentielle de pesanteur provient de l’altitude et de la masse des objets avec : Ep=m.g.h

• Energie nucléaire
  L’énergie nucléaire provient du noyau des atomes

2. Chaine énergétique

a. La source d’énergie

On représente un réservoir d’énergie par un rectangle

Exemples :

b.  Le convertisseur

Le convertisseur transforme une forme d’énergie en une autre forme d’énergie on le représente par une ellipse

Exemples :

c. Les forme d’énergies

Les formes d’énergies sont nommées au-dessus des flèches qui entrent et sortent du convertisseur

Exemples:

d. La chaine énergétique

Dans une chaine énergétique apparait les réservoirs d’énergie initiale et finale ainsi que le convertisseur et toutes les formes d’énergies.

e. Exemples de chaines énergétiques

• Moteur thermique

• Lampe incandescente alimentée par une pile

• Moteur électrique

3. Rendement d’une conversion

Le rendement d’une conversion correspond au rapport de l’énergie utile sur l’énergie absorbée

II.  L’énergie électrique

1. Caractéristiques

L ‘énergie électrique a de nombreux avantages :

• Distribution aisée
• Faible cout de transport
• De nombreux convertisseur l’utilisent avec un bon rendement

2. Obtenir de l’énergie électrique 

a. Les centrales électriques thermique et nucléaires

Les centrales électriques fonctionnent avec des énergies fossiles ou de l’énergie nucléaire.

Les centrales qui utilisent des énergies fossiles génèrent des gaz à effet de serre et sont sensibles à l’approvisionnement et à l’épuisement des ressources.

Les centrales nucléaires génèrent des déchets radioactifs sont également dépendantes de l’approvisionnement et comportent un risque pour  la sécurité.

b. Principe de fonctionnement d’une centrale électrique à énergie fossile

c.  Principe de fonctionnement d’une centrale électrique nucléaire

3. Obtenir de l’énergie électrique sans combustion ni combustible nucléaire

a. Éolienne

L’énergie éolienne est une énergie renouvelable. Une éolienne convertit l’énergie mécanique du vent en énergie électrique. Le rendement au niveau des pales est relativement faible mais celui au niveau de l’alternateur est bien plus grand. Cette énergie est intermittente et de flux, elle ne peut pas être stockée et doit être consommée directement à défaut d’un système de stockage. La mise en œuvre de l’équipement est responsable d’impacts écologiques délocalisés

b.  Hydroélectrique

L’énergie hydroélectrique est une énergie renouvelable. Elle provient  de  l’énergie potentielle de l’eau qui est transformée en énergie cinétique lors de sa chute. La turbine l’utilise et la   transforme en énergie mécanique que reçoit l’alternateur qui  la transforme enfin en énergie électrique.
La tension est ensuite relevée pour son transport. Cette énergie est disponible   à volonté avec un bon rendement énergétique mais elle créé un impact écologique important lors de l‘ installation du barrage

c. Géothermie

Dans certaine condition la chaleur du sous-sol si elle est abondante et concentrée peut être utilisée pour faire de l’électricité en utilisant de l’eau chaude qui passe dans les profondeurs et remonte à la surface pour actionner des turbines. Cette énergie demande des investissements couteux pour une faible production énergétique.

III. Stockage de l’énergie

Pour stocker l’énergie électrique on peut la transformer en énergie chimique dans des batteries et accumulateurs ou la transformer en dihydrogène

• On met de l’eau en altitude lors des phases de faible demande, pour stocker de l’énergie et on la restitue lors des fortes demandes.