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LES LEÇONS
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Chapitre n°8 Choix énergétique et impacts sur les sociétés
| Enseignement scientifique, classe de terminale Thème n°2 le futur des énergies |
Chapitre n°8 Choix énergétique et impacts sur les sociétés |
| BO : Savoirs Au cours du transport, une partie de l’énergie électrique, dissipée dans l’environnement par effet Joule, ne parvient pas à l’utilisateur. L’utilisation de la haute tension dans les lignes électriques limite les pertes par effet Joule, à puissance transportée fixée. Un réseau de transport électrique peut être modélisé mathématiquement par un graphe orienté dont les arcs représentent les lignes électriques et dont les sommets représentent les sources distributrices, les nœuds intermédiaires et les cibles destinatrices. Dans ce modèle, l’objectif est de minimiser les pertes par effet Joule sur l’ensemble du réseau sous les contraintes suivantes : – l’intensité́ totale sortant d’une source est limitée par la puissance maximale distribuée ; – l’intensité́ totale entrant dans chaque nœud intermédiaire est égale à l’intensité́ totale qui en sort ; – l’intensité́ totale arrivant à chaque cible est imposée par la puissance qui y est utilisée Savoir-Faire Faire un schéma d’un circuit électrique modélisant une ligne à haute tension. Utiliser les formules littérales reliant la puissance à la résistance, l’intensité́ et la tension pour identifier l’influence de ces grandeurs sur l’effet Joule. Modéliser un réseau de distribution électrique simple par un graphe orienté. Exprimer mathématiquement les contraintes et la fonction à minimiser. Sur l’exemple d’un réseau comprenant uniquement deux sources, un nœud intermédiaire et deux cibles, formuler le problème de minimisation des pertes par effet Joule et le résoudre pour différentes valeurs numériques correspondant aux productions des sources et aux besoins des cibles. Faire un schéma d’un circuit électrique modélisant une ligne à haute tension. Utiliser les formules littérales reliant la puissance à la résistance, l’intensité́ et la tension pour identifier l’influence de ces grandeurs sur l’effet Joule. |
I. Bilan sur les énergies et le système Terre
1. La transition énergétique
L’activité humaine depuis la révolution industrielle a modifié la température de l’atmosphère et le niveau des océans.
Pour lutter dans l’urgence contre ces effets néfastes, il faut mettre en œuvre une transition énergétique.
Elle se fera sous plusieurs orientations :
- Réduire la consommation d’énergie notamment des énergies fossiles.
- Transformer la production d’énergie pour la rendre à la fois renouvelable, respectueuse de l’environnement et proche des utilisateurs pour éviter le transport.
2. Quelques critères de choix énergétiques
Ces choix énergétiques doivent tenir compte de plusieurs critères :
- La disponibilité des ressources énergétiques.
- L’adéquation de la production aux besoins.
- La maitrise des impacts climatique, écologique, sanitaire et agricole.
- La vulnérabilité à l’approvisionnement.
- Gestion des risques.
- Faisabilité.
- Les conséquences économiques et sociales.
II. Exemples de sources énergétiques
1. L’énergie nucléaire
a) Aspects positifs
- La ressource nucléaire peut produire de l’électricité sur un siècle.
- C’est une source d’énergie décarbonée.
- Le coût de l’électricité est réduit.
b) Aspects négatifs
- La production de déchets radioactifs pour la planète.
- Le risque nucléaire avec des accidents peu nombreux mais avec de graves conséquences.
2. L’énergie éolienne
a) Aspects positifs
- Production d’énergie décarbonée.
- Proximité avec les lieus de consommation.
- Le développement offshore présente un potentiel élevé.
b) Aspects négatifs
- Production intermittente.
- Investissement important.
- Pour certaines personnes provoquent une pollution visuelle et sonore.
- Accusées d’utiliser pour les offshores le néodyme , une terre rare, avec une pollution délocalisée.
3. L’énergie photovoltaïque
a) Aspects positifs
- Production d’énergie décarbonée.
- Production possible par des particuliers et ainsi possibilité d’indépendance énergétique.
- Production d’énergie silencieuse.
b) Aspects négatifs
- Le coût élevé.
- La durée de vie réduite.
- Pollution par raffinage du silicium.
4. La biomasse
a) Aspects positifs
- Utilisation des déchets industriels, municipaux et de l’agriculture,
- Peu couteuse et présente en grande quantité
- Disponible partout.
b) Aspects négatifs
- Epuisement des forêts si elle n’est pas contrôlée.
- Emet du CO2 qui entre dans le bilan carbone si les déchets organiques ne sont pas récents.
III. le mix énergétique
Pour répondre aux conditions des choix énergétiques évolutifs le mix énergétique repose sur des progrès technologiques et scientifiques avec une évolution sur comportement individuel