NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Physique / Économie

 

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ÉNERGIE

 

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Énergie

 

 

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Sommaire de cette page

>>> TYPES D'ÉNERGIE

>>> Potentielle

>>> Cinétique

>>> Thermique

>>> Électrique

>>> Rayonnante

>>> Chimique

>>> Nucléaire

>>> ÉNERGIES RENOUVELABLES

>>> ÉNERGIES PRIMAIRES & SECONDAIRES

>>> ÉNERGIE ET MAISON

 

 

 

 

Le saviez-vous? Pendant l'effort, parmi les calories dépensées:

*    25% sont utilisées à faire fonctionner les muscles,

*    75 % servent à fabriquer de la chaleur. 

 

 

Les différents types d'énergie

  

Classement des divers types d'énergie et opérations de transformation de l'une en l'autre.

 

À l'origine était la seule force physique humaine, puis vint le feu il y a 400 000 ans. La force animale vint avec la sédentarisation durant le néolithique. Puis l'homme domestiqua les rivières et le vent (moulins, bateaux).

Beaucoup plus tard, lors de la révolution industrielle de la fin du  XVIIIe siècle (1780 en Grande-Bretagne)), la machine à vapeur rend disponible des puissances d'un autre ordre de grandeur.

Voir Histoire des sciences

 

 

TYPES D'ÉNERGIE

 

Énergie Stockée

 

*       Potentielle,

*       Chimique, et

*       Nucléaire.

 

Énergie libre

 

*       Cinétique,

*       Thermique,

*       Électrique, et

*       Rayonnante.

 

 

 

 

ÉNERGIE POTENTIELLE – Stockée

 

Énergie retenue d'une manière ou d'une autre.

Ex: pomme accrochée à l'arbre.

Une fois lâchée elle s'exprime sous forme de mouvement (cinétique) et de chaleur (thermique).

 

 

*    Effet de la pesanteur:

*    Objet maintenu en hauteur,

*    Eau retenue par un barrage.

 

*    Effet de tension:

*    Élastique, ressort tendus

 

 

 

ÉNERGIE CINÉTIQUE – Libre

 

Énergie de mouvement.

Ex: voiture sur la route

 

 

 

*    Effet de libération de l'énergie potentielle,

*    Effet d'une force exercée sur un objet

*    Effet de la chaleur: agitation thermique

 

 

 

 

ÉNERGIE THERMIQUE – Libre

 

Énergie liée à la chaleur, à l'agitation des molécules d'un corps sous l'effet de la température.

Ex: radiateur pour le chauffage

 

*    Effet de la température sur le mouvement désordonné des molécules et sur la vibration des atomes à l'intérieur des molécules.
Sorte d'énergie cinétique.

 

 

 

 

ÉNERGIE ÉLECTRIQUE – Libre

 

Énergie liée au déplacement des électrons dans un circuit électrique.

 

 

*    Effet dû à l'application d'une différence de potentiel (des volts) entre deux points d'un circuit.

 

Suite en Électrique

 

ÉNERGIE RAYONNANTE  – Libre

 

Énergie liée aux déplacements des photons, particules associées aux ondes électromagnétiques, comme la lumière visible.

 

 

 

*    Effet des vibrations des ondes électromagnétiques.

 

 

 

 

 

 

 

ÉNERGIE CHIMIQUE – Stockée

 

Énergie liée aux forces de liaison des atomes. Libération par voie chimique de l'énergie stockée dans la matière.

 

 

 

*    Effet des réactions chimiques avec dégagement de chaleur (exothermique) ou absorption de chaleur (endothermique).

*    Sorte d'énergie potentielle résidante à l'intérieur des matériaux: pétrole, charbon, gaz …

 

 

Un gramme de matière

Énergie dans un gramme de matière:

90 mille milliards de joules ou 25 millions de kilowattheures.

En effet E = mc² => (10-3) x (3x108) = 9 x 1013 J.

Et avec: 1 kWh = 3,6 MJ => 2,5 x 107 kWh.

 

 

ÉNERGIE NUCLÉAIRE – Stockée

 

Énergie  liée aux forces de cohésion des nucléons (protons et neutrons) au sein du noyau de l'atome.

Ex: Deux protons associés à deux neutrons forment un atome d'hélium. Il ya absorption d'énergie pour assurer la soudure avec pour conséquence une réduction de masse (E = mc²).

 

 

*    Effet des réactions nucléaires

*    Fission des noyaux lourds: casse du noyau. Centrales nucléaires et Bombe A. Uranium, plutonium.

*    Fusion des noyaux légers: regroupement de noyaux. Réacteur à fusion et bombe H: Deutérium, Tritium.

*    Réactions accompagnées d'un dégagement d'une quantité considérable de chaleur.

 

 

 

 

Suite en Nucléaire

 

Transition énergétique

L'homme n'est pas passé du bois au charbon, puis du charbon au pétrole, puis du pétrole au nucléaire. Le nucléaire s'est ajouté au pétrole, qui s'est ajouté au charbon, qui s'est ajouté au bois. Ce que nous enseigne l'histoire, c'est qu'il n'y a jamais eu de transition énergétique, juste des additions successives.

 Jean-Baptiste Fressoz

Les Échos 7/10/2013

 

La troisième révolution industrielle

L'idée est de matérialiser les cinq piliers de la troisième révolution industrielle:

1.    Transition vers l'énergie décarbonée; abandon des énergies fossiles et du nucléaire;

2.   Transformation de tous les bâtiments en mini-centrales de captage des énergies renouvelables;

3.   Développement dans ces bâtiments de capacité de stockage de l'énergie, notamment grâce à l'hydrogène;

4.   Déploiement d'un réseau énergétique intelligent (smarts grids), via Internet et les nouvelles technologies de l'information; et

5.   Remplacement des voitures thermiques actuelles par les voitures électriques ou hybrides, connectées aux réseaux intelligents.

 Jeremy Rifkin – Essayiste américain

L'Express 16/10/2013

 

 

 

ÉNERGIES PRIMAIRES & SECONDAIRES

 

ÉNERGIES PRIMAIRES

 

*    Les énergies primaires sont toutes celles directement disponibles dans la nature.

*    Elles sont renouvelables ou non:

*    Non renouvelables:

*    combustibles fossiles: charbon, pétrole et gaz;

*    combustible nucléaire: uranium, thorium.

*    Renouvelables:

*    hydraulique;

*    éolien;

*    solaire: thermique, photovoltaïque;

*    biomasse: bois, végétaux, déchets ;

*    géothermie;

*    énergie marémotrice.

 

*    Toutes les sources d'énergie ont pour origine des réactions nucléaires sauf pour l'énergie marémotrice:

*    Soleil

*    Réactions nucléaires qui provoquent le rayonnement solaire;

*    Effet du Soleil sur le solaire, l'éolien, l'hydraulique, la biomasse;

*    Action du Soleil sur la formation des énergies fossiles;

*    Terre

*    Réactions nucléaire dans le cœur de la Terre responsable de la géothermie;

*    Centrales nucléaires

*    Réactions nucléaires dans les centrales nucléaires.

 

ÉNERGIES SECONDAIRES

 

*    Les énergies secondaires sont celles obtenus par transformation des énergies primaires:

*    Produits pétroliers,

*    Électricité,

*    Vapeur,

*    Hydrogène (piles à combustibles: PAC).

 

 

ÉNERGIES FINALES

 

*    Les énergies finales sont celles sous qui sont utilisées pour les activités humaines:

*    Thermique: chauffage, réfrigération, production …

*    Mécanique (ou cinétique): transport, motorisation en production, appareils ménagers …

*    Rayonnement: éclairage, télécommunication, multimédia …

*    Électrique: transport d'énergie (vecteur énergétique).

 

 

ÉNERGIES UTILES

 

*    Quelle est l'énergie nécessaire à la satisfaction du besoin?
Une fraction seulement de l'énergie primaire:

*    25 % pour la production,

*      4 % pour le transport,

*    34 % pour l'usage final

*    37 % utile

 

 

 

 

Débat sur les sources d'énergie.

La filière nucléaire émet moins de CO2 que l'éolien!

En effet, à production d'énergie égale, la fabrication d'éoliennes requiert quatre à cinq fois plus d'acier et six fois plus de béton que le réacteur de troisième génération (EPR).

L'Expansion – Février 2011 – Citant une étude du Paul Scherrer Institut

 

 

 

 

 

Suite

*           Énergie dans le monde

*           Énergie de propulsion d'une voiture

*           Autres pages sur l'énergie

Voir

*           Atomes lourds

*           Besoins énergétiques de l'être humain

*           Calories

*           Carbone

*           Chaleur

*           Charbon et uranium

*           Eau et calorie

*           Équation de Schrödinger

*           Machine à vapeur

*           Masse corporelle

*           Moteur

*           Plan 34-2013

*           Température

*           Unités

Livre

*             Encyclopédie Universalis – Sciences volume 17  – Julien Bok – 2004

*           L'énergie en 2050 – Nouveaux défis et faux espoirs – Bernard WiesenfeldEDP Sciences – 2005
Ce livre est très complet prenant les sujets de A à Z, y compris le B A BA . La nomenclature des énergies ci-dessus est faite d'après cet ouvrage.

Site

*             Ressources et consommation énergétiques mondiales - Wikipédia

Cette page

http://villemin.gerard.free.fr/aScience/Thermody/Energie.htm