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Energie et Environnement Ce cour aura pour objectif d’introduire des notions su

Energie et Environnement Ce cour aura pour objectif d’introduire des notions sur les différentes sources et vecteurs d’énergies existants a savoir les énergies fossiles et renouvelables. Les différentes techniques de conversion d’une énergie à une autre sont abordées. Le cours a également pour but de susciter la réflexion pour savoir comment assurer l'approvisionnement en énergie de manière durable, compte tenu de l'épuisement des ressources fossiles et des conséquences de la pollution de notre environnement ( pollution atmosphérique, pollution du sol et nappes phréatiques…) Energie et Environnement Il est évident que pour assure un meilleur développement humain cela passe par l'utilisation des énergies. Ainsi de nos jours; le chauffage et électricité de la maison, essence de l’automobile et autres biens de consommation font partie de notre vie quotidienne. Mais on commence à réaliser aujourd'hui que la croissance de la consommation d'énergie et celle de la pollution qui l'accompagne ne peuvent se poursuivre indéfiniment à leur rythme actuel. En effet; la consommation et la production d’énergie ont beaucoup d’effets négatifs sur notre environnement. Par exemple les carburants sont la principale source de pollution atmosphérique et d’émissions de gaz à effet de serre; les substances radioactives vont affecter la qualité de l’eau et du sol. Introduction Les besoins énergétiques devraient augmenter; du fait de l’accroissement de la population et de la nécessité de procurer de l’énergie à ceux qui actuellement n’en consomment presque pas. Comment répondre à ces besoins toujours plus importants, alors que se profilent déjà des menaces de pénurie sur le plus utilisé de ces combustibles : le charbon ? Le gaz ou le pétrole: sachant que l’on doit limiter leur utilisation pour prendre en compte l’effet de serre et les risque de pollution de notre écosystème. Introduction Mais posséder des sources d'énergie ne suffit pas : leur potentiel énergétique réel, leur intermittence, leurs possibilités de stockage sont des facteurs majeurs qu'il faut connaître avec précision pour définir la politique énergétique d'un pays. On ne peut non plus ignorer les risques pour la santé et l'environnement qu'entraîne leur utilisation dans un monde sous contrainte. Les risques et les enjeux d'une crise annoncée permet de comprendre la nature des difficultés qui nous attendent à brève échéance, d'en prévoir l'importance et d'identifier les actions à mener pour y remédier. Nos sources naturelles d'énergie, renouvelables et non renouvelables, sont chacune présentées. Introduction L’énergie est une grandeur qui représente la capacité d’un système a produire du mouvement. Dans la notion d’énergie, il y a donc non seulement le mouvement lui-même, mais également la capacité à en créer. Premier principe de l’énergie L’énergie d’un système isolé reste constante au cours du temps. Il ne peut se créer ni se détruire d’énergie. Il est impropre de parler comme on le fait couramment de production ou de consommation d’énergie. Dans tous les cas, il s’agit de changement de forme, ou de transfert d’un système a un autre. Qu’est-ce que l’Energie Généralement dans la nature on peut distinguer l’énergie sous diverses formes, par exemple lorsque la pomme est accrochée à l’arbre, elle a une énergie potentielle et lorsque elle tombe c’est une énergie cinétique qui se crée et qui de plus peuvent se transformer l’une en l’autre . Parmi ces différentes formes il ya celles qui se manifestent et que l’on qualifie de formes d’énergie libre et celle qui n’existent que potentiellement et que l’on qualifie de formes d’énergie stockée . Les différentes formes de l’Energie Energie cinétique (ou énergie mécanique):C’est l’énergie associée au mouvement d’un corps. Exemple : Une voiture qui roule sur la route Un projectile lancé par une fronde Energie Libre : 1 Energie Cinétique Energie thermique : correspond à la chaleur dégagée par un corps. Exemple : Le radiateur qui apporte de la chaleur ce qui conduit a une augmentation de température. Le réfrigérateur et le climatiseur qui réalisent l’opération inverse. . Energie Libre : 2 Energie Thermique Energie électrique, Ce n’est pas, a proprement parler, une énergie visible mais comme on sait qu’il s’agit du déplacement d’un courant électrique (en réalité des électrons) dans un conducteur, on peut qualifier l’électricité d’énergie de forme libre. Energie Libre : 3 Energie Electrique Energie rayonnante(rayonnement): Elle peut être visible (lumière) ou invisible (ondes de radio, rayons X,etc.). Il s’agit, du déplacement dans l’espace de particules, généralement des photons se propageant a la vitesse de la lumière (environ 300 000 km/s) Exemple : le rayonnement est une source d’énergie renouvelable car il peut être canalisée à l’aide de panneaux solaires pour être ensuite convertie en énergie électrique. Energie Libre : 4 Energie Rayonnante Energie Mécanique Energie Thermique Energie Rayonnante Energie Electrique Génératrice Electrique Moteur Electrique Moteur Thermique Frein Panneau Solaire Ampoule Feu Capteur Solaire Radiateur Thermocouple Transformation de l’Energie Libre S’il parait difficile de stocker l’énergie sous forme de rayonnement ou de courant électrique (sauf peut-être dans un circuit supraconducteur), il est envisageable, en revanche, de stocker l’énergie sous forme de chaleur et sous forme cinétique. Energie Stockée Energie potentielle: II s’agit d’une énergie mécanique que l’on stocke et dont la forme libre associée est l’énergie Cinétique. On accumule de l’énergie potentielle en faisant travailler une force a contre-sens et si on laisse ensuite travailler cette force dans son sens naturel, l’énergie potentielle emmagasinée sera libérée Energie Stockée : 1 Energie potentielle Exemple : la pomme dans I 'arbre emmagasine de l’énergie potentielle due a sa hauteur, et qui se transforme en énergie cinétique lorsqu’elle tombe de l’arbre. Dans ce cas de figure; la force mise en jeu est le poids de la pomme. On accumule de l’énergie potentielle en faisant travailler le poids a contre-sens, c’est-à-dire en faisant remonter la pomme sur l’arbre. l’eau retenue dans un barrage constitue un stock d’énergie potentielle. Un ressort tendu. L’énergie chimique : Cette énergie utilise les forces reliant les atomes au sein des molécules : en réarrangeant les atomes pour former de nouvelles molécules a partir des molécules initiales, on fait travailler, dans un sens ou dans l’autre, les forces de liaison entre les atomes, et on libère ou on stocke de l’énergie. Exemples : les stocks naturels que sont les réserves de charbon, pétrole et gaz qui se sont constitues a partir du rayonnement solaire ; et, parmi les applications industrielles : l’essence utilisé par une voiture, les réservoirs de carburant et de comburant d’une fusée, (l’énergie est libérée sous forme calorifique) la pile électrique ou la batterie, etc. (l’énergie est libérée , sous forme électrique). Energie Stockée : 2 Energie chimique Energie Stockée : 3 Energie Nucléaire Energie Nucléaire : Comme pour l’énergie chimique; elle procède La aussi en utilisant les forces agissant mais entre les nucléons (protons et neutrons) des noyaux atomiques , afin de les(nucléons) réarranger. on peut espérer faire travailler ces forces, changer ainsi l’énergie interne et stocker ou libérer de l’énergie. En pratique, seule une libération d’énergie nucléaire est réalisable, soit en cassant de gros noyaux (fission, spallation), soit en assemblant de petits noyaux (fusion). Dans les deux cas, l’énergie libérée est obtenue sous forme de chaleur. Actuellement il y a uniquement l’énergie de fission qui a une application industrielle ; la matière a la base de cette source d’énergie est l’uranium (le thorium pourrait aussi être utilise). Le système énergétique est l’ensemble des transformations et des opérations et des moyens associes permettant de transférer l’énergie depuis les sources d’approvisionnement rencontrées dans la nature jusqu'’aux usages utiles a l’homme. Avec le développement technologique que connait notre monde, il convient en partant de la source d’énergie de distinguer trois niveaux d’énergies : Energies primaires Energies secondaires Energies finales. Système Energétique Energie Finale(utile) Energie Primaire Energie Secondaire (intermédiaire) Conversion de l’énergie Conversion de l’énergie Pertes Pertes Chaîne de transformation de l’énergie Energie Finale En aval du système énergétique se situent les besoins élémentaires d’énergie de l’activité humaine, que l’on classe par secteurs d’utilisation de l’énergie et qui rendent compte des besoins élémentaires de l’activité économique. On distingue trois grands secteurs d’utilisation de l’énergie : la consommation domestique (chauffage, confort domestique), les transports et l’industrie. Ces différents secteurs peuvent se répartir en fonction des énergies libres suivantes. Energie thermique. II s’agit du chauffage et de la réfrigération. Les besoins se situent dans les locaux d’habitation et de travail, ainsi que dans les processus industriels d’élaboration de matériaux divers (métaux, brique, ciment...). Énergie mécanique (cinétique). Des applications multiples existent dans les transports (voitures, trains, bateaux, avions), l’industrie (moteurs, pompes, compresseurs ...) et le secteur résidentiel (appareils ménagers, ascenseurs...). Rayonnement: II est utilisé dans l’éclairage, les télécommunications, la télévision, l’imagerie médicale ... Energie électrique: elle est particulière dans la mesure où elle est a la fois une énergie libre et un vecteur énergétique. On la retrouve dans tous les secteurs d’utilisation de l’énergie. C’est au niveau final du système énergétique que l’on mesure toute l’importance de l’énergie dans l’activité économique. Energie Primaire Le premier niveau du système énergétique se compose de toutes les sources énergétiques disponibles dans la nature, qui pour la plupart ne peuvent être directement utilisées au niveau final qu’ après une série de transformations et de uploads/Sante/ 1-energie-et-environnement-1.pdf