L'ENERGIE DE
NOTRE TERRE
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Il permet, pour un bien de consommation, de quantifier l’utilisation des ressources naturelles.
Le Passif écologique
le "sac à dos écologique"
C'est la quantité de matériaux, en masse, nécessaire pour produire, utiliser, jeter un bien de consommation ou un service. Dans cette théorie, l'énergie est comptabilisée sous forme de masse. Cette notion est donc plus complète.
2 critères d'évaluation :
l'énergie grise
c'est la quantité d'énergie utilisée pour produire un bien de consommation ou mettre au point un service avant tout usage.
Avec 1 kWh... va-t’on loin ?
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Exemples d'équivalences :
La fabrication d’une canette de boisson en aluminium consomme une énergie de 0,9 kWh.
A quelle durée d’utilisation d’une lampe économique de 15W cette énergie correspond ?
Énergie grise
Exemples d'équivalences :
La fabrication d’une canette de boisson en aluminium consomme une énergie de 0,9 kWh.
A quelle durée d’utilisation d’une lampe économique de 15W cette énergie correspond ?
Énergie grise
E = P × t
0,9 kWh = 900 Wh t = E
P = 900
t = 60 heures 15
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5,64 tep
2,09 tep
0,48 tep
2,32 tep
Un monde de différences
Energies consommées par un canadien, un européen, un africain et un japonais en 2016.
Les différentes formes de l'énergie
●
mécanique
:➢ cinétique si les corps sont en mouvement
➢ potentielle si l'énergie est en réserve
●
thermique
oucalorifique
●
Chimique
●
rayonnante
oulumineuse
●
Nucléaire
●
électrique.
ENERGIE
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Les transformations d'énergie
Les unités de l'énergie
L'énergie se mesure en Joules (J)
Un joule permet de lever un poids de 10 grammes a une hauteur d'un mètre.
Dans certains cas, on utilise d'autres unités :
● La calorie : 1 cal = 4,18 J.
Avec une calorie, on peut réchauffer un gramme d'eau d'un degré Celsius
● La thermie : 1 Th = 1000000 cal
● Le wattheure : 1 Wh = 3 600 J
Le kilowattheure : 1 kWh = 1000 Wh = 3 600 000 J
1 kWh permet de lever, à une hauteur de 10 mètres, 735 sacs de sable de 50kg
● La tonne d’équivalent pétrole (symbole TEP).
Utilisée dans l'industrie et l'économie, elle vaut environ 42 GJ, ce qui correspond au pouvoir calorifique d’une tonne de pétrole "moyenne"
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La chaleur est une forme d’énergie étonnamment dense.
En dépensant la même énergie sous forme mécanique, quelle est
l’altitude atteinte par un homme de 70 kg qui escalade une montagne ? La chaleur nécessaire pour porter à ébullition,
une casserole de deux litres d’eau à 20 degrès est de 160000 calories.
1 calorie = 4,18 J
La chaleur est une forme d’énergie étonnamment dense.
En dépensant la même énergie sous forme mécanique, quelle est
l’altitude atteinte par un homme de 70 kg qui escalade une montagne ? La chaleur nécessaire pour porter à ébullition,
une casserole de deux litres d’eau à 20 degrès est de 160000 calories.
E =160000 calories =160000× 4,18= 669 kJ EP = m × g × h
h = EP
m × g = 669000
70 × 10 = 955 m
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Un corps possède de l'énergie lorsqu'il peut fournir du travail ou de la chaleur.
L'énergie peut produire un travail mécanique, c'est à dire un mouvement.
Or un même travail peut être effectué en des temps différents.
Par exemple :
●
Un ouvrier monte sur son dos un sac de 35 kg au 4ème étage d'un immeuble ; il met 3 minutes.
●
Un monte charge peut faire le même travail en 20 secondes.
→ Lequel est le plus puissant ?
Pour un temps donné, plus une machine fournira de travail plus elle sera puissante.
Relation entre puissance et énergie
On définit alors la puissance d'une machine par l'énergie qu'elle fournit en 1 seconde. (c'est le débit d'énergie).
La puissance se mesure et s'exprime en Watt (W)
Relation entre puissance et énergie
P = E t
Énergie en joule (J)
durée en seconde (s) Puissance moyenne
en watt (W)
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Équivalences de puissances
http://fr.wikipedia.org/wiki/Ordre_de_grandeur_(puissance)
La puissance reçue du soleil par une grande serviette de plage est de 1800 W.
Savez-vous quel appareil électroménager consomme environ la même
puissance ?
Équivalences de puissances
La puissance reçue du soleil par une grande serviette de plage est de 1800 W.
Savez-vous quel appareil électroménager consomme environ la même puissance ?
Le fer à repasser...
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Équivalences de puissances
http://fr.wikipedia.org/wiki/Ordre_de_grandeur_(puissance)
La puissance reçue du soleil par une grande serviette de plage est de 1800 W.
Savez-vous quel appareil électroménager consomme environ la même puissance ?
Le fer à repasser...
Est-ce qu’un alpiniste entrainé pourrait fournir la même puissance
en ascension ?
Équivalences de puissances
La puissance reçue du soleil par une grande serviette de plage est de 1800 W.
Savez-vous quel appareil électroménager consomme environ la même puissance ?
Le fer à repasser...
Est-ce qu’un alpiniste entrainé pourrait fournir la même puissance en ascension ?
Il lui faudrait pouvoir gravir 9 km d’altitude par heure !!!
→ NON IMPOSSIBLE
P =1800 W P = EP
t = m × g × h t
h = P × t
m × g = 1800 ×3600
70 ×10 = 9260 m
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Quelques repères
en termes de puissances
1 MW = la puissance électrique consommée par 1 000 Français (pour leurs besoins en énergie)
1100 MW =
puissance électrique consommée en moyenne par la ville
de Marseille
260 MW =
puissance électrique consommée par le métro parisien aux
heures de pointe
8 à 10 MW=
puissance électrique consommée par les
moteurs d’un TGV
Principe de conservation de l'énergie.
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »
Attribué à Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794),
C'est la reformulation d’une phrase du philosophe grec Anaxagore :
« Rien ne naît ni ne périt, mais des choses déjà existantes se combinent, puis se séparent de nouveau »
Principe de conservation de l'énergie :
L'énergie totale d'un système isolé demeure la même
quelles que soient les transformations se produisant dans ce système.
Ou encore : La variation d'énergie d'un système est :
http://www.ostralo.net/5_sites/flash/energie.swf
Δ E = E
RECUE− E
CEDEE20
Équivalence masse - énergie
En 1905, Albert Einstein énonce le principe de conservation masse-énergie, selon lequel un corps possède une énergie égale au produit de sa masse par la vitesse de la lumière au carré :
E = mc
2Cette formule a introduit une équivalence entre matière et énergie : si la masse d'un corps
diminue, celui-ci aura tendance à céder de l'énergie, et vice versa.
Par exemple : Dans le cas d'une réaction de fission nucléaire, un noyau atomique se scinde en deux autres noyaux, de masse totale
moindre; le tout s'accompagne d'un fort dégagement d'énergie.
Chaîne énergétique
Exemples de chaînes énergétiques
Chaine énergétique dans une centrale nucléaire
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Rendement
Le rendement énergétique est le rapport entre la valeur énergétique produite et la valeur énergétique consommée dans un processus.
Le rendement est le rapport entre l'énergie utile EU et l'énergie absorbée EA :
Remarques :
➢ Un rendement énergétique est nécessairement compris entre 0 et 1 (ou entre 0%
et 100%).
➢ Un rendement de 100% serait le fait d'un système idéal : il n'existe jamais.
η = E
UE
AExemples de rendement
Quel est le rendement énergétique de la production d’éléctricité en France sachant qu’il faut 2,58 kWh pour fournir 1 seul KWh à l'usager, en raison du faible rendement des centrales nucléaires et des pertes en ligne significatives ?
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Exemples de rendement
Quel est le rendement énergétique de la production d’éléctricité en France sachant qu’il faut 2,58 kWh pour fournir 1 seul KWh à l'usager, en raison du faible rendement des centrales nucléaires et des pertes en ligne significatives ?
η= 0,39 = 39 %
Exemples de rendement
● Un moteur de voiture a un rendement énergétique compris entre 25 et 30%... Mais une voiture a un rendement plus faible !
Rendement d’une voiture
● Comparons le rendement de différents types d’ampoules :
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Efficacité énergétique
L'efficacité énergétique représente le rendement énergétique complet d'un système : elle va donc dépendre de l'objectif du système.
Elle découle du rendement, mais elle est plus complète et prend en
considération ce pourquoi l'énergie est utilisée.
Par exemple : L'efficacité énergétique d'une maison concernera le chauffage et prendra en compte le rendement
énergétique des appareils de chauffage, mais aussi l'isolation, la ventilation, etc...
Efficacité énergétique
L'efficacité énergétique des appareils électroménagers est indiquée par leur classe énergétique.
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Efficacité énergétique
L'efficacité énergétique d'un habitat est défini par le DPE
(Diagnostic Performance Énergétique).
Il oblige à évaluer la
consommation énergétique des logements.
Quelques films sur le sujet ...
●
Pétrole : Quelle dépendance ?
Corrélyce lesite.tv recherche « energie »→ lesite.tv → recherche « energie » → lesite.tv → recherche « energie »
●
La voiture citadine de demain
Corrélyce lesite.tv recherche « energie »→ lesite.tv → recherche « energie » → lesite.tv → recherche « energie »
