Chapitre 5 : activités humaines
et besoins en énergie
Je prends connaissance des objectifs du chapitre.
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Exploiter des documents et/ou des illustrations expérimentales pour mettre en évidence différentes formes d'énergie.
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Connaître et utiliser la relation liant puissance et énergie.
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Rechercher et exploiter des informations sur des appareils de la vie courante et sur des installations industrielles pour porter un regard critique sur leur consommation énergétique et pour appréhender des ordres de grandeur de puissance.
Je consulte les ressources.
un site complet sur l'énergie
un site avec des explications simples et claires. L'espace enseignant est à privilégier, l'espace enfant étant destiné à des enfants de 8 à 12 ans !
Je consulte le cours (et je l'apprends !)
Comment la demande énergétique a-t-elle évoluée ?
Depuis toujours, les activités humaines ont nécessité de l'énergie. Le développement de l'agriculture plusieurs millénaires avant notre ère, puis des transports au cours des derniers siècles n'ont pu se faire sans énergie. Avec l'apparition de la première machine à vapeur au 18ème siècle puis l'arrivée de l'électricité au siècle suivant et enfin le boom technologique de ces dernières décennies, les besoins en énergie n'ont cessé d'augmenter. On estime aujourd'hui que d'ici 2050, la consommation énergétique mondiale pourrait se trouver multiplier par deux, notamment en raison du développement des pays émergents et de l'accroissement démographique.
Quelles sont les différentes sources d'énergie ?
L'Homme utilise l'énergie que lui fournit la nature. Cette énergie brute, qui n'a subit aucune transformation, est appelée énergie primaire.
Les origines de cette énergie primaire sont multiples :
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l'uranium : source d'énergie nucléaire par fission des noyaux des atomes ;
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le gaz, le charbon, le pétrole : énergies fossiles utilisées comme combustibles dans des usines thermiques ;
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le soleil, le vent, l'eau, la biomasse (bois, algues...) et la géothermie (chaleur du sol) : énergies renouvelables ne représentant que 10 % de la production mondiale.
Ces énergie primaires peuvent être utilisées afin de produire de l'électricité (environ 90 %) ou bien être utilisées directement en tant qu'énergie finale.
En ce qui concerne la production d'électricité, le nucléaire reste largement majoritaire mais la part des énergies renouvelable ne cesse d'augmenter, avec pour objectif une part de 40 % d'ici 2030.
Quelles sont les principales activités humaines consommatrices d'énergie ?
Aujourd'hui, la consommation d'énergie en France se répartit essentiellement entre 3 grands secteurs que sont l'industrie, les transports et le bâtiment (résidentiel tertiaire). L'agriculture ne représente qu'une très petite partie de la consommation totale.
Les transports, qu’ils soient aériens, routiers ou maritimes, prennent une part de plus en plus importante dans cette consommation, tout comme l'énergie du secteur tertiaire.
En ce qui concerne les bâtiments, les 2/3 de l'énergie utilisée est consommée dans les logements, en majeur partie pour le chauffage (environ 60 %), mais aussi pour la cuisson, l'eau chaude, et de plus en plus la domotique. En revanche, avec la disparition des ampoules à incandescence et le développement des éclairages à LED, l'énergie utilisée pour l'éclairage est amenée à diminuer considérablement.
La loi oblige maintenant les constructeurs à apposer une étiquette de diagnostic énergétique sur leurs produits. Elle permet de le classer dans une catégorie de A à G de la moins consommatrice à la plus consommatrice d’énergie. Le consommateur est ainsi sensibilisé à sa propre consommation.
Comment quantifier l'énergie ?
Dans le système international d'unités, l'énergie se mesure en joules (J), mais cette
unité est peu utilisée en économie car elle représente une petite quantité d'énergie.
Dans le domaine industriel, on utilisera donc surtout la tonne d'équivalent pétrole (tep) qui correspond à l'énergie libérée lors de la combustion d'une tonne de pétrole : 1 tep = 42 milliards de joules.
Pour l'énergie électrique, on utilise plutôt le kilowatt-heure : 1 kW·h = 3,6 MJ (3,6 millions de joules).
La puissance est l'énergie consommée par unité de temps.
L'énergie et la puissance sont donc liées par la relation : E = P x Δt
avec E l'énergie consommée pendant la durée Δt.
Pour appliquer cette relation, deux systèmes d'unités sont possibles :
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P en watt (W), Δt en seconde (s) et E en joule (J)
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P en kilowatt (kW), Δt en heure (h) et E en kilowatt-heure (kW.h)
Lorsque l'on cherche à comparer la consommation énergétique de deux appareils électriques, on compare généralement leur puissance, ce qui revient à comparer l'énergie consommée pour une même durée de fonctionnement.
