Chapitre 7 : gestion et stockage
de l'énergie
Je prends connaissance des objectifs du chapitre.
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Rechercher et exploiter des informations pour comprendre :
- la nécessité de stocker et de transporter l'énergie ;
- l'utilisation de l'électricité comme mode de transfert de l'énergie ;
- la problématique de la gestion des déchets radioactifs.
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Analyser une courbe de décroissance radioactive.
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Faire preuve d'esprit critique : discuter des avantages et inconvénients de l'exploitation d'une ressource énergétique, y compris en terme d'empreinte environnementale.
Corrigé de l'activité 1
Corrigé de l'activité 2
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Comment transporter et stocker l'énergie ?
L'énergie doit être disponible partout et à chaque instant. Or les sites de production d'énergie sont bien souvent éloignés des sites de consommation. C'est pourquoi le transport et le stockage de l'énergie représente un enjeu considérable.
Les énergies fossiles sont relativement faciles à stocker et à transporter. Grâce à la construction de gazoducs et d'oléoducs, gaz et pétrole peuvent être transportés sur de très longues distances, à partir des zones d'extraction. Les voies maritimes, ferroviaire et routière sont également utilisées pour le transport de ces ressources.
Mais l'électricité n'étant pas une source d'énergie primaire, elle ne se stocke pas, du moins pas directement. Elle peut être stockée à petite échelle sous forme chimique dans les batteries et à plus grande échelle sous forme hydraulique grâce aux stations de transfert d'énergie (STEP). Ce stockage est indispensable pour permettre un équilibre entre l'énergie produite et l'énergie consommée car la demande est très fluctuante au cours d'une journée. Il est donc nécessaire d'éviter les pertes lorsque la production dépasse la demande et de fournir suffisamment d'électricité dans le cas contraire.
Dans la pile à combustible, l'énergie chimique emmagasinée dans l'hydrogène permet la production d’électricité et d'énergie thermique. Un grand avantage de ce dispositif est que les rejets ne sont pas polluant, puisqu'il ne s'agit que d'eau. Des améliorations sont encore à faire mais ce mode de production est très prometteur dans les secteurs du transport et de la production d'électricité.
Que faire des déchets nucléaires ?
La radioactivité est un phénomène naturel : certains noyaux instables, appelés radioéléments ou radionucléides, se désintègrent pour former un noyau plus stable, en émettant un rayonnement très énergétique.
L'activité radioactive d'un échantillon correspond au nombre de désintégrations qui se produisent chaque seconde. Son unité est le becquerel (Bq). Au cours du temps, cette activité diminue puisqu'il y a de moins en moins de noyaux instables et l'échantillon est donc de moins en moins dangereux.
La désintégration d'un noyau est un phénomène aléatoire mais à chaque instant, la probabilité qu'un noyau se désintègre est la même. On peut donc définir une période radioactive (aussi appelée temps de demi-vie) qui correspond à la durée au bout de laquelle la moitié des noyaux se sont naturellement désintégrés. C'est donc aussi le temps nécessaire pour que l'activité d'un échantillon soit divisée par deux.
Mais tous les noyaux ne se désintègrent pas à la même vitesse. Selon le radioélément, la période radioactive sera plus ou moins longue et la durée pendant laquelle l'échantillon est dangereuse plus ou moins longue.
C'est donc en fonction de leur activité et de leur période radioactive que les déchets nucléaires sont classés puis stockés.
Quelles sont les conséquences de la production d'énergie sur le climat ?
L’acheminement des ressources fossiles impliquent les transports maritimes, ferroviaires et routiers qui sont responsables d’une forte émission de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, mais aussi de dioxyde d'azote NO2. De plus, la combustion des ces matières premières est elle-aussi à l'origine de rejet de CO2 dans l'air, et leur extraction d'un rejet de méthane CH4. Or tous ces gaz sont des gaz à effet de serre, c'est-à-dire qu'ils contribuent à l'effet de serre. C'est un phénomène naturel nécessaire au maintien d'une température suffisante sur notre planète : les gaz à effet de serre absorbent les rayonnement infrarouges renvoyés par le sol terrestre, contribuant ainsi à réchauffer l'atmosphère.
Mais l'amplification de ce phénomène par l'action de l'homme, est responsable d'une accélération du réchauffement climatique avec de lourdes conséquences : fonte des glaces, élévation du niveau de la mer, modification des courants marins... De nombreux écosystèmes risquent d'être touchés y compris les populations humaines avec un risque de prolifération des maladies infectieuses.
Il est donc urgent de réduire nos émissions de gaz à effet de serre.
