Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

Énergies fossiles et renouvelables, origine solaire de la plupart, puissance et énergie, rendement, stockage, ordres de grandeur de la consommation (programme d'enseignement scientifique de 1re)

À propos de cette page

Ce QCM sur « Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité » en première teste tes connaissances en de manière interactive. Les questions, classées par niveau (facile, moyen, difficile), respectent le programme officiel de première. Au programme : L'essentiel, Des sources d'énergie majoritairement d'origine solaire, Énergie, puissance et unités, Conversions d'énergie et rendement. À chaque réponse, une explication détaillée t'aide à comprendre tes erreurs et à mémoriser l'essentiel. Idéal pour s'auto-évaluer rapidement, réviser avant un contrôle ou consolider ses acquis. Quiz gratuit conçu par un professeur particulier à Marseille pour progresser en en première.

Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !

Les 24 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile — 8 questions

Parmi ces sources d'énergie, laquelle n'est pas d'origine solaire ?
- A. Le pétrole
- B. L'uranium
- C. Le gaz naturel
- D. La biomasse
Réponse
B. L'uranium — Les noyaux d'uranium ont été formés dans des étoiles antérieures au système solaire ; l'énergie nucléaire vient de leur fission. Pétrole, gaz et biomasse proviennent de la photosynthèse.
Une source d'énergie est dite renouvelable lorsque…
- A. elle ne produit aucun déchet lors de son usage
- B. elle ne rejette jamais de dioxyde de carbone
- C. elle est disponible en tout point du globe
- D. elle se reconstitue à l'échelle humaine
Réponse
D. elle se reconstitue à l'échelle humaine — Le critère est temporel : la ressource est reconstituée par des processus naturels à l'échelle d'une vie humaine. Le bois est renouvelable et rejette pourtant du CO₂.
Quelle est l'unité SI de la puissance ?
- A. le watt (W)
- B. le joule (J)
- C. le kilowattheure (kWh)
- D. la tonne équivalent pétrole
Réponse
A. le watt (W) — La puissance s'exprime en watts : 1 W = 1 J/s. Le joule, le kWh et la tep mesurent des énergies.
Un kilowattheure correspond à :
- A. $3, 6 \times 10^{3}$ J
- B. 3 600 J
- C. $3, 6 \times 10^{6}$ J
- D. $3, 6 \times 10^{- 3}$ J
Réponse
C. $3, 6 \times 10^{6}$ J — 1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = $3, 6 \times 10^{6}$ J. 3 600 J correspond à 1 Wh.
Le pétrole et le gaz naturel proviennent principalement de…
- A. la cristallisation lente de magmas en profondeur
- B. la désintégration de l'uranium du sous-sol
- C. la lente transformation de plancton enfoui
- D. l'accumulation de coraux calcaires
Réponse
C. la lente transformation de plancton enfoui — Le plancton marin piégé dans des sédiments se transforme, sous l'effet de la température et de la pression, en pétrole et en gaz sur des dizaines de millions d'années.
Le rendement d'un convertisseur d'énergie…
- A. est toujours inférieur à 1
- B. peut dépasser 1 s'il est bien conçu
- C. s'exprime en watts
- D. s'exprime en joules par seconde
Réponse
A. est toujours inférieur à 1 — Le rendement est un rapport de deux énergies (ou de deux puissances), donc sans unité ; une partie de l'énergie est toujours dissipée, il reste inférieur à 1.
Quel dispositif stocke l'énergie sous forme d'énergie potentielle de pesanteur ?
- A. une batterie lithium-ion
- B. un ballon d'eau chaude sanitaire
- C. un électrolyseur à hydrogène
- D. une STEP (barrage à pompage)
Réponse
D. une STEP (barrage à pompage) — Une STEP pompe l'eau vers un bassin supérieur puis la turbine : l'énergie est stockée sous forme d'énergie potentielle de pesanteur. La batterie et le dihydrogène stockent de l'énergie chimique, le ballon de l'énergie thermique.
L'énergie éolienne est d'origine solaire indirecte car…
- A. les pales captent directement la lumière solaire
- B. le Soleil chauffe inégalement l'atmosphère
- C. le vent provient de l'attraction de la Lune
- D. le mât contient des cellules photovoltaïques
Réponse
B. le Soleil chauffe inégalement l'atmosphère — Le chauffage inégal de la surface et de l'atmosphère crée des différences de pression qui mettent l'air en mouvement.

Niveau moyen — 8 questions

Un sèche-cheveux de 1 900 W fonctionne pendant 12 min. L'énergie consommée vaut :
- A. 0,38 kWh
- B. 22,8 kWh
- C. 0,158 kWh
- D. 3,8 kWh
Réponse
A. 0,38 kWh — 12 min = 0,2 h ; E = 1,9 kW × 0,2 h = 0,38 kWh. Le résultat 22,8 kWh vient de l'oubli de la conversion des minutes en heures.
Un panneau reçoit une puissance lumineuse de 1 200 W et fournit 222 W électriques. Son rendement est :
- A. 5,4
- B. 81,5 %
- C. 18,5 %
- D. 0,185 %
Réponse
C. 18,5 % — η = 222 / 1 200 = 0,185, soit 18,5 %. 5,4 est le rapport inverse, impossible pour un rendement.
Trois convertisseurs en série ont pour rendements 0,80, 0,95 et 0,60. Le rendement global vaut :
- A. 235 %
- B. 45,6 %
- C. 78,33 %
- D. 60 %
Réponse
B. 45,6 % — Les rendements en série se multiplient : 0,80 × 0,95 × 0,60 = 0,456. On ne les additionne pas (235 %) et on n'en fait pas la moyenne (78,33 %).
Une éolienne de 2,4 MW a un facteur de charge de 0,30. Sa production annuelle vaut :
- A. ≈ 21,0 GWh
- B. ≈ 0,72 MWh
- C. ≈ 6,3 MWh
- D. ≈ 6,3 GWh
Réponse
D. ≈ 6,3 GWh — E = 2,4 MW × 8 760 h × 0,30 ≈ 6 307 MWh ≈ 6,3 GWh. Le résultat 21,0 GWh oublie le facteur de charge.
Une tonne équivalent pétrole vaut environ $4, 19 \times 10^{10}$ J, soit :
- A. $\approx 1, 51 \times 10^{17}$ kWh
- B. $\approx 4, 19 \times 10^{7}$ kWh
- C. $\approx 1, 16 \times 10^{7}$ kWh
- D. $\approx 1, 16 \times 10^{4}$ kWh
Réponse
D. $\approx 1, 16 \times 10^{4}$ kWh — On divise par $3, 6 \times 10^{6}$ J/kWh : on obtient environ $1, 16 \times 10^{4}$ kWh. Diviser par 3 600 donne des Wh, pas des kWh ; multiplier est une erreur de sens.
On monte 5 000 kg d'eau de 120 m (g = 9,81 N/kg). L'énergie potentielle stockée vaut environ :
- A. ≈ 5,9 kWh
- B. ≈ 1,6 kWh
- C. ≈ 16 kWh
- D. ≈ 0,16 kWh
Réponse
B. ≈ 1,6 kWh — E = m g h = 5 000 × 9,81 × 120 ≈ $5, 89 \times 10^{6}$ J ; en divisant par $3, 6 \times 10^{6}$ , on obtient ≈ 1,6 kWh.
Un pays consomme $2, 2 \times 10^{18}$ J d'énergie primaire par an (1 an ≈ $3, 15 \times 10^{7}$ s). Sa puissance moyenne vaut environ :
- A. $\approx 2, 5 \times 10^{14}$ W
- B. $\approx 6, 1 \times 10^{14}$ W
- C. ≈ 70 GW
- D. $\approx 6, 9 \times 10^{25}$ W
Réponse
C. ≈ 70 GW — P = E / Δt = $2, 2 \times 10^{18}$ / $3, 15 \times 10^{7}$ ≈ $7, 0 \times 10^{10}$ W ≈ 70 GW. Diviser par 8 760 ou par 3 600 mélange joules et heures.
Un gisement contient $8, 4 \times 10^{8}$ t de charbon, extraites au rythme de $2, 1 \times 10^{7}$ t par an. Au rythme actuel, il sera épuisé en :
- A. 40 ans
- B. 4 ans
- C. 400 ans
- D. 0,025 an
Réponse
A. 40 ans — Durée = réserves / production = $8, 4 \times 10^{8}$ / $2, 1 \times 10^{7}$ = 40 ans. 0,025 est le rapport inverse.

Niveau difficile — 8 questions

Quelle affirmation sur le bois de chauffage est exacte ?
- A. Le bois est renouvelable quel que soit le rythme auquel on le coupe
- B. Le bois brûlé ne rejette aucune molécule de CO₂
- C. Le bois est renouvelable si la coupe n'excède pas la repousse
- D. Le bois est une énergie fossile car il contient du carbone
Réponse
C. Le bois est renouvelable si la coupe n'excède pas la repousse — Une forêt surexploitée s'épuise : le bois n'est renouvelable que si le prélèvement ne dépasse pas l'accroissement naturel. Sa combustion rejette du CO₂, repris ensuite par la repousse.
Pourquoi le dihydrogène n'est-il pas une source d'énergie primaire ?
- A. il faut le produire en dépensant de l'énergie
- B. il ne libère aucune énergie lorsqu'il réagit avec le dioxygène
- C. il est toujours fabriqué à partir de pétrole
- D. sa combustion rejette du dioxyde de carbone
Réponse
A. il faut le produire en dépensant de l'énergie — Le dihydrogène libre est quasi absent des gisements exploités : on le fabrique (électrolyse, vaporeformage). C'est un vecteur, qui libère de l'énergie en réagissant avec le dioxygène en ne formant que de l'eau.
Une centrale photovoltaïque a une puissance installée de 10 MW. Sur une année, elle…
- A. fournit 10 MW en continu, de jour comme de nuit
- B. fournit toujours 10 MW tant qu'il fait jour
- C. produit exactement 87,6 GWh chaque année
- D. produit en un an bien moins que 87,6 GWh
Réponse
D. produit en un an bien moins que 87,6 GWh — 10 MW × 8 760 h = 87,6 GWh serait la production à pleine puissance permanente ; avec un facteur de charge d'environ 0,14, elle produit plutôt une douzaine de GWh.
Une centrale a un rendement de 0,41 et le réseau un rendement de 0,97. Pour livrer 1 kWh électrique, il faut une énergie primaire d'environ :
- A. ≈ 0,40 kWh
- B. ≈ 2,5 kWh
- C. ≈ 1,4 kWh
- D. ≈ 3,5 kWh
Réponse
B. ≈ 2,5 kWh — Rendement global : 0,41 × 0,97 ≈ 0,398. On divise l'énergie utile par ce rendement : 1 / 0,398 ≈ 2,5 kWh. L'énergie primaire est toujours supérieure à l'énergie utile.
L'énergie nucléaire est…
- A. renouvelable car il faut très peu d'uranium
- B. non renouvelable mais faiblement émettrice de CO₂
- C. d'origine solaire car l'uranium vient des étoiles
- D. fossile car l'uranium est extrait du sous-sol
Réponse
B. non renouvelable mais faiblement émettrice de CO₂ — L'uranium est un stock fini : le nucléaire est non renouvelable. Il n'est ni fossile (pas d'origine biologique) ni solaire (l'uranium vient d'étoiles antérieures au Soleil), et il émet très peu de CO₂.
La puissance solaire interceptée par la Terre vaut près de 10 000 fois la consommation humaine. On peut en déduire que…
- A. il suffirait de couvrir 0,01 % des terres émergées de panneaux
- B. le solaire couvre déjà l'essentiel des besoins mondiaux
- C. le stockage de l'énergie devient alors inutile
- D. la ressource est abondante mais diluée et intermittente
Réponse
D. la ressource est abondante mais diluée et intermittente — Une part est réfléchie, le rayonnement au sol est dilué et absent la nuit, et les panneaux convertissent environ 20 % : il faudrait des dizaines de fois plus que 0,01 % des terres, plus du stockage.
Une box internet de 11 W reste allumée en permanence. Sur un an, elle consomme :
- A. ≈ 96 kWh
- B. 11 W par heure, soit 11 Wh
- C. ≈ 0,26 kWh
- D. $\approx 3, 5 \times 10^{8}$ kWh
Réponse
A. ≈ 96 kWh — E = 11 W × 8 760 h ≈ 96 000 Wh ≈ 96 kWh. 0,26 kWh correspond à une seule journée ; $3, 5 \times 10^{8}$ est le résultat en joules, pas en kWh.
Le charbon se forme encore aujourd'hui dans certaines tourbières. Il est pourtant non renouvelable car…
- A. il ne se forme plus du tout depuis la disparition des dinosaures
- B. il contient de l'uranium qui se désintègre
- C. il se forme en millions d'années, on l'épuise en siècles
- D. sa combustion détruit définitivement les atomes de carbone
Réponse
C. il se forme en millions d'années, on l'épuise en siècles — Ce n'est pas l'absence de formation qui compte, mais le rapport des vitesses : la formation est infiniment plus lente que la consommation. La combustion ne détruit aucun atome : le carbone part dans le CO₂.

Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Réserver un 1^er cours → Voir les tarifs

Soutien scolaire à Marseille · Cours particuliers au lycée · Aide aux devoirs

Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

Facile

Moyen

Difficile

Résultat

Les 24 questions du QCM en version texte