À propos de cette page
Un monde qui consomme toujours plus d'énergie
Se chauffer, se déplacer, produire, s'éclairer, communiquer : tout demande de l'énergie. La consommation mondiale a été multipliée par 2,5 depuis 1970 et dépasse aujourd'hui 600 exajoules par an. Elle est très inégale : un habitant d'Amérique du Nord consomme environ 3 fois plus qu'un Français, et 15 fois plus qu'un habitant d'Afrique subsaharienne.
| Source d'énergie | ce que l'on prélève dans la nature : pétrole, vent, uranium, bois, soleil |
| Non renouvelable | stock formé en millions d'années, qui s'épuise : charbon, pétrole, gaz, uranium |
| Renouvelable | flux qui se reconstitue à l'échelle humaine : soleil, vent, eau, chaleur du sous-sol, biomasse |
| Unités | le joule (J) ; le kilowattheure (kWh) = 3,6 millions de J, énergie d'un appareil de 1 000 W pendant 1 h |
Les énergies fossiles : du soleil ancien enfoui
Charbon, pétrole et gaz sont des roches sédimentaires riches en carbone, issues d'êtres vivants : forêts marécageuses du Carbonifère (−300 millions d'années) pour le charbon, plancton marin enfoui dans des vases pauvres en oxygène pour le pétrole et le gaz. Enfouie, la matière organique a été lentement transformée par la pression et la chaleur, sur des millions d'années.
Photosynthèse et respiration : le vivant et l'énergie
| Photosynthèse | Respiration cellulaire | |
| Où | chloroplastes des cellules vertes, à la lumière | toutes les cellules vivantes, jour et nuit |
| Réaction | 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie lumineuse → glucose + 6 O₂ | glucose + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie utilisable |
| Bilan | stocke l'énergie solaire dans la matière organique | libère cette énergie pour vivre (mouvement, chaleur, croissance) |
Les végétaux, algues et cyanobactéries sont les seuls à capter l'énergie du soleil : ce sont les producteurs. Tous les autres êtres vivants la reçoivent en mangeant : à chaque maillon d'une chaîne alimentaire, environ 90 % de l'énergie est perdue (respiration, chaleur, déchets), 10 % seulement passent au maillon suivant. C'est pourquoi les grands prédateurs sont rares et pourquoi produire 1 kg de bœuf demande bien plus de surface et d'eau que 1 kg de lentilles.
Les énergies renouvelables et le nucléaire
| Solaire | photovoltaïque (électricité) ou thermique (eau chaude) ; coût divisé par 10 depuis 2010 ; nul la nuit |
| Éolien | terrestre ou en mer ; dépend du vent ; paysages, oiseaux |
| Hydraulique | barrages et fil de l'eau ; pilotable, stocke l'énergie ; mais noie des vallées et coupe les rivières ; première renouvelable en France |
| Géothermie | chaleur du sous-sol : chauffage (Bassin parisien) ou électricité (Islande, Guadeloupe) ; continue |
| Biomasse | bois, biogaz, biocarburants ; stockable ; concurrence avec les forêts et les cultures alimentaires |
| Marine | marées (usine de la Rance, 1966), houle, courants |
Le principal défi des renouvelables est l'intermittence : le soleil et le vent ne produisent pas à la demande. Il faut combiner les sources, stocker (barrages, batteries, hydrogène) et adapter la consommation.
Le coût pour la planète : CO₂, pollutions, épuisement
- Changement climatique : la combustion des fossiles émet chaque année plus de 35 milliards de tonnes de CO₂, principal gaz à effet de serre ajouté par l'homme. 1 litre d'essence brûlé = 2,3 kg de CO₂.
- Pollution de l'air : particules fines et oxydes d'azote des moteurs et centrales à charbon, responsables de dizaines de milliers de décès prématurés par an en France.
- Accidents et dégradations : marées noires, fuites de méthane (gaz 30 fois plus réchauffant que le CO₂ sur un siècle), mines à ciel ouvert, déchets nucléaires.
- Épuisement : au rythme actuel, les réserves connues de pétrole et de gaz durent environ 50 ans, celles de charbon plus d'un siècle. Le problème n'est pas d'en manquer, mais d'en brûler trop.
La transition énergétique
La transition énergétique vise à réduire fortement les émissions tout en répondant aux besoins. Elle repose sur trois leviers, dans cet ordre :
- Sobriété : consommer moins (chauffer à 19 °C, moins de voiture, moins d'objets, moins de gaspillage).
- Efficacité : faire autant avec moins (isolation des bâtiments, pompe à chaleur, LED, moteurs efficaces).
- Substitution : remplacer les fossiles par des sources bas carbone (renouvelables, nucléaire), électrifier les transports et le chauffage.
| Accord de Paris (2015) | 195 pays s'engagent à limiter le réchauffement bien en dessous de 2 °C, si possible 1,5 °C |
| France | objectif de neutralité carbone en 2050 : diviser les émissions par 6 ; sortie du charbon, rénovation des logements, fin des voitures thermiques neuves en 2035 (Union européenne) |
| Individu | les postes qui pèsent le plus : voiture, avion, chauffage, viande ; un aller-retour Paris-New York ≈ 2 t de CO₂, soit un an de budget 2050 |
- La consommation mondiale d'énergie croît ; les fossiles (pétrole, charbon, gaz) en fournissent 80 %.
- Les fossiles sont du soleil ancien : photosynthèse → matière organique enfouie des millions d'années ; un stock non renouvelable.
- Photosynthèse (CO₂ + eau + lumière → glucose + O₂) stocke l'énergie ; respiration la libère ; 10 % passent d'un maillon à l'autre.
- Renouvelables (solaire, éolien, hydraulique, géothermie, biomasse) : flux, intermittence, stockage ; nucléaire : bas carbone mais uranium et déchets.
- Combustion → CO₂ et pollutions ; charbon 820 g/kWh contre 11 pour l'éolien ; un Français émet 9 t/an, objectif 2 t en 2050.
- Transition : sobriété, efficacité, substitution ; Accord de Paris 2015, neutralité carbone 2050.
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