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Collège · 5ᵉ · Physique

Sources d'énergie et ressources

Énergies renouvelables et non renouvelables, enjeux environnementaux

À propos de cette page
Ce cours de physique en cinquième sur « Sources d'énergie et ressources » suit le programme officiel de physique de cinquième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Sources primaires et énergies secondaires, Renouvelable ou non renouvelable ?, Les sources fossiles et leurs limites, L'énergie nucléaire. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de cinquième à réussir en physique.
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Sources primaires et énergies secondaires

Définitions. Une source primaire d'énergie est prélevée directement dans la nature : charbon, pétrole, gaz, uranium, vent, soleil, eau, bois, chaleur du sous-sol. Une énergie secondaire est obtenue par transformation d'une source primaire.
Attention ! L'électricité n'est pas une source d'énergie : c'est une énergie secondaire, un moyen très pratique de transporter l'énergie d'un lieu de production vers un lieu d'utilisation. Il faut toujours une source primaire en amont.
Exemple. Dans une prise électrique, l'énergie provient en réalité de l'uranium d'une centrale nucléaire, du vent d'un parc éolien ou de l'eau d'un barrage, selon l'origine du courant à cet instant.
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Renouvelable ou non renouvelable ?

Définitions. Une source est renouvelable si elle se reconstitue à l'échelle d'une vie humaine (soleil, vent, eau, bois replanté, chaleur du sous-sol, marées). Elle est non renouvelable si son stock met des millions d'années à se reformer : charbon, pétrole, gaz naturel, uranium.
SourceTypeOrigine
Pétrolenon renouvelablefossile
Charbonnon renouvelablefossile
Gaz naturelnon renouvelablefossile
Uraniumnon renouvelableminerai
Soleilrenouvelablerayonnement
Ventrenouvelablemouvement de l'air
Eau des rivièresrenouvelablecycle de l'eau
Boisrenouvelable si replantébiomasse
Astuce. Renouvelable ne veut pas dire illimité à tout instant : il n'y a pas de vent en permanence, ni de soleil la nuit. Cela signifie que la ressource se reconstitue.
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Les sources fossiles et leurs limites

Définition. Les énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) proviennent de la décomposition d'organismes vivants enfouis il y a des millions d'années. On en libère l'énergie par combustion.
AvantageInconvénient
forte énergie pour une faible massestocks limités, non renouvelables
faciles à transporter et à stockerla combustion produit du dioxyde de carbone
technologies bien maîtriséespolluants rejetés dans l'atmosphère
Attention ! Toute combustion d'un combustible fossile produit du dioxyde de carbone. Ce gaz renforce l'effet de serre de l'atmosphère, ce qui contribue au réchauffement climatique.
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L'énergie nucléaire

Principe. Dans une centrale nucléaire, la fission de noyaux d'uranium dégage une grande quantité d'énergie thermique. Celle-ci sert à vaporiser de l'eau ; la vapeur fait tourner une turbine reliée à un alternateur.
AvantageInconvénient
pas de dioxyde de carbone émis lors de la productiondéchets radioactifs à gérer sur très longue durée
très grande énergie pour peu de combustibleuranium non renouvelable
production stable et pilotablerisque d'accident, démantèlement coûteux
Exemple. En France, environ deux tiers de l'électricité produite est d'origine nucléaire : c'est la première source du mix électrique national.
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Les sources renouvelables

SourceCe qui est utiliséLimite principale
hydrauliquel'eau retenue par un barragesites adaptés peu nombreux
éolienle vent qui fait tourner les palesproduction irrégulière
solaire photovoltaïquela lumière convertie en électricitérien la nuit, moins par temps couvert
solaire thermiquele rayonnement qui chauffe de l'eauchauffage seulement, pas d'électricité
biomassebois, déchets végétaux, biogazrenouvelable seulement si l'on replante
géothermiela chaleur du sous-solforages profonds, sites limités
Attention ! Le panneau photovoltaïque produit de l'électricité à partir de la lumière ; le panneau solaire thermique ne produit que de l'eau chaude. Les deux se ressemblent sur un toit mais n'ont pas la même fonction.
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Produire de l'électricité : un schéma presque toujours le même

Point commun. Dans presque toutes les centrales, c'est un alternateur entraîné par une turbine qui produit l'électricité. Seule la manière de faire tourner la turbine change : vapeur, chute d'eau, vent.
Attention ! Le photovoltaïque est l'exception : il n'y a ni turbine ni alternateur. La lumière est convertie directement en énergie électrique dans les cellules du panneau.
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Enjeux environnementaux et sobriété

Mix énergétique. C'est la répartition des différentes sources utilisées dans un pays. Il varie fortement d'un pays à l'autre selon les ressources disponibles et les choix politiques.
GesteEffet
baisser le chauffage de 1 °Créduit nettement la consommation de l'habitation
isoler les murs et les combleslimite les transferts thermiques vers l'extérieur
remplacer les ampoules par des LEDmême éclairage pour bien moins d'énergie
privilégier les transports en communmoins de carburant fossile par personne transportée
Astuce. Retiens la hiérarchie : la première énergie « propre » est celle qu'on ne consomme pas ; vient ensuite le choix d'une source à faibles émissions.
En bref
  • Source primaire : prélevée dans la nature. L'électricité n'est pas une source : c'est une énergie secondaire.
  • Non renouvelables : charbon, pétrole, gaz naturel, uranium. Renouvelables : soleil, vent, eau, biomasse, géothermie, marées.
  • Les combustibles fossiles libèrent leur énergie par combustion et émettent du dioxyde de carbone, gaz à effet de serre.
  • Le nucléaire n'émet pas de CO2 à la production mais produit des déchets radioactifs ; l'uranium n'est pas renouvelable.
  • Presque toutes les centrales utilisent une turbine + alternateur ; le photovoltaïque est l'exception.
  • Le mix énergétique décrit la répartition des sources d'un pays.
  • La meilleure énergie reste celle qu'on ne consomme pas : isolation, sobriété, appareils efficaces.
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