Sources d'énergie et ressources

Exercice 1 — Vocabulaire et classification (4 pts)
1. Définition d'une énergie fossile (2 pts)
Une énergie fossile est un combustible issu de la décomposition lente de matières organiques (végétaux, animaux) enfouies dans le sol pendant des millions d'années, sous l'effet de la pression et de la chaleur.
Deux exemples attendus parmi :

• le pétrole
• le gaz naturel
• le charbon

Justification : Ces ressources sont dites « fossiles » car elles proviennent d'êtres vivants fossilisés ; elles sont non renouvelables car leur reconstitution prend plusieurs centaines de millions d'années.

2. Classement renouvelable / non renouvelable (2 pts)

Renouvelable	Non renouvelable
Énergie éolienne Biomasse Énergie solaire	Charbon Uranium Gaz naturel

Justification : Une source est renouvelable si elle se reconstitue naturellement à l'échelle humaine (vent, Soleil, matière organique replantée). Le charbon, l'uranium et le gaz naturel ont des réserves limitées et ne se renouvellent pas à cette échelle.

Exercice 2 — Le mix électrique français (4 pts)
1. Principale source d'électricité en France et principe de fonctionnement (1,5 pt)
La principale source est l'énergie nucléaire (environ 70 % de l'électricité produite en France).
Principe : Dans une centrale nucléaire, des noyaux d'uranium subissent la fission (division du noyau) ; cette réaction libère une très grande quantité de chaleur. Cette chaleur transforme de l'eau en vapeur qui fait tourner une turbine reliée à un alternateur, produisant ainsi de l'électricité.

2. Un avantage et un inconvénient (1,5 pt)

• Avantage : L'énergie nucléaire émet très peu de CO₂ lors de son fonctionnement (énergie dite « bas-carbone ») et fournit une électricité abondante et stable.
• Inconvénient : Elle produit des déchets radioactifs qui restent dangereux pendant des dizaines à des centaines de milliers d'années et dont le stockage à long terme pose un problème majeur.

Autres inconvénients acceptés : risque d'accident grave (Tchernobyl, Fukushima), dépendance à l'uranium (ressource non renouvelable).

3. Deux sources renouvelables dans le mix électrique français (1 pt)
Deux réponses attendues parmi :

• L'énergie hydraulique (barrages) — deuxième source d'électricité en France
• L'énergie éolienne
• L'énergie solaire (photovoltaïque)
• La biomasse

Exercice 3 — Calculs énergétiques (5 pts)
1. Énergie consommée par une lampe de 15 W en une semaine (2 pts)
Données : P = 15 W ; durée quotidienne = 8 h ; durée = 7 jours
Étapes :
Durée totale = 8 h × 7 = 56 heures
Énergie = P × t = 15 W × 56 h = 840 Wh
Conversion : 840 Wh ÷ 1 000 = 0,84 kWh
Rappel de la formule : E (en Wh) = Puissance (W) × temps (h). Pour convertir en kWh, on divise par 1 000.

2. Énergie produite par une centrale éolienne de 1,5 MW (1,5 pt)
Données : P = 1,5 MW ; t = 1 800 h/an
Calcul :
E = P × t = 1,5 MW × 1 800 h = 2 700 MWh
Justification : On applique la formule E = P × t en gardant les unités cohérentes (MW × h = MWh).

3. Conversion de 5 kWh en joules (1,5 pt)
Donnée : 1 kWh = 3 600 000 J
Calcul :
5 kWh = 5 × 3 600 000 = 18 000 000 J (soit 1,8 × 10⁷ J)
Justification : On multiplie le nombre de kWh par le facteur de conversion 3 600 000 J/kWh.

Exercice 4 — Impact environnemental (4 pts)
1. L'effet de serre et son rôle indispensable (2 pts)
L'effet de serre est un phénomène naturel par lequel certains gaz de l'atmosphère (dioxyde de carbone CO₂, méthane CH₄, vapeur d'eau…) laissent passer le rayonnement solaire entrant mais retiennent une partie du rayonnement infrarouge renvoyé par la surface de la Terre.
Pourquoi est-il nécessaire ? Sans l'effet de serre naturel, la température moyenne sur Terre serait d'environ −18 °C au lieu de +15 °C actuellement. Ce phénomène maintient donc les conditions thermiques indispensables à la vie telle que nous la connaissons.

2. Amplification par les fossiles et conséquences (2 pts)
La combustion des énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) libère de grandes quantités de CO₂ dans l'atmosphère. Ce surplus de gaz à effet de serre amplifie l'effet de serre naturel et provoque un réchauffement climatique global.
Deux conséquences attendues parmi :

• Montée du niveau des mers due à la fonte des glaces polaires et des glaciers, menaçant les zones côtières.
• Multiplication des événements climatiques extrêmes : sécheresses, inondations, tempêtes plus intenses.
• Perturbation des écosystèmes et perte de biodiversité (espèces incapables de s'adapter).
• Pollution de l'air (particules fines, oxydes d'azote) affectant la santé humaine.

Exercice 5 — Transition énergétique (3 pts)
1. Définition de la transition énergétique (1 pt)
La transition énergétique désigne le passage progressif d'un système énergétique reposant principalement sur les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) vers un système fondé sur les énergies renouvelables et les économies d'énergie, dans le but de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de préserver les ressources naturelles.

2. Deux actions individuelles pour réduire sa consommation d'énergie (1 pt)
Deux réponses attendues parmi :

• Éteindre les appareils électriques en veille (télévision, box internet…).
• Privilégier les transports doux ou collectifs (vélo, marche, transports en commun) plutôt que la voiture individuelle.
• Bien isoler son logement pour réduire le chauffage.
• Choisir des appareils électroménagers à faible consommation (classe A).
• Réduire la consommation de viande (l'élevage produit du méthane, puissant gaz à effet de serre).

3. L'accord de 2015 et son objectif (1 pt)
Il s'agit des Accords de Paris (signés lors de la COP21 en décembre 2015).
Objectif principal : Limiter le réchauffement climatique global à +2 °C par rapport aux niveaux préindustriels (et si possible à +1,5 °C) en réduisant les émissions mondiales de gaz à effet de serre.