Énergie : sources renouvelables et non renouvelables
Rappels de 6e (ressources renouvelables ou non, combustibles fossiles, uranium) ; sources primaires et énergies secondaires ; atouts et limites des fossiles, du nucléaire et des renouvelables ; produire l’électricité avec une turbine et un alternateur ; mix énergétique et mix électrique ; effet de serre, sobriété, efficacité et transition énergétique.
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Des exercices corrigés de physique 5e, du ★ au ★★★ : renouvelable ou non, source primaire ou énergie secondaire, combustion ou fission, filières renouvelables et leurs limites, chaîne énergétique d’une usine d’incinération, parts d’un mix électrique et conversions entre kWh, MWh, GWh et TWh, sobriété, efficacité, effet de serre et effet rebond.
18 exercices, classés par cas comme le cours. Écris ta réponse, puis « Vérifier ».
Cas 1Sources primaires et ressources : renouvelables ou non
Réflexe — telle quelle dans la nature → source primaire ; se reconstitue pendant une vie humaine → renouvelable. Revoir la méthode →
Exercice 1★★★Facile
Écris « renouvelable » ou « non renouvelable ».
Le gaz naturel pompé dans un gisement du Sahara : source .
Combustible fossile, formé en millions d’années : non renouvelable.
Le rayonnement du Soleil reçu par un champ de panneaux : source .
Il nous parvient chaque jour et ne s’épuise pas à l’échelle d’une vie humaine : renouvelable.
La sciure d’une menuiserie, brûlée dans une chaudière : source .
C’est du bois, donc de la biomasse : renouvelable, à condition de replanter les arbres coupés.
Le minerai d’uranium importé du Kazakhstan : source .
Un minerai en quantité limitée : non renouvelable.
L’eau d’un torrent de montagne : source .
Elle est renouvelée par la pluie et la fonte des neiges (cycle de l’eau) : renouvelable.
Le lignite, un charbon brun extrait de mines à ciel ouvert : source .
C’est un charbon, donc un combustible fossile : non renouvelable.
Exercice 2★★★Moyen
Source primaire ou énergie secondaire ? Écris « primaire » ou « secondaire ».
Le vent qui souffle sur une colline : énergie .
Pris tel quel dans la nature : source primaire.
Le courant électrique d’une prise : énergie .
Il a été produit dans une centrale : énergie secondaire.
Le gazole d’une station-service, tiré du pétrole dans une raffinerie : énergie .
Il est fabriqué à partir du pétrole : énergie secondaire.
Le pétrole brut qui sort d’un puits : énergie .
Pas encore transformé : source primaire.
Le charbon de bois d’un barbecue, obtenu en chauffant du bois : énergie .
On le fabrique en chauffant du bois : énergie secondaire (ce n’est pas un charbon fossile).
L’eau chaude d’une source thermale qui jaillit du sous-sol : énergie .
La chaleur du sous-sol est prise telle quelle : source primaire.
Exercice 3★★★Difficile
Raisonne, puis complète avec le mot exact.
L’uranium n’est pas un combustible fossile : c’est un présent dans les roches depuis la formation de la Terre.
L’uranium est un minerai : non renouvelable, mais pas fossile, car il ne vient pas d’êtres vivants.
Le pétrole se forme encore, mais en millions d’années : pendant une vie humaine, son stock ne fait que .
On le consomme bien plus vite qu’il ne se forme : le stock ne fait que diminuer.
Le pétrole provient surtout du marin enfoui au fond des mers.
Du plancton enfoui, transformé pendant des millions d’années.
Charbon, pétrole et gaz naturel se sont formés à partir de restes d’êtres .
Ce sont des combustibles fossiles, issus d’êtres vivants.
Une ville reçoit l’électricité d’un barrage : cette électricité vient d’une source primaire renouvelable, l’.
L’électricité est secondaire ; la source primaire est l’eau du barrage, renouvelée par la pluie.
Cas 2Les énergies fossiles et l’énergie nucléaire
Réflexe — fossile → combustion → dioxyde de carbone ; uranium → fission → déchets radioactifs. Revoir la méthode →
Exercice 4★★★Facile
Complète avec le mot exact.
L’énergie chimique du charbon est libérée par une .
Le charbon brûle : c’est une combustion.
Dans un réacteur nucléaire, des noyaux d’atomes se cassent : c’est la .
C’est la fission : elle libère de l’énergie nucléaire.
Une centrale dont on peut régler la production au moment voulu est dite .
Elle est pilotable, de jour comme de nuit.
Depuis 2001, la France n’a plus de mine d’ : elle importe tout le combustible de ses centrales nucléaires.
La dernière mine d’uranium française a fermé en 2001.
Un combustible formé en millions d’années à partir de restes d’êtres vivants est un combustible .
C’est la définition d’un combustible fossile.
Exercice 5★★★Moyen
Écris ce que chaque installation rejette ou produit de gênant : « dioxyde de carbone » ou « déchets radioactifs ».
Une centrale au charbon :
Le charbon brûle : la combustion rejette du dioxyde de carbone.
Une centrale nucléaire au bord de la Manche :
Pas de combustion, mais la fission laisse des déchets radioactifs.
Une moto à essence :
L’essence, tirée du pétrole, brûle dans le moteur : dioxyde de carbone.
La chaudière au gaz naturel d’un immeuble :
Le gaz naturel est un combustible fossile qui brûle : dioxyde de carbone.
Exercice 6★★★Difficile
Avantages et inconvénients : raisonne, puis complète.
Atout commun du charbon et de l’uranium : beaucoup d’énergie dans une petite de combustible.
Une petite masse de combustible libère beaucoup d’énergie.
Inconvénient commun du charbon et de l’uranium : ce sont des ressources non .
Ce sont des stocks : non renouvelables.
Le dioxyde de carbone renforce l’effet de .
Il renforce l’effet de serre et réchauffe le climat.
Pas de CO₂ pendant la production ne veut pas dire « sans impact » : le nucléaire présente aussi un risque d’.
Un risque d’accident, en plus des déchets radioactifs.
On recueille les gaz qui sortent d’une lampe-tempête à pétrole et on les fait passer dans de l’eau de chaux : elle se .
La combustion du pétrole produit du dioxyde de carbone : l’eau de chaux se trouble.
Cas 3Les sources renouvelables et leurs limites
Réflexe — ressource utilisée → filière → ce qu’elle fournit → sa limite. Revoir la méthode →
Exercice 7★★★Facile
Quelle filière renouvelable utilise chaque installation ? Écris son nom.
Des capteurs qui chauffent l’eau d’une piscine grâce au rayonnement du Soleil : solaire
Ils chauffent de l’eau : solaire thermique.
Un four de boulanger chauffé avec des fagots de bois :
Le bois est de la biomasse.
Des forages qui puisent de l’eau chaude à 1 800 m sous terre pour chauffer des logements :
La chaleur du sous-sol : géothermie.
Un ancien moulin dont la roue tourne quand le bassin, rempli à marée haute, se vide à marée basse : énergie des
Le moulin à marée utilise la mer qui monte puis redescend : énergie des marées.
Des mâts dont les pales tournent au sommet d’une crête :
Le vent fait tourner les pales : éolien.
Exercice 8★★★Moyen
Quelle est la limite ? Complète.
Un panneau photovoltaïque ne produit rien la .
Sans lumière, pas de production : rien la nuit.
Une éolienne s’arrête quand il n’y a pas de .
Sans vent, les pales ne tournent pas.
La biomasse n’est renouvelable que si l’on au rythme où l’on coupe.
Il faut que l’on replante au rythme où l’on coupe.
Barrages et centrales géothermiques ne s’installent pas n’importe où : il leur faut un adapté.
Il faut une vallée, un sous-sol chaud : peu de sites adaptés, c’est leur limite.
En retenant l’eau, un barrage noie une .
Une vallée entière est noyée : renouvelable ne veut pas dire sans impact.
Exercice 9★★★Difficile
Raisonne, puis complète.
La production du solaire et de l’éolien dépend de la météo et de l’heure : on dit qu’elle est .
Elle est intermittente : on ne peut pas la régler au moment voulu.
Dans une centrale solaire à miroirs, la lumière concentrée produit de la qui fait tourner une turbine.
La lumière concentrée chauffe un liquide et produit de la vapeur : c’est l’exception du solaire à turbine.
Les éoliennes et les panneaux demandent du béton et des pour être fabriqués.
Du béton et des métaux : renouvelable ne veut pas dire sans impact.
Le CO₂ rejeté en brûlant du bois est repris par les plantes qui .
Les plantes qui repoussent absorbent du CO₂ en grandissant, à condition de replanter.
Cas 4Produire l’électricité : turbine et alternateur
Réflexe — forme de la source → ce qui fait tourner la turbine → alternateur → énergie électrique ; sauf le photovoltaïque. Revoir la méthode →
Exercice 10★★★Facile
Complète avec le mot exact.
Dans une centrale, l’appareil qui fournit l’énergie électrique est l’.
C’est l’alternateur.
Dans une éolienne, ce sont les que le vent fait tourner.
Le vent pousse les pales, qui entraînent l’alternateur.
Dans une centrale au fioul, l’eau chauffée par la combustion se transforme en .
L’eau est vaporisée : la vapeur fait tourner la turbine.
Dans un barrage, c’est l’ qui descend dans une conduite qui met la machine en rotation.
L’eau qui descend fait tourner la turbine.
La seule installation qui produit de l’électricité sans aucune pièce qui tourne est le panneau .
Le panneau photovoltaïque convertit directement la lumière, sans turbine ni alternateur.
Exercice 11★★★Moyen
Voici la chaîne énergétique d’une usine d’incinération qui brûle des déchets ménagers pour produire de l’électricité. Complète.
Flèche ① : énergie
Les déchets brûlent : ils contenaient de l’énergie chimique.
Flèche ② : énergie
La chaudière fournit de la vapeur chaude : énergie thermique.
Flèche ③ : énergie
La turbine tourne : énergie cinétique.
Flèche ④ : énergie
L’alternateur fournit de l’énergie électrique au réseau.
La chaudière, la turbine et l’alternateur sont des .
Chacun change la forme de l’énergie : ce sont des convertisseurs.
Exercice 12★★★Difficile
Raisonne, puis complète.
Dans une centrale marémotrice, la mer qui monte et descend apporte de l’énergie .
L’eau en mouvement : énergie cinétique.
L’eau retenue en hauteur par un barrage possède de l’énergie de .
Un objet en hauteur possède de l’énergie de position.
Après la turbine, une centrale thermique rejette sa chaleur dans un fleuve, dans la mer ou par une tour de .
Une tour de refroidissement (ou l’eau d’un fleuve, de la mer).
Les cellules d’un parcmètre solaire convertissent directement l’énergie en énergie électrique.
L’énergie lumineuse du Soleil, sans turbine ni alternateur.
Dans une centrale au gaz, la combustion fournit l’énergie qui fait bouillir l’eau de la chaudière.
La combustion libère de l’énergie thermique, qui vaporise l’eau ; la vapeur fait ensuite tourner la turbine.
Cas 5Mix énergétique et mix électrique
Réflexe — parts qui font 100 % ; énergie = total × pourcentage ÷ 100 ; × 1 000 vers l’unité plus petite. Revoir la méthode →
Exercice 13★★★Facile
Calcule chaque part, en pourcentage.
Mix électrique d’une région côtière : hydraulique 22 %, éolien 13 %, solaire 9 %, gaz 56 %. Part renouvelable : %
22 + 13 + 9 = 44 %.
Un mix électrique : nucléaire 71 %, renouvelables 24 %, le reste est fossile. Part fossile : %
100 − 71 − 24 = 5 %.
Un pays produit 41 % de son électricité au charbon et 16 % au gaz. Part fossile : %
41 + 16 = 57 %.
Dans le même pays, part qui n’est pas d’origine fossile : %
100 − 57 = 43 %.
Exercice 14★★★Moyen
Convertis.
3 MWh = kWh
3 × 1 000 = 3 000 kWh.
4 500 kWh = MWh
4 500 ÷ 1 000 = 4,5 MWh.
0,7 TWh = GWh
0,7 × 1 000 = 700 GWh.
2 600 GWh = TWh
2 600 ÷ 1 000 = 2,6 TWh.
Exercice 15★★★Difficile
Une région produit 250 TWh d’électricité par an : nucléaire 60 %, hydraulique 16 %, éolien 12 %, solaire 8 %, gaz 4 %. Complète.
Électricité d’origine nucléaire : TWh
250 × 60 ÷ 100 = 150 TWh.
Électricité d’origine éolienne : TWh
250 × 12 ÷ 100 = 30 TWh.
Électricité produite au gaz : TWh
250 × 4 ÷ 100 = 10 TWh.
Une autre région produit 54 TWh d’hydraulique sur 300 TWh en tout. Part de l’hydraulique : %
54 ÷ 300 × 100 = 18 %.
Cas 6Climat et transition énergétique
Réflexe — moins de besoin → sobriété ; même service, moins d’énergie → efficacité ; source sans fossile → bas carbone. Revoir la méthode →
Exercice 16★★★Facile
Écris le levier de la transition : « sobriété », « efficacité » ou « bas carbone ».
Prendre l’escalier plutôt que l’ascenseur :
On change d’habitude et on se passe de l’ascenseur : sobriété.
Remplacer une vieille chaudière par une chaudière neuve qui consomme moins pour le même confort :
Même confort, moins d’énergie : efficacité.
Faire rouler les bennes à ordures d’une ville au biogaz plutôt qu’au gazole :
On remplace un carburant fossile par du biogaz, tiré de la biomasse : bas carbone.
Isoler la toiture d’une école :
L’école reste aussi chaude en perdant moins de chaleur : efficacité.
Couper le chauffage d’une pièce qui ne sert pas :
On supprime un usage inutile : sobriété.
Exercice 17★★★Moyen
Climat : complète.
Sans effet de serre naturel, la température moyenne de la Terre serait d’environ °C.
Environ −18 °C, au lieu de 15 °C.
L’air contenait environ 280 ppm de CO₂ avant l’ère industrielle et 426 ppm (moyenne mondiale arrondie) en 2025. Hausse : ppm
426 − 280 = 146 ppm.
L’accord sur le climat adopté en 2015 porte le nom d’une ville : l’accord de .
L’accord de Paris, adopté lors de la COP21 (puis signé en 2016).
La France vise la neutralité en 2050.
La neutralité carbone : ne pas rejeter plus que ce que forêts et sols absorbent.
Exercice 18★★★Difficile
Stocker, effet rebond : raisonne, puis complète.
Quand l’électricité est abondante, une STEP l’eau du bassin du bas vers celui du haut.
Elle pompe l’eau vers le haut, pour la turbiner plus tard.
Un foyer remplace ses ampoules par des lampes à DEL, puis laisse la terrasse éclairée toute la nuit : une partie du gain est perdue, c’est l’effet .
C’est l’effet rebond : la lumière laissée allumée reprend une partie de l’économie.
Pour compenser l’intermittence du vent et du Soleil, on garde aussi des centrales .
Des centrales pilotables (nucléaire, gaz, barrages).
La première énergie « propre » est celle que l’on ne pas.
Celle que l’on ne consomme pas : la sobriété passe en premier.
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