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.
À propos de cette page
Six problèmes sur les sources d’énergie : le chauffage d’un chalet, un barrage dans les Alpes, le mix électrique d’une île, le CO₂ rejeté par une voiture sur 350 km, une commune et son parc éolien, et la hausse du CO₂ de l’air mesurée à Mauna Loa.
6 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».
Résoudre un problème : la méthode
Je repère chaque source : primaire ou secondaire, renouvelable ou non, fossile, uranium ou renouvelable.
Je décris comment on en tire l’énergie : combustion, fission, turbine et alternateur, ou conversion directe.
Je calcule dans l’ordre : les parts qui font 100 %, puis total × pourcentage ÷ 100, dans la même unité.
Je juge : un avantage et un inconvénient (CO₂, déchets, intermittence), et le levier de la transition concerné.
Problème 1 · Le chauffage d’un chalet★★★Facile
Un chalet de montagne est chauffé par une chaudière au fioul. L’eau du ballon d’eau chaude est chauffée par un capteur solaire posé sur le toit, et l’électricité arrive par le réseau.
1. Le fioul est tiré du pétrole dans une raffinerie : est-ce une source primaire ou une énergie secondaire ? Énergie
Il est fabriqué à partir du pétrole : énergie secondaire.
2. Le pétrole dont il est tiré est-il « renouvelable » ou « non renouvelable » ?
Un combustible fossile formé en millions d’années : non renouvelable.
3. Quel gaz à effet de serre la chaudière rejette-t-elle en brûlant le fioul ?
La combustion du fioul rejette du dioxyde de carbone.
4. Le capteur du toit est-il un capteur solaire « thermique » ou « photovoltaïque » ?
Il chauffe l’eau du ballon : capteur solaire thermique.
5. Les propriétaires décident de ne plus chauffer les chambres quand personne ne les occupe. Quel levier de la transition est-ce ?
On réduit le besoin en changeant ses habitudes : sobriété.
Problème 2 · Le barrage de montagne★★★Moyen
Dans les Alpes, un barrage retient un lac 600 m au-dessus d’une centrale. L’eau descend dans une conduite forcée et fait tourner une turbine. On ouvre les vannes en quelques minutes quand le réseau a besoin d’électricité.
1. La source primaire utilisée est-elle « renouvelable » ou « non renouvelable » ?
L’eau du lac est renouvelée par la pluie et la fonte des neiges : renouvelable.
2. Quelle forme d’énergie possède l’eau retenue dans le lac ? Énergie de
Elle est en hauteur : énergie de position.
3. En descendant dans la conduite, cette énergie est convertie en énergie .
L’eau prend de la vitesse : énergie cinétique.
4. Quel appareil convertit le mouvement de la turbine en énergie électrique ? L’
L’alternateur, entraîné par la turbine.
5. On règle la production au moment voulu : elle est .
Elle est pilotable, contrairement à celle d’une éolienne.
Problème 3 · Le mix électrique d’une île★★★Moyen
Une île produit 1 200 GWh d’électricité par an : centrale au fioul 48 %, solaire 20 %, biomasse 15 %, éolien 10 %, géothermie 7 %.
1. Quelle est la part renouvelable de ce mix ? %
20 + 15 + 10 + 7 = 52 %.
2. Quelle énergie la centrale au fioul produit-elle ? GWh
1 200 × 48 ÷ 100 = 576 GWh.
3. Quelle énergie la géothermie produit-elle ? GWh
1 200 × 7 ÷ 100 = 84 GWh.
4. L’île double sa production géothermique et produit d’autant moins au fioul. Nouvelle production au fioul : GWh
La géothermie produit 84 GWh de plus : 576 − 84 = 492 GWh.
5. Quelle est alors la part du fioul dans le mix ? %
492 ÷ 1 200 × 100 = 41 %.
Problème 4 · Un trajet en voiture★★★Moyen
Une voiture consomme 6 L d’essence pour 100 km. Elle fait un trajet de 350 km. On admet qu’un litre d’essence brûlé rejette environ 2,3 kg de dioxyde de carbone.
1. De quel combustible fossile l’essence est-elle tirée ? Du
L’essence est tirée du pétrole dans une raffinerie.
2. Quel volume d’essence la voiture consomme-t-elle pour le trajet ? L
350 km = 3,5 × 100 km : 6 × 3,5 = 21 L.
3. Quelle masse de dioxyde de carbone rejette-t-elle ? kg
21 × 2,3 = 48,3 kg de dioxyde de carbone.
4. Trois collègues font le trajet ensemble dans cette voiture. Masse de CO₂ par personne : kg
48,3 ÷ 3 = 16,1 kg par personne.
5. Covoiturer, c’est changer ses habitudes pour faire moins de trajets. Quel levier de la transition est-ce ?
On réduit le besoin de trajets : sobriété.
Problème 5 · Une commune et son parc éolien★★★Difficile
Une commune consomme 30 GWh d’électricité par an. Elle fait construire un parc éolien qui produit en moyenne 26 GWh par an : beaucoup les jours de vent, rien par temps calme.
1. Quelle part de la consommation annuelle le parc produit-il, arrondie à l’unité ? %
26 ÷ 30 × 100 ≈ 86,7 : environ 87 %.
2. Combien de GWh manque-t-il chaque année pour égaler la consommation ? GWh
30 − 26 = 4 GWh.
3. Même avec 30 GWh produits par an, la commune aurait besoin du réseau, car la production éolienne est .
Elle est intermittente : rien par temps calme, alors que la consommation existe à toute heure.
4. Pour garder le surplus des jours de vent, on peut le stocker dans une STEP ou dans des .
Dans des batteries, sous forme chimique, ou dans une STEP, en remontant de l’eau.
5. Le parc produit sans combustible fossile. Quel levier de la transition est-ce ?
On remplace les fossiles par une source bas carbone.
Problème 6 · Le CO₂ de l’air★★★Difficile
L’observatoire de Mauna Loa, à Hawaï, mesure le CO₂ de l’air depuis 1958 (NOAA, moyennes annuelles arrondies) : 317 ppm en 1960, 339 ppm en 1980, 370 ppm en 2000, 414 ppm en 2020 et 427 ppm en 2025. Avant l’ère industrielle, l’air en contenait environ 280 ppm. (« ppm » : molécules de CO₂ pour un million de molécules d’air.)
1. De combien la teneur a-t-elle augmenté entre 1960 et 2020 ? ppm
414 − 317 = 97 ppm.
2. Hausse entre 1960 et 1980 : ppm
339 − 317 = 22 ppm.
3. Hausse entre 2000 et 2020 : ppm
414 − 370 = 44 ppm.
4. La hausse de 2000 à 2020 est fois celle de 1960 à 1980.
44 ÷ 22 = 2 : la hausse s’accélère.
5. Ce CO₂ en plus vient surtout de la des combustibles fossiles.
La combustion du charbon, du pétrole et du gaz rejette du CO₂.
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