Ressources · 6ᵉ · Physique
Énergie : formes, conversions et ressources
À quoi sert l’énergie ; les sept formes d’énergie, stockées ou de transfert ; convertisseurs et chaîne énergétique ; ressources renouvelables ou non, énergie du Soleil, conséquences sur l’environnement et économies d’énergie
À propos de cette page
Les formes d’énergie
Se déplacer, se chauffer, s’éclairer, faire fonctionner un appareil, et tout simplement vivre : tout cela demande de l’énergie. On la rencontre sous plusieurs formes, qu’il faut savoir reconnaître et nommer.
• Il existe sept formes d’énergie au programme : énergie de pesanteur (liée à l’altitude), cinétique (liée au mouvement), chimique, thermique, électrique, lumineuse et nucléaire.
• Les énergies de pesanteur, cinétique, chimique, nucléaire et thermique peuvent être stockées. Les énergies électrique et lumineuse sont des énergies de transfert : elles font passer l’énergie d’un objet à un autre.
• La Terre reçoit de l’énergie du Soleil par la lumière qu’il émet.
Les sept formes d’énergie
| Forme d’énergie | Elle est liée à… | Exemples |
|---|---|---|
| de pesanteur | l’altitude : un objet placé en hauteur | l’eau retenue en haut d’un barrage, un wagon arrêté en haut d’une montagne russe |
| cinétique | le mouvement | le vent, une rivière qui coule, une voiture qui roule |
| chimique | la matière qui peut brûler ou réagir | les aliments, l’essence, le bois, le gaz, une pile |
| thermique | ce qui est chaud | l’eau chaude, une flamme, l’air chaud d’un radiateur |
| électrique | le courant électrique | le courant dans les fils d’un circuit |
| lumineuse | la lumière | la lumière du Soleil, celle d’une lampe |
| nucléaire | le noyau des atomes | l’uranium des centrales nucléaires, le cœur du Soleil |
Pour un même objet : plus il est haut, plus son énergie de pesanteur est grande ; plus il va vite, plus son énergie cinétique est grande. L’énergie de pesanteur s’appelait aussi « énergie de position ».
Énergies stockées, énergies de transfert
| Énergies qui peuvent être stockées | Énergies de transfert |
|---|---|
| pesanteur (l’eau d’un barrage attend en hauteur), cinétique (un volant d’inertie qui tourne), chimique (une pile au fond d’un tiroir, une bûche), nucléaire (l’uranium), thermique (l’eau chaude d’un ballon d’eau chaude) | électrique (elle n’existe que pendant que le courant circule), lumineuse (la lumière transporte l’énergie du Soleil jusqu’à la Terre) |
Une batterie de téléphone « chargée » ne contient pas d’électricité en réserve : elle stocke de l’énergie chimique, qu’elle convertit en énergie électrique quand on l’utilise.
L’énergie reçue du Soleil
Au cœur du Soleil, des réactions nucléaires libèrent une énorme quantité d’énergie. La Terre en reçoit une partie par la lumière : cette énergie lumineuse chauffe le sol, l’air et les océans, et les plantes l’utilisent pour fabriquer leur propre matière (c’est la photosynthèse). Sans l’énergie du Soleil, il n’y aurait pas de vie sur Terre.
Je prévois, je teste, j’observe, je conclus. Je prévois : « une bille lâchée de plus haut creusera un trou plus profond dans le sable ». Je teste en lâchant la même bille de 20 cm, puis de 60 cm. J’observe : le trou est plus profond pour 60 cm. Je conclus : plus la bille est haute au départ, plus elle a d’énergie de pesanteur.
Une pomme en haut d’un pommier possède de l’énergie de pesanteur ; quand elle tombe, elle prend de la vitesse et possède de l’énergie cinétique.
Un croissant contient de l’énergie chimique : le corps la libère en le digérant.
Une ampoule allumée émet de l’énergie lumineuse : c’est une énergie de transfert, on ne peut pas mettre la lumière en réserve dans une boîte.
Réflexe — pour nommer une forme d’énergie, je me pose les questions dans l’ordre : l’objet est-il en hauteur ? en mouvement ? chaud ? peut-il brûler ou réagir ? est-ce du courant ou de la lumière ?
Attention — on ne dit pas « énergie de chaleur » mais énergie thermique ; et un même objet peut avoir plusieurs formes d’énergie à la fois : un avion qui vole possède de l’énergie de pesanteur (il est haut) et de l’énergie cinétique (il avance).
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Convertisseurs et chaîne énergétique
L’énergie ne sert que si elle change de forme ou passe d’un objet à un autre : c’est le rôle des convertisseurs.
• Une chaîne énergétique se dessine de haut en bas (ou de gauche à droite) : le réservoir qui stocke l’énergie (dans un ovale), le ou les convertisseurs (dans un rectangle), puis ce qui reçoit l’énergie à la fin (dans un ovale) ; chaque flèche porte le nom de la forme d’énergie transférée.
• On emploie un langage rigoureux : « au cours de la chute d’un objet, son énergie de pesanteur est convertie en énergie cinétique ». L’énergie n’est jamais « fabriquée à partir de rien ».
• Un convertisseur fournit souvent plusieurs formes à la fois : une lampe éclaire et chauffe un peu.
Des convertisseurs à connaître
| Dispositif | Énergie reçue | Énergie fournie |
|---|---|---|
| Moulin à eau | cinétique de l’eau qui tombe ou qui coule | cinétique de la roue qui tourne (et de la meule) |
| Éolienne | cinétique du vent | électrique |
| Centrale hydroélectrique | de pesanteur de l’eau du barrage, convertie en cinétique dans la chute | électrique |
| Pile | chimique (stockée dans la pile) | électrique |
| Moteur électrique | électrique | cinétique (et un peu thermique : il chauffe) |
| Lampe | électrique | lumineuse (et thermique) |
| Panneau photovoltaïque | lumineuse | électrique |
| Radiateur électrique | électrique | thermique |
| Moteur à essence | chimique (l’essence) | cinétique (et thermique) |
Représenter une chaîne énergétique
Pour la pile et le moteur, on dit : « l’énergie chimique de la pile est convertie en énergie électrique, transférée au moteur, qui la convertit en énergie cinétique ». Pour la centrale : l’eau retenue en hauteur possède de l’énergie de pesanteur ; en descendant dans une conduite, elle prend de la vitesse (énergie cinétique) ; elle fait tourner une turbine reliée à un alternateur, qui la convertit en énergie électrique. Une centrale nucléaire suit une chaîne plus longue : énergie nucléaire de l’uranium → énergie thermique (l’eau est vaporisée) → énergie cinétique (la vapeur fait tourner une turbine) → énergie électrique (alternateur).
Je prévois, je teste, j’observe, je conclus. Avec une petite roue à aubes, je prévois : « si l’eau tombe de plus haut, la roue tournera plus vite ». Je teste en versant le même verre d’eau de deux hauteurs différentes. J’observe : la roue tourne plus vite quand l’eau tombe de plus haut. Je conclus : plus l’eau part de haut, plus elle a d’énergie de pesanteur, convertie en énergie cinétique pendant la chute.
Grille-pain. Il reçoit de l’énergie électrique et fournit de l’énergie thermique : c’est un convertisseur. Chaîne : prise (réseau électrique) → énergie électrique → grille-pain → énergie thermique → tranche de pain.
Lampe torche à dynamo. En tournant la manivelle, l’énergie cinétique de la manivelle est convertie en énergie électrique, stockée dans la batterie sous forme chimique ; plus tard, la lampe convertit l’énergie électrique en énergie lumineuse.
Phrase rigoureuse. « Dans une éolienne, l’énergie cinétique du vent est convertie en énergie électrique. » — et non « l’éolienne fabrique de l’électricité avec rien ».
Réflexe — pour une chaîne énergétique, je réponds à trois questions : d’où vient l’énergie (le réservoir) ? quel objet change sa forme (le convertisseur) ? sous quelle forme sort-elle ? Puis j’écris la phrase « l’énergie … est convertie en énergie … ».
Attention — dans une chaîne, les objets (pile, moteur, lampe) vont dans les cases et les formes d’énergie sur les flèches : on n’écrit jamais « électrique » dans une case ni « moteur » sur une flèche.
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Les ressources en énergie
Pour se chauffer, se déplacer ou produire de l’électricité, on puise l’énergie dans la nature : ce sont les ressources en énergie. Certaines se renouvellent, d’autres s’épuisent.
• Elle est renouvelable si elle se reconstitue à l’échelle d’une vie humaine (Soleil, vent, eau, bois si l’on replante). Elle est non renouvelable si c’est un stock formé en des millions d’années, qui diminue quand on l’utilise (pétrole, charbon, gaz naturel, uranium).
• L’électricité et le dihydrogène ne se puisent pas tout faits dans la nature : on les fabrique à partir d’une ressource.
• Utiliser une ressource a des conséquences sur l’environnement : gaz à effet de serre, déchets… D’où l’intérêt d’économiser l’énergie et de vérifier ses sources d’information.
Renouvelables ou non ?
| Ressources renouvelables | Ressources non renouvelables |
|---|---|
| Soleil (panneaux solaires), vent (éoliennes), eau des rivières et des barrages, marées, bois et déchets végétaux (si l’on replante ce que l’on coupe), chaleur du sous-sol (géothermie) | pétrole, charbon, gaz naturel : les combustibles fossiles, formés en millions d’années à partir de restes d’êtres vivants ; uranium : le combustible des centrales nucléaires, un minerai en quantité limitée |
Le dihydrogène est aujourd’hui fabriqué en très grande majorité à partir de combustibles fossiles (surtout le gaz naturel) ; on sait aussi le fabriquer à partir d’eau et d’électricité. Comme l’électricité, il sert à transporter ou stocker l’énergie : il n’est « propre » que si sa fabrication l’est.
Presque tout vient du Soleil
Le vent naît parce que le Soleil chauffe inégalement l’air ; l’eau des rivières vient de la pluie, après l’évaporation de l’eau des océans par le Soleil ; le bois pousse grâce à la lumière (photosynthèse) ; le pétrole et le charbon viennent d’êtres vivants qui ont, eux aussi, grandi grâce au Soleil. Trois exceptions : l’uranium (présent dans les roches depuis la formation de la Terre), la chaleur du sous-sol (due surtout à la radioactivité des roches) et les marées (dues à la Lune et au Soleil).
D’où vient l’électricité en France ?
Production d’électricité en France métropolitaine en 2025 (source : RTE, Bilan électrique 2025, valeurs arrondies). Le nucléaire en fournit plus des deux tiers ; les ressources renouvelables (eau, vent, Soleil, bioénergies) environ 27 % ; les centrales au gaz, au charbon et au fioul un peu plus de 3 %. Mais l’électricité n’est qu’une partie de l’énergie consommée : en 2024, le pétrole, le gaz et le charbon couvraient encore 56 % de l’énergie utilisée en France (calcul de RTE à partir des données du ministère, SDES), et dans le monde, en 2023, les combustibles fossiles fournissaient 80 % de l’énergie consommée (Agence internationale de l’énergie).
Les conséquences sur l’environnement
| Ressource | Une conséquence de son utilisation |
|---|---|
| pétrole, charbon, gaz naturel | leur combustion rejette du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre : c’est la principale cause du réchauffement climatique |
| uranium | les centrales ne rejettent presque pas de dioxyde de carbone, mais produisent des déchets radioactifs, dangereux pendant des milliers d’années pour certains |
| bois | renouvelable seulement si l’on replante ; brûlé dans une cheminée ouverte, il pollue l’air (fumées) |
| Soleil, vent | pas de fumée en fonctionnement, mais une production qui dépend de la météo et de la nuit |
Économiser l’énergie
- Éteindre la lumière en quittant une pièce et ne pas laisser les appareils en veille : en veille, ils consomment encore un peu d’électricité.
- Chauffer à 19 °C les pièces où l’on vit : baisser la température de 1 °C, c’est environ 7 % d’énergie de chauffage en moins (ADEME).
- Isoler les murs et les fenêtres, fermer les portes donnant sur l’extérieur.
- Marcher, pédaler, prendre les transports en commun.
- Choisir des appareils bien classés : depuis 2021, l’étiquette énergie va de A (le plus économe) à G.
Exercer son esprit critique
Avant de croire un chiffre sur l’énergie, je vérifie : qui le donne (un organisme officiel comme RTE, le ministère ou l’Agence internationale de l’énergie, ou un vendeur qui a intérêt à le gonfler ?), de quelle année il date, et de quoi il parle (l’électricité seule ou toute l’énergie ? la France ou le monde ?).
Le gaz naturel d’une chaudière : ressource non renouvelable (fossile) ; sa combustion rejette du dioxyde de carbone.
Les marées de l’usine de la Rance, en Bretagne : ressource renouvelable, la mer monte et descend deux fois par jour environ.
Esprit critique. Un site affirme « la France produit son électricité surtout avec du charbon ». Je compare avec RTE : en 2025, le charbon a produit 0,1 % de l’électricité française. L’affirmation est fausse.
Réflexe — pour classer une ressource, je me demande : se reconstitue-t-elle pendant une vie humaine ? Oui : renouvelable. Non, c’est un stock qui diminue : non renouvelable.
Attention — « renouvelable » ne veut pas dire « sans aucun impact », et l’électricité n’est ni renouvelable ni non renouvelable en elle-même : tout dépend de la ressource utilisée pour la produire.
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Pour aller plus loin
Mesurer l’énergie : le joule et le kilowattheure. L’unité officielle de l’énergie est le joule (J) ; les factures d’électricité utilisent le kilowattheure (kWh), et l’énergie consommée par un appareil se calcule à partir de sa puissance et de sa durée de fonctionnement. Ces calculs se font au cycle 4 : voir « Énergie électrique : E = P × t et kilowattheure ».
L’énergie se conserve. Un convertisseur ne crée ni ne détruit d’énergie : ce qu’il reçoit se retrouve dans ce qu’il fournit, une partie étant « perdue » pour l’usage voulu, le plus souvent sous forme thermique (un moteur qui chauffe). Cette idée de conservation et de dissipation se travaille en 5e : voir « Énergie : formes, conversions et chaînes énergétiques ».
Produire l’électricité, mix énergétique. Le fonctionnement détaillé des centrales et la part de chaque ressource se reprennent en 5e (« Énergie : sources renouvelables et non renouvelables ») et en 3e (« Électricité : produire dans une centrale »).
Électricité. La pile, la photopile, la lampe et le moteur dans un circuit : voir « Électricité : le circuit électrique à une boucle ».
- L’énergie sert à vivre, se déplacer, se chauffer, s’éclairer et faire fonctionner les objets.
- Sept formes : de pesanteur (altitude), cinétique (mouvement), chimique, thermique, électrique, lumineuse, nucléaire. Électrique et lumineuse sont des énergies de transfert ; les autres peuvent être stockées.
- Un convertisseur change la forme de l’énergie ; on le dit avec rigueur : « l’énergie … est convertie en énergie … ».
- Chaîne énergétique : réservoir (ovale) → convertisseur (rectangle) → ce qui reçoit l’énergie (ovale), la forme d’énergie étant écrite sur chaque flèche.
- Renouvelables (à l’échelle d’une vie humaine) : Soleil, vent, eau, bois replanté, géothermie. Non renouvelables : pétrole, charbon, gaz naturel, uranium. L’électricité et le dihydrogène sont fabriqués.
- Les fossiles rejettent du dioxyde de carbone (effet de serre), le nucléaire des déchets radioactifs : on économise l’énergie et on vérifie qui donne un chiffre, et de quelle année.
Questions fréquentes
Quelles sont les formes d’énergie à connaître en 6e ?
Sept formes : l’énergie de pesanteur (liée à l’altitude), cinétique (liée au mouvement), chimique (aliments, carburants, piles), thermique (ce qui est chaud), électrique, lumineuse et nucléaire. Toutes peuvent être stockées, sauf l’énergie électrique et l’énergie lumineuse, qui sont des énergies de transfert.
Qu’est-ce qu’un convertisseur d’énergie ?
Un objet qui reçoit de l’énergie sous une forme et la fournit sous une autre : une lampe convertit l’énergie électrique en énergie lumineuse, une éolienne convertit l’énergie cinétique du vent en énergie électrique, un moteur convertit l’énergie électrique en énergie cinétique.
Comment représenter une chaîne énergétique ?
On place le réservoir d’énergie dans un ovale, chaque convertisseur dans un rectangle et ce qui reçoit l’énergie à la fin dans un ovale ; sur chaque flèche, on écrit la forme d’énergie transférée. Exemple : pile → énergie électrique → moteur → énergie cinétique → hélice.
Quelle est la différence entre une ressource renouvelable et non renouvelable ?
Une ressource renouvelable se reconstitue à l’échelle d’une vie humaine : Soleil, vent, eau, bois si l’on replante. Une ressource non renouvelable est un stock formé en des millions d’années, qui s’épuise : pétrole, charbon, gaz naturel, uranium.
Pourquoi faut-il économiser l’énergie ?
Parce que les ressources fossiles s’épuisent et que leur combustion rejette du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique. Gestes simples : éteindre les appareils plutôt que les laisser en veille, chauffer à 19 °C, isoler, marcher ou pédaler.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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