Lycée · Terminale · Enseignement scientifique
Les enjeux contemporains de l'énergie
Production, conversion, stockage et choix énergétiques face au défi climatique (programme de Tle, thème « Science, climat et société »).
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Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
L'énergie se mesure en :
- A. Watt (W)
- B. Joule (J)
- C. Volt (V)
- D. Ampère (A)
Réponse
B. Joule (J) — L'énergie se mesure en joules (J) ; le watt est l'unité de puissance, soit une énergie par seconde.
Le principe fondamental concernant l'énergie est qu'elle :
- A. Se crée à partir de rien
- B. Se conserve : ni créée ni détruite
- C. Disparaît à chaque conversion
- D. Augmente à chaque transfert
Réponse
B. Se conserve : ni créée ni détruite — L'énergie se conserve : elle ne peut être que transférée ou convertie d'une forme à une autre.
L'énergie disponible dans la nature avant transformation est l'énergie :
- A. Finale
- B. Primaire
- C. Utile
- D. Perdue
Réponse
B. Primaire — L'énergie primaire (pétrole brut, vent, soleil) est celle disponible avant toute conversion.
Le rendement d'une conversion énergétique est :
- A. Toujours supérieur à 1
- B. Toujours inférieur à 1
- C. Égal à 1
- D. Négatif
Réponse
B. Toujours inférieur à 1 — À cause des pertes (surtout thermiques), le rendement est toujours strictement inférieur à 1.
Les pertes lors d'une conversion d'énergie se font surtout sous forme :
- A. De lumière
- B. De chaleur dégradée
- C. D'électricité
- D. De son
Réponse
B. De chaleur dégradée — L'essentiel des pertes part en chaleur (effet Joule, frottements, fumées chaudes).
Parmi ces sources, laquelle est une énergie fossile ?
- A. L'éolien
- B. Le charbon
- C. Le solaire
- D. L'hydraulique
Réponse
B. Le charbon — Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont les trois énergies fossiles.
Une énergie renouvelable est une énergie qui :
- A. Ne s'épuise pas à l'échelle humaine
- B. Émet beaucoup de CO₂
- C. Provient uniquement de l'uranium
- D. Est forcément électrique
Réponse
A. Ne s'épuise pas à l'échelle humaine — Une énergie renouvelable puise dans des flux naturels qui se reconstituent (soleil, vent, eau, biomasse).
La combustion des énergies fossiles émet principalement :
- A. De l'oxygène
- B. Du CO₂
- C. De l'azote
- D. De l'hélium
Réponse
B. Du CO₂ — La combustion des fossiles libère du CO₂, principal gaz à effet de serre du réchauffement actuel.
Parmi ces sources, laquelle est intermittente ?
- A. Une centrale au charbon
- B. Un parc éolien
- C. Une centrale nucléaire
- D. Un barrage avec réservoir
Réponse
B. Un parc éolien — L'éolien dépend du vent : sa production est variable et non pilotable, donc intermittente.
Le mix énergétique d'un pays désigne :
- A. Sa consommation d'eau
- B. La répartition de ses sources d'énergie
- C. Son nombre de centrales
- D. Sa production agricole
Réponse
B. La répartition de ses sources d'énergie — Le mix énergétique est la répartition (en %) des différentes sources d'énergie utilisées.
Le nucléaire produit de l'énergie par :
- A. Combustion du charbon
- B. Fission de l'uranium
- C. Évaporation de l'eau
- D. Photosynthèse
Réponse
B. Fission de l'uranium — Le nucléaire exploite la fission des noyaux d'uranium, qui libère de l'énergie nucléaire.
L'un des leviers de la transition énergétique est la sobriété, c'est-à-dire :
- A. Produire plus d'énergie
- B. Réduire les besoins en énergie
- C. Brûler plus de charbon
- D. Augmenter les pertes
Réponse
B. Réduire les besoins en énergie — La sobriété consiste à réduire les besoins : « l'énergie la plus propre est celle qu'on ne consomme pas ».
Niveau moyen — 12 questions
Une centrale thermique a un rendement d'environ 40 %. Sur 100 J de combustible, l'électricité utile est d'environ :
- A. 100 J
- B. 60 J
- C. 40 J
- D. 0 J
Réponse
C. 40 J — Rendement 40 % → 40 J utiles ; les 60 J restants sont perdus en chaleur.
Le rendement global d'une chaîne de deux conversions (0,9 et 0,5) vaut :
- A. 1,4
- B. 0,45
- C. 0,5
- D. 0,9
Réponse
B. 0,45 — Le rendement d'une chaîne est le produit des rendements : 0,9 × 0,5 = 0,45.
Parmi ces sources, laquelle émet le plus de CO₂ par kWh produit ?
- A. L'éolien
- B. Le charbon
- C. Le nucléaire
- D. Le solaire
Réponse
B. Le charbon — Le charbon est l'énergie la plus émettrice de CO₂ par kWh (≈ 900 g/kWh).
Le nucléaire peut être qualifié de :
- A. Renouvelable et bas carbone
- B. Bas carbone mais non renouvelable
- C. Fossile
- D. Intermittent
Réponse
B. Bas carbone mais non renouvelable — Le nucléaire émet peu de CO₂ (bas carbone) mais l'uranium est une ressource finie : il n'est pas renouvelable.
Dans le mix énergétique primaire mondial, les fossiles représentent environ :
- A. 20 %
- B. 50 %
- C. 80 %
- D. 100 %
Réponse
C. 80 % — Pétrole, charbon et gaz cumulent environ 80 % de l'énergie primaire mondiale.
Pourquoi le stockage par STEP est-il utile pour les renouvelables intermittentes ?
- A. Il supprime les pertes
- B. Il restitue l'énergie quand la demande l'exige
- C. Il émet du CO₂
- D. Il remplace le nucléaire
Réponse
B. Il restitue l'énergie quand la demande l'exige — Une STEP stocke l'électricité (eau pompée en hauteur) et la restitue plus tard, compensant l'intermittence.
Le transport de l'électricité sur les lignes entraîne des pertes par :
- A. Photosynthèse
- B. Effet Joule
- C. Fission
- D. Évaporation
Réponse
B. Effet Joule — Le passage du courant échauffe les câbles : c'est l'effet Joule, source de pertes thermiques.
La différence entre réserve et ressource est que la réserve désigne :
- A. La totalité présente dans le sous-sol
- B. La part exploitable de façon rentable aujourd'hui
- C. Le CO₂ émis
- D. La part renouvelable
Réponse
B. La part exploitable de façon rentable aujourd'hui — La ressource est la quantité totale estimée ; la réserve est la part exploitable rentablement avec les techniques actuelles.
Quel ordre de grandeur d'émission correspond au gaz naturel ?
- A. ≈ 6 g CO₂/kWh
- B. ≈ 450 g CO₂/kWh
- C. ≈ 900 g CO₂/kWh
- D. 0 g CO₂/kWh
Réponse
B. ≈ 450 g CO₂/kWh — Le gaz naturel émet ≈ 450 g CO₂/kWh, moins que le charbon mais bien plus que les renouvelables.
Pour lire correctement un diagramme de mix, il faut d'abord distinguer :
- A. Le jour et la nuit
- B. L'énergie primaire totale et l'électricité seule
- C. Le watt et le joule
- D. Le pétrole du gaz
Réponse
B. L'énergie primaire totale et l'électricité seule — Le mix énergétique total (transports, chauffage, industrie) diffère du seul mix électrique : les conclusions ne sont pas les mêmes.
1 kWh correspond à environ :
- A. 3,6 J
- B. 3600 J
- C. $3{,}6\times 10^{6}$ J
- D. 1 J
Réponse
C. $3{,}6\times 10^{6}$ J — $1\ \text{kWh} = 1000\ \text{W} \times 3600\ \text{s} = 3{,}6\times 10^{6}$ J.
La décarbonation du système énergétique consiste à :
- A. Augmenter la part du charbon
- B. Remplacer les fossiles par des sources bas carbone
- C. Supprimer toute l'électricité
- D. Réduire le nucléaire au profit du gaz
Réponse
B. Remplacer les fossiles par des sources bas carbone — Décarboner, c'est substituer aux sources fossiles des sources bas carbone (renouvelables, nucléaire).
Niveau difficile — 12 questions
Une chaîne comporte trois conversions de rendements 0,9 ; 0,8 ; 0,5. Le rendement global est :
- A. 2,2
- B. 0,72
- C. 0,36
- D. 0,5
Réponse
C. 0,36 — Produit des rendements : 0,9 × 0,8 × 0,5 = 0,36, soit 36 %.
Remplacer 1 kWh produit au charbon (≈ 900 g CO₂) par de l'éolien (≈ 12 g CO₂) divise les émissions par environ :
- A. 2
- B. 10
- C. 75
- D. 1000
Réponse
C. 75 — 900 / 12 ≈ 75 : les émissions par kWh sont réduites d'un facteur de l'ordre de 75.
Pourquoi le solaire et l'éolien émettent-ils un peu de CO₂ malgré l'absence de combustible ?
- A. À cause de la combustion
- B. À cause de la fabrication des installations (cycle de vie)
- C. À cause de l'uranium
- D. À cause de la photosynthèse
Réponse
B. À cause de la fabrication des installations (cycle de vie) — L'analyse de cycle de vie compte la construction des panneaux et éoliennes (acier, béton, fabrication), qui émet du CO₂.
Une centrale reçoit 250 J et fournit 95 J d'électricité utile. Son rendement est environ :
- A. 0,18
- B. 0,38
- C. 0,62
- D. 0,95
Réponse
B. 0,38 — η = 95 / 250 = 0,38, soit 38 % ; les 155 J restants sont perdus en chaleur.
Pourquoi un cycle de stockage-déstockage a-t-il un rendement inférieur à 1 ?
- A. Car l'énergie se crée
- B. Car chaque conversion (charge/décharge) génère des pertes
- C. Car le stockage est gratuit
- D. Car il émet du CO₂
Réponse
B. Car chaque conversion (charge/décharge) génère des pertes — La charge puis la décharge sont deux conversions, chacune avec des pertes : l'énergie restituée est inférieure à l'énergie stockée.
Un pays au mix électrique très bas carbone s'appuie typiquement sur :
- A. Le charbon et le pétrole
- B. Le nucléaire et l'hydraulique
- C. Le gaz uniquement
- D. Le fioul domestique
Réponse
B. Le nucléaire et l'hydraulique — Un mix électrique bas carbone repose sur des sources peu émettrices comme le nucléaire et l'hydraulique.
Atteindre la neutralité carbone en 2050 suppose surtout :
- A. De maintenir le mix actuel
- B. D'accélérer fortement la part des énergies bas carbone
- C. D'augmenter le charbon
- D. D'arrêter toute production d'énergie
Réponse
B. D'accélérer fortement la part des énergies bas carbone — La trajectoire de neutralité exige une croissance rapide de la part bas carbone, donc des choix de société.
Parmi ces trois leviers, lequel agit sur les pertes des conversions ?
- A. La sobriété
- B. L'efficacité énergétique
- C. La décarbonation
- D. L'intermittence
Réponse
B. L'efficacité énergétique — L'efficacité vise à améliorer les rendements et donc à réduire les pertes des chaînes de conversion.
L'affirmation « l'énergie la plus propre est celle qu'on ne consomme pas » illustre surtout :
- A. La décarbonation
- B. La sobriété
- C. Le stockage
- D. L'intermittence
Réponse
B. La sobriété — Réduire les besoins (sobriété) évite à la fois la production et les pertes : c'est le levier prioritaire.
Une corrélation entre forte part de fossiles et fortes émissions de CO₂ d'un pays permet de conclure que :
- A. Les fossiles n'ont aucun lien avec le CO₂
- B. La combustion des fossiles est une cause majeure des émissions
- C. Le CO₂ vient du nucléaire
- D. Les renouvelables émettent plus
Réponse
B. La combustion des fossiles est une cause majeure des émissions — Le lien physique (combustion → CO₂) appuie la corrélation : les fossiles sont une cause majeure des émissions énergétiques.
Pourquoi la transition énergétique est-elle aussi un choix de société et pas seulement technique ?
- A. Car la science est inutile
- B. Car elle dépend de politiques publiques, de coûts et de modes de vie
- C. Car le rendement est fixe
- D. Car l'énergie ne se conserve pas
Réponse
B. Car elle dépend de politiques publiques, de coûts et de modes de vie — Au-delà de la technique (rendement, stockage), la transition engage des décisions politiques, économiques et des changements de comportement.
Sur le graphique des deux trajectoires, l'écart en 2050 entre « sans politique » et « neutralité carbone » illustre que :
- A. Le futur énergétique est déjà fixé
- B. Les décisions actuelles déterminent fortement le mix futur
- C. Les renouvelables sont impossibles
- D. Le charbon restera majoritaire
Réponse
B. Les décisions actuelles déterminent fortement le mix futur — L'écart important (≈ 32 % contre ≈ 80 %) montre que les choix de société pèsent lourdement sur la trajectoire énergétique.
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