I. Stockage, transport et conversion d énergie chimique

Transcription

1 Chap. XII

2 I. Stockage, transport et conversion d énergie chimique

3 II. Dépendance aux énergies : impact environnemental

4 III. Quelles ressources énergétiques l homme exploite-t-il? 1. Ressources renouvelables Les ressources énergétiques renouvelables sont exploitables sans limite de durée à l échelle humaine. Exemples : L air en mouvement et l eau en mouvement Les organismes vivants Le Soleil Le sous-sol terrestre

5 III. Quelles ressources énergétiques l homme exploite-t-il? 1. Ressources renouvelables Les ressources énergétiques renouvelables sont exploitables sans limite de durée à l échelle humaine. Exemples : L air en mouvement et l eau en mouvement Conversion d E. mécanique en E. électrique Les organismes vivants Conversion d E. chimique en E. thermique Le Soleil Conversion d E. rayonnante en E. électrique ou thermique Le sous-sol terrestre E. thermique

6 III. Quelles ressources énergétiques l homme exploite-t-il? 2. Ressources non renouvelables Les ressources énergétiques non renouvelables ne sont pas exploitables sans limite de durée à l échelle humaine. Exemples : Energie fossile : gaz, charbon, pétrole Conversion d E. chimique en E. thermique Energie fissile : uranium 235 Conversion d E. nucléaire en E. thermique

7 IV. Comment exploiter l énergie chimique? 1. L énergie chimique L énergie chimique constitue un réservoir d énergie qu il est possible de libérer lors d une transformation chimique. Elle est liée à la rupture et à la transformation de liaisons covalentes. La formation d une liaison chimique covalente s accompagne d une libération d énergie. Sa rupture nécessite un apport d énergie. Ainsi, certaines réactions chimiques libèreront davantage d énergie qu elles n en consomment. Il existe différents réservoirs d énergie chimique : d origine naturel (ex : biomasse, fossiles), ou qui ont été inventés par l homme (ex : piles, accumulateurs)

8 IV. Comment exploiter l énergie chimique? 1. L énergie chimique Des convertisseurs permettent de convertir l énergie chimique en énergie thermique, mécanique, électrique ou rayonnante ou de réaliser les conversions inverses Des conversions impliquant l énergie chimique peuvent avoir lieu naturellement (ex: les plantes convertissent par photosynthèse l énergie rayonnante en énergie chimique, l énergie chimique de ces plantes pouvant être transformée en énergie mécanique au niveau des muscles des animaux) ou dans des dispositifs artificiels (ex : batterie, conversion d énergie chimique en électrique pour alimenter le véhicule, mais conversion d énergie électrique en chimique quand le véhicule roule).

9 IV. Comment exploiter l énergie chimique? 2. Réactions de combustion La combustion complète d une espèce organique, ne contenant que les éléments carbone, hydrogène et oxygène, conduit uniquement à la formation de dioxyde de carbone et d eau. Lorsque l apport en dioxygène est insuffisant, la combustion devient incomplète et d autres espèces chimiques peuvent se former : le carbone C ou le monoxyde de carbone CO. Il convient alors d écrire une équation de réaction pour chaque espèce carbonée formée.

10 IV. Comment exploiter l énergie chimique? 2. Réactions de combustion Exemple : Combustion complète de l éthanol liquide : Combustion incomplète de l éthanol liquide formant du CO :

11 IV. Comment exploiter l énergie chimique? 2. Réactions de combustion Exemple : Combustion complète de l éthanol liquide : C 2 H 5 OH (l) + 3 O 2(g) 2 CO 2(g) + 3 H 2 O (g) Combustion incomplète de l éthanol liquide formant du CO : C 2 H 5 OH (l) + 2 O 2(g) 2 CO (g) + 3 H 2 O (g)

12 V. Les défis énergétiques du XXI e siècle L exploitation des ressources énergétiques, le transport et le stockage de l énergie sont des enjeux majeurs du XXI e siècle Plusieurs problématiques se posent autour de la question de l énergie : Le coût économique de l exploitation des ressources L impact environnemental et sanitaire de l exploitation des ressources (émission de polluants, gaz à effet de serre, gestion des déchets, ) Le transport et le stockage de l énergie (on ne peut pas stocker l énergie électrique à grande échelle)