Agitation Chaleur Energie Lumineuse Mécanique Thermique alternateur Electrique Lumineuse Mécanique Mouvement

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1 Agitation Chaleur Energie Lumineuse Mécanique Thermique alternateur Electrique Lumineuse Mécanique Mouvement Lorsque quelque chose peut provoquer un changement comme produire de la chaleur par exemple, on dit qu il possède de l énergie. Un moteur qui tourne possède une énergie mécanique qui est l'énergie du mouvement. Le bois qui brûle possède une énergie thermique qui est l énergie de la chaleur. Cette énergie est due au niveau d agitation des particules de la matière. Le rond rouge du poêle, la flamme d une bougie sont des exemples d énergie lumineuse. L'énergie due au déplacement des atomes est de l énergie électrique. Les atomes peuvent perdre ou gagner des électrons ce qui leur donne une charge électrique permanente ou temporaire. À partir de l énergie produite par le déplacement des atomes, on peut produire de l énergie lumineuse comme pour l ampoule incandescente ou mécanique comme pour faire tourner un moteur de scie par exemple. Le principal système qui permet de produire l énergie électricité à partir de l énergie mécanique se nomme un alternateu r 1. Comment appelle-t-on ces deux appareils et que produisent-ils à partir de l énergie solaire? Panneau solaire photovoltaïque Panneau solaire thermique

2 L énergie solaire Appoint Limitée Polluer Semi-conducteur Cellules photovoltaïque Liquide Présent Surplus Électrique Lumière Puissance Thermique Électrons Maison Rayonnement Thermique Gaz Panneau solaire thermique Rayons Tubes hiver Photons Réchauffer L énergie solaire provient des rayons d énergie on doit considérer qu elle a une production limitée source, car le Soleil n est pas toujours présen d énergies qui sont l énergie thermique solaires. Pour produire de l électricité avec ce type, qu on doit prévoir une autre t. Le Soleil est transformé en deux types et l énergie électriqu e. Les appareils utiles pour la production d électricité par l énergie solaire sont les panneau solaire thermique. et les cellules photovoltaïques. matière qui est acheminée dans la maison. Les panneaux solaires thermiques utilisent un liqu ide (comme de l antigel) ou un gaz qui circulent dans des tubes Dans les cellules photovoltaïques on trouve un matériau semi-conducteur rayonnemen lumière (comme de l argon) et qui se réchauffent souvent sur le toit d une maison. Ces tubes se rendent dans la maison pour réchauffer l eau dans un chauffe-eau par exemple. Dans ce système, le soleil transmet son énergie thermique (silicium) qui est sensible au solaire. Le matériau transforme la en électricité lorsque les photons (particules de lumière) entrent en contact avec les atomes du matériau semi-conducteur. Le contact avec les photons libère des électrons et leur mouvement produit de l électricité. (chaleur) à la Les principaux avantages de cette technologie sont de ne pas polluer la Terre et la personne qui la produit peut vendre ses surplus. Les désavantages de l énergie solaire sont qu il peut y avoir très peu de soleil l hiver, qu il faut gérer son utilisation en fonction de la puissance des appareils que l on veut utiliser (exemple pas le four et la sécheuse en même temps) et qu on a besoin d un système d appoint qui permet de recharger les batteries.

3 L énergie de l atmosphère Alternateur (2x) Bruit Cher Éolienne Inconstance Maisons Masses d air Mécanique Mécanique Moudre Pales (2x) Polluer Surplus Vent (3x) Voiliers L atmosphère possède de l énergie qui est emmagasinée dans les masses d air que l on peut extraire du vent. L Homme a toujours utilisé cette énergie et il a commencé par l utiliser pour moudre le grain dans les moulins à vent ou pour faire avancer ses voiliers sur l eau. Pour produire de l énergie électrique à partir de l énergie éolienne on a besoin de 3 choses : du vent, des pales et d un alternateur. On trouve ces 3 choses dans une Éolienne. Le fonctionnement de l éolienne est assez simple : Dans un premier temps, le vent fait tourner les pales ce qui crée une d énergie mécanique qui vient de ce mouvement. Un alternateur transforme ensuite cette énergie mécanique en énergie électrique qui peut être acheminée dans les maisons. Les avantages de l énergie éolienne sont de ne pas polluer la Terre et on peut vendre les surplus. Les désavantages sont le bruit causé par la friction des pales sur l air, l inconstance du vent (besoin d un minimum de 10 à 15 km/h idéalement à 50 km/h), et finalement c est une énergie qui coûte cher à produire, mais de moins en moins. Dessin d une éolienne et ses composants essentiels Alternateur En fonction du vent

4 L énergie de l hydrosphère Alternateur Eau Inondation Marées Navires Turbine Alternateur Hydraulique Inonder Marémotrice Pollue Turbine Barrages Hydroélectrique Instabilité Mécanique Portes Vagues Courants marins Inexistants Irrigation Mouvement transport Les deux types d énergie produites à partir de l hydrosphère sont l énergie hydraulique. et l énergie marémotrice. Cette énergie provient du mouvement de l eau et les problèmes rencontrés par l utilisation de ce type d énergie pour produire de l électricité sont presque inexistants pour l environnement, mais sont importants pour les écosystèmes puisqu on doit souvent inonder de grands territoires pour construire les barrages. L énergie marémotrice provient du mouvement des marées, des vagues et des courants marins. Les problèmes rencontrés par l utilisation de l énergie marémotrice pour produire de l électricité sont dus à l instabilité de cette énergie. Pour transformer l énergie hydraulique en énergie électrique on a besoin d eau ayant du courant, une turbine, un alternateur que l on trouve dans une centrale hydroélectrique. L énergie hydraulique (qui vient du courant dans l eau) entre dans le barrage par des portes contrôlées par des vannes et fait tourner une turbine ce qui produit de l énergie mécanique. L énergie mécanique énergie électrique grâce à l alternateur. Les avantages de l hydroélectricité sont que cette énergie ne pollu e elle permet l irrigation l hydroélectricité sont produits par les inondations la construction des routes de contournement pour les navires tours pour le transport. produite est transformée en pas directement et des terres avoisinantes. Les désavantages de des vallées pour construire le barrage, et la coupe d arbres sous les Dessin des structures importantes d une centrale hydroélectrique Eau haute Lignes de transport Vannes de contrôle Alternateur turbine Rivière normale

5 L énergie dans la biosphère Bois Combustion thermique Tourbe Vivante L énergie de la biosphère provient de la matière vivante comme la nourriture qu on utilise pour avoir de l énergie, le bois qu on utilise pour se chauffer ou la tourbe qui provient des tourbières, un milieu de plus en plus menacé par sa destruction. Pour produire de l énergie à partir de la biomasse, on utilise le procédé de la combustion l énergie thermique qui produit de. On l utilise le plus souvent comme chauffage d appoint. Les recherches tentent également de récupérer le méthane produit par la décomposition des déchets dans les dépotoirs, pour produire de l électricité. L énergie dans la lithosphère Alternateur Débris Géothermique Nucléaire Roches Uranium Alternateur Désavantage Manteau Nucléaire Thermique Vapeur Cher Fission Milliers Océans Turbine Végétaux Continents Fossile Nucléaire Pétrole Turbine Vivant Les 3 types d énergie provenant de la lithosphère sont l énergie fossile, l énergie géothermique et l énergie nucléaire. L énergie fossile est une énergie qui provient de la transformation des végétaux en substances minérales comme le charbon, le pétrole ou le gaz naturel. L énergie fossile provient donc des organismes vivants. L énergie géothermique est puisée dans le mantea u terrestre alors que l énergie nucléaire provient des roches. Les combustibles fossiles se sont formés généralement dans le fond des océan s (pétrole et gaz naturel) ou sur les continents sont formés est par l accumulation de débris (charbon). La façon dont ils se qui se transforment sous la pression après quelques centaines de milliers d années. Pour transformer l énergie fossile en électricité on a besoin d une centrale thermique ou nucléaire. Le principe général est d utiliser la chaleur pour faire tourner une turbine qui va produire de l électricité grâce à un alternateur. Dans la centrale nucléaire, on procède par fission de l atome d d uranium dans le réacteur nucléaire, c est-à-dire qu on casse le noyau en lui lançant des neutrons. Lorsque le noyau est défait, il se dégage une énorme chaleur et cette énergie thermique produite va faire bouillir de l eau et la vapeur produira la rotation de la turbine (énergie mécanique) et c est l alternateur qui transformera l énergie mécanique en énergie électrique. De l eau circule continuellement pour faire condenser la vapeur différent.. C est le même principe qu une centrale thermique, mais le combustible est Les avantages de l énergie nucléaire sont que ce n est pas une énergie qui coûte très cher, elle est cependant très efficace. D un autre côté, les déchets nucléaires produits sont un grand désavantage, car ils doivent être entreposés pour des millie r d années. Cette énergie est également très dangereuse pour la population si problèmes surviennent dans le réacteur de la centrale.

6 Dessin d une centrale nucléaire J utilise mes connaissances 1. Qu est-ce qu un alternateur? Principal système qui permet de produire l électricité en transformant l É mécanique en É électrique 2. Indique à quelle forme d énergie utile correspond chacune des affirmations suivantes. a) Énergie engendrée par le déplacement de l électricité électrique b) Énergie due à l agitation des particules de la matière thermique c) Énergie transportée par la lumière lumineuse d) Énergie due au mouvement ou à l état d un corps mécanique 3. Prépare un résumé des différentes transformations des énergies naturelles en énergie utile Énergies naturelles Transformé par Transformé en É. Solaire Panneaux solaires photovoltaïques Énergie électrique É. Solaire Panneaux solaires thermiques É. thermique Turbine et alternateur d une centrale É. Hydraulique hydroélectrique É. électrique É. Éolienne Rotor+alt. Éolienne Énergie électrique É. Fossiles Système de chauffage É. thermique É. fossile Automobile Énergie mécanique É. Fossiles Centrale thermique Énergie électrique É. Nucléaire Centrale nucléaire É. électrique É. Biomasse Feu de foyer É. thermique É. Biomasse Centrale thermique É. électrique

7 4. Pour qu une centrale hydroélectrique produise de l électricité, deux transformations de l énergie sont nécessaires. Décris ces transformations en précisant quelle partie de la centrale permet qu elles se produisent. a) Première transformation É. hydraulique se transforme en É mécanique par la pièce nommée turbine b) Deuxième transformation : É. mécanique se transforme en É. électrique 5. Dans cette mobylette par la pièce nommée l alternateur a. Quelle source d énergie, puisée dans la nature, sert à alimenter ce véhicule? l É fossile (essence) b. Quelle forme d énergie est finalement produite pour faire fonctionner cette mobylette? l É mécanique et thermique c. Quelle composante de la mobylette sert à transformer cette source d énergie en une autre? explosion énergie mécanique dans le moteur à 6. Dans chacun des cas décrits ci-dessous, à quelle transformation de l énergie assiste-t-on? a. Le moteur de la perceuse électrique sert à faire tourner la mèche É électrique devient É mécanique. b. Les pales d une éolienne tournent à cause du vent. É éolienne devient É mécanique. c. On brûle du mazout (huile à chauffage) dans une chaudière pour produire de la chaleur. É fossile devient É thermique d. L eau froide passant dans un panneau solaire est réchauffée par les rayons solaires. É solaire devient É thermique. 7. Les manifestations naturelles de l énergie sont nombreuses et diversifiées. Indique à quelle énergie renvoient les énoncés qui suivent. a) Cette énergie est due au mouvement périodique des marées. É marémotrice b) Cette énergie est emmagasinée par les masses d air que l on peut extraire du vent. É éolienne c) Cette énergie provient de la chaleur interne de la Terre. É géothermique d) Cette énergie est tirée de l eau en mouvement. É hydraulique e) Ces énergies proviennent de la transformation de végétaux en substances minérales (comme É fossile le pétrole). f) Cette énergie est dégagée par les réactions nucléaires à l intérieur des atomes. É nucléaire