L ÉNERGIE. Marcel Lacroix Université de Sherbrooke

Transcription

1 L ÉNERGIE Marcel Lacroix Université de Sherbrooke

2 Il est rare que la véritv rité rattrape le terrain perdu sur la légendel Stefan Zweig ( ) 1942)

3 1. Qu est est-ce l él énergie?

4 Énergie: Aptitude à faire du travail. Travail: Action de convertir une forme d énergie en une autre. M. Lacroix Réflexions 4

5 2. Quelles sont les sources d éd énergie?

6 Il y a 3 sources d éd énergie seulement! 1. Le soleil 3. La gravité 2. L atome M. Lacroix Réflexions 6

7 3. Quelles sont les formes d éd énergie?

8 Les formes d éd énergie provenant du soleil Fossile Soleil Biomasse Éolienne Hydraulique 8

9 Les formes d éd énergie provenant de l atomel Atome Fission nucléaire Géothermie Fusion nucléaire 9

10 Les formes d éd énergie provenant de la gravité Gravité Marées motrices Réflexions 10

11 4. Pourquoi s ints intéresser à l énergie?

12 Il n y n y a rien sans énergie De l univers à l atome M. Lacroix Réflexions 12

13 à l humain De la terre au virus Tout passe par la conversion d éd énergie d une forme à une autre M. Lacroix Réflexions 13

14 Imaginez un instant la vie sans électricité et sans combustible Que mangerait-on? Comment se chaufferait-on? Comment se déplacerait-on? Comment serait le quotidien? M. Lacroix Réflexions 14

15 Exemples de conversion d éd énergie d une forme à une autre M. Lacroix Réflexions 15

16 De mécanique m à chaleur Freins à disques M. Lacroix Réflexions 16

17 De mécanique m à électrique Dynamo Générateur Alternateur M. Lacroix Réflexions 17

18 D électrique à mécanique Moteurs électriques M. Lacroix Réflexions 18

19 D électrique à chaleur M. Lacroix Réflexions 19

20 D électrique à chimique Chargement d une batterie Électrolyse M. Lacroix Réflexions 20

21 De chimique à mécanique Moteurs à combustion interne M. Lacroix Réflexions 21

22 De chimique à électrique Déchargement d une batterie Piles à combustible M. Lacroix Réflexions 22

23 De chimique à chaleur M. Lacroix Réflexions 23

24 De solaire à mécanique Moudre le grain Déplacement M. Lacroix Réflexions 24

25 De solaire à électrique Cellules photovoltaïques M. Lacroix Réflexions 25

26 De solaire à chaleur Capteurs solaires M. Lacroix Réflexions 26

27 De solaire à chimique Photosynthèse M. Lacroix Réflexions 27

28 De solaire à chimique L énergie solaire captée par la chlorophylle est transformée en énergie chimique via la réaction chimique appelée photosynthèse: CO + H O + SOLEIL) 2 2 ( C H O O + x y z (sucres) 2 M. Lacroix Réflexions 28

29 5. Quelles sont les lois fondamentales de l él énergie qu on ne peut enfreindre (même si, parfois, on essaie)?

30 La 1 ère loi (la quantité d énergie) On ne peut produire ni détruire de l énergie. On ne peut que la convertir d une forme à une autre. M. Lacroix Réflexions 30

31 La 2 ème loi (la qualité de l él énergie) À chaque fois qu une forme d énergie est convertie en une autre, sa qualité est dégradée et l environnement écope. M. Lacroix Réflexions 31

32 La plinthe électrique Le kilowatt d électricité est entièrement converti en chaleur mais le kilowatt de chaleur ne peut être reconverti en électricité. M. Lacroix Réflexions 32

33 Le moteur à combustion Un tiers de l énergie chimique converti en propulsion et deux tiers convertis en chaleur. M. Lacroix Réflexions 33

34 Et les échelles de temps incontournables M. Lacroix Réflexions 34

35 Échelle des saisons Du rayonnement solaire à l énergie chimique en passant par la photosynthèse M. Lacroix Réflexions 35

36 Échelle des saisons Du rayonnement solaire à l électricité en passant par l évaporation M. Lacroix Réflexions 36

37 Échelle des années Du rayonnement solaire à l énergie chimique en passant par la photosynthèse M. Lacroix Réflexions 37

38 Échelle des centaines de millions d annd années Du rayonnement solaire à l énergie chimique en passant par la fossilisation M. Lacroix Réflexions 38

39 Échelle des journées Du rayonnement solaire au vent en passant par le chauffage des masses d air M. Lacroix Réflexions 39

40 Échelle des journées Du rayonnement solaire directement en chaleur ou en électricité M. Lacroix Réflexions 40

41 6. Quelles sont les formes d éd énergie que nous utilisons le plus?

42 Combustibles fossiles (IEA) M. Lacroix Réflexions 42

43 Combustibles fossiles (IEA) M. Lacroix Réflexions 43

44 7. Y-a-t il Y une relation entre l énergie et le bien-être?

45 D é m o c r a t i e s D i c t a t u r e s DÉVELOPPEMENT SOCIAL ET ÉCONOMIQUE: 1-ÉDUCATION; 2-SANTÉ; 3-ÉNERGIE; 4-EAU; 5-COMMUNICATION M. Lacroix Réflexions 45 Marcel Lacroix 31

46 30 Key Energy Trends (IEA): 4 milliards de gens sans électricité en 2003 M. Lacroix Réflexions 46

47 8. Pourquoi utiliser tant d éd énergie?

48 CONSOMMATION D ÉD ÉNERGIE (kwh par habitant et par jour*) Période Société A B C D Total ans primitive ans chasseur ans agriculture pri agriculture ava industriel technologique A:alimentation; B:chauffage central; C:industrie et agriculture; D:transport. *Energy Flow in an Industrial Society, Scientific American, E. Cook, 225 (3), M. Lacroix Réflexions 48

49 9. Quel est l él énergie d avenir? d

50 Technologie de l él énergie 1. Toute technologie passe par les étapes suivantes et dans cet ordre: 1. Maîtrise scientifique 2. Développement technique 3. Viabilité commerciale 4. Acceptation sociale M. Lacroix Réflexions 50

51 Technologie de l él énergie 2. Toute nouvelle technologie n est pas forcément synonyme de progrès humain. 3. Toute technologie présente des avantages et des inconvénients (ou on ne fait pas d omelette sans casser des œufs). M. Lacroix Réflexions 51

52 Tendance historique Source Années Énergie relative Bois Charbon Diesel Essence ~ ~ ~ 100 ~ 100 Atomes C/H Gaz naturel ~ 10 ~ 4,5 0,25 Hydrogène ~ 10 ~ 12 0,00 Uranium (fission) ~ 10 ~ n.a. Tritium (fusion) avenir ~ ~ 2 ~ 4 9,00 1,63 0,46 ~ 4 0,44 n.a. M. Lacroix Réflexions 52

53 10. Cherche-t-on une solution technologique à un problème social?

54 Et si Et si, plutôt que de chercher une nouvelle forme d énergie qui permette de maintenir notre style de vie de consommation, on cherchait un nouveau style de vie qui permette d être davantage en harmonie avec la biosphère? M. Lacroix Réflexions 54