1 1. Définition de l énergie :

Transcription

1 1 1. Définition de l énergie : 2. Les différentes formes d énergie : 3. Les transformations d énergie :

2 2 Les différentes conversions de l'énergie : Transformation de l'énergie électrique en énergie thermique : Transformation de l'énergie électrique en énergie rayonnante : Transformation de l'énergie électrique en énergie chimique : Transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique : Transformation de l'énergie hydraulique en énergie mécanique : Transformation de l'énergie mécanique en énergie hydraulique : Transformation de l'énergie mécanique en énergie électrique : Transformation de l'énergie mécanique en énergie thermique : Transformation de l'énergie chimique en énergie mécanique : Transformation de l'énergie chimique en énergie rayonnante : Transformation de l'énergie rayonnante en énergie chimique : Transformation de l'énergie rayonnante en énergie électrique : Transformation de l'énergie rayonnante en énergie thermique : Transformation de l'énergie nucléaire en énergie thermique : Transformation de l'énergie thermique en énergie rayonnante : Transformation de l'énergie thermique en énergie chimique : Transformation de l'énergie thermique en énergie mécanique : Transformation de l'énergie thermique en énergie électrique : 4. Les unités de l énergie : Le Joule J: Thermique : Travail mécanique: Le Joule J :. Le kilowattheure kwh : La tonne équivalent pétrole tep :

3 3 Énergie primaire Énergie finale Les modes de transfert d énergie Four solaire Rayonnement solaire infrarouge intense Concentration solaire SOLAIRE Photovoltaïque Panneaux photovoltaïque Pluie Neige

4 4 Energie primaire Modes de conversion Énergie finale Vent éolienne hydrolienne Courants océaniques Vagues Échauffement de l atmosphère Biomasse Biogaz Feux modérée Photosynthèse Agrocarburant carburant

5 5 Energie primaire Modes de conversion Énergie finale Extraction Transport Enrichissement Uranium Centrale thermique nucléaire terrestre modérée Pompe à chaleur Terre Attraction Lune / Terre Centrale Géothermique Marées Lune Usine marémotrice

6 6 Exemple des différentes énergies pour un système local : La chaîne énergétique

7 7 Comparatif des sources d énergies primaires fossiles et des énergies secondaires : Méthodologie de comptabilité énergétique Les coefficients d équivalence entre unité propre et tonne d équivalent pétrole (tep) sont précisés ci-après. Pour l électricité, trois cas doivent être distingués : l électricité produite par une centrale nucléaire est comptabilisée selon la méthode de l équivalent primaire à la production, avec un rendement théorique des installations égal à 33 % ; le coefficient de substitution est donc 0,086/0,33 = 0, tep/mwh ; l électricité produite par une centrale à géothermie est aussi comptabilisée selon la méthode de l équivalent primaire à la production, mais avec un rendement théorique des installations égal à 10 % ; le coefficient de substitution est donc 0,086/0,10 = 0,86 tep/mwh ; toutes les autres formes d électricité (production par une centrale thermique classique, hydraulique, éolienne, marémotrice, photovoltaïque, etc., échanges avec l étranger, consommation) sont comptabilisées selon la méthode du contenu énergétique, avec le coefficient 0,086 tep/mwh. ENR t : par convention, on appelle ENRt les énergies renouvelables thermiques que sont le bois de chauffage, les déchets urbains renouvelables, la géothermie valorisée sous forme de chaleur, le solaire thermique, le bio gaz, les biocarburants et les pompes à chaleur. Sont exclus les déchets urbains non renouvelables qui sont comptabilisés dans la colonne «ENRt et déchets» du bilan. L électricité d origine hydraulique, éolienne, solaire photovoltaïque et géothermique, bien que renouvelable», est classée dans «électricité». PCS : le PCS (Pouvoir Calorifique Supérieur) donne le dégagement maximal théorique de chaleur pendant la combustion, y compris la chaleur de condensation de la vapeur d eau produite pendant cette combustion. PCI : Exercice d application : - Déterminer les équivalences énergétiques. Energie Energie dégagée (PCI) Equivalence - tep 3 t de houille (charbon). 50 MWh d électricité d origine nucleaire. 50 MWh d électricité d origine géothermique 10 stères de bois 25 MWh de gaz naturel

8 8 Unités utilisées pour comparer les différentes ressources dans le monde : Méga (M)=10 6 ; Giga (G)=10 9 ; Téra (T)=10 12 ; Péta (P)=10 15 o Pétrol : Baril (bl) o Gaz naturel : British Thermal Unit (Btu) o Charbon : tonne équivalent cxharbon (tec) o Electricité : Kilowatt-heure (KWh) Comment lire ce tableau : Le baril est égal à 159 litres (ce qui correspond à 42 gallons américains). Pour faire une tonne métrique tep, il faut 7,4 barils (en moyenne) selon la densité du pétrole considéré. Travail sur les unités et valeurs énergétiques : TD1 : La chine produit 1 385,37 millions de barils de pétrole, 3,043 PBtu de gaz naturel et 2 217,54 millions de tonnes de charbon. Après avoir converti les trois productions en tonne équivalent pétrole, indiquer la première source d'énergie chinoise.

9 9 TD2 : Calcul de la puissance moyenne par Français La France comptait 64,3 millions d'habitants au 1er janvier D'après l'agence internationale de l'énergie, la consommation française d'énergie était, en 2009, répartie de la manière suivante : 641 millions de barils de pétrole, TBtu de gaz naturel, 14,42 millions de tonnes de charbon, TWh d'énergie nucléaire et 152,35 TWh d'hydroélectricité. 1. Calculer l'énergie totale consommée en 2009 par la France en Mtep. 2. Convertir ce résultat en Wh. 3. En déduire l'énergie consommée par un habitant de la France en 2009 en Wh. 4. En déduire la puissance (en W) équivalente d'un Français. 5. Sachant qu'un cheval est équivalent à une puissance de 735 W, calculer le nombre de chevaux équivalent à un habitant de la France en terme de puissance.