Chap. N° 16

Les enjeux

énergétiques.

Exercices.

 

   

 

Moteur de recherche sur les différents sites

 

 


   En travaux

I- Exercice 5 page 426 : De l’éolienne à l’hydrolienne.

II- Exercice 11 page 434 : Équilibre Nord–Sud.

III- Exercice 12 page 435 : Développement des énergies renouvelables.

I- Exercice 5 page 426 : De l’éolienne à l’hydrolienne.

 

 La toute première hydrolienne française a largué ses amarres en Bretagne.

« La première hydrolienne à vocation industrielle a quitté son bassin de DCNS (Direction des Constructions Navales) à Brest hier. Amarrée à une barge spécialement conçue pour la transporter, elle va rejoindre le parc hydrolien choisi par EDF au nord de la Bretagne, dans les Côtes‑d’Armor. À terme, ce sont quatre turbines de 16 mètres de diamètre qui seront immergées au large de l’île de Bréhat. L’objectif est de produire de l’électricité grâce aux courants marins pour environ deux à trois mille foyers avant 2012.

 hydrolienne

La machine est imposante

-    16 mètres de diamètre.

-    Une hauteur de 21 mètres.

-    L’équivalent d’un immeuble de sept étages.

L’hydrolienne a quitté le port de Brest hier après-midi où elle a été assemblée.

Elle était amarrée à une barge de 56 mètres, construite à Lorient par les  chantiers STX conçue spécialement pour la transporter au large de l’île de Bréhat dans les Côtes‑d’Armor, où sera installé le premier parc hydrolien du monde l’année prochaine.

Pendant plusieurs mois, l’énorme turbine, construite par la société irlandaise OPENHYDRO, d’un poids de mille tonnes sera immergée sans produire de l’électricité. Elle sera posée par 35 mètres de fond au large de Paimpol-Bréhat. Les ingénieurs vont tester sa réaction aux courants et au milieu naturel. C’est seulement après que seront construites les trois autres machines du même type. « Dans la taille et les délais du projet, il n’y a rien aujourd’hui de comparable », a souligné Xavier URSAT, directeur des productions hydrauliques d’EDF. [… ]

Fin 2012, ces impressionnantes machines seront reliées sous la mer à un « convertisseur » électrique, confiné dans une boîte hermétique, qui sera lui-même raccordé au réseau continental par un câble de 15 kilomètres. « Nous prévoyons une capacité de production électrique totale de deux mégawatts, ce qui équivaut à peu près à la consommation annuelle de 2000 à 3000 foyers », a précisé Xavier URSAT. Les responsables d’EDF et de DCNS mettant en avant le caractère prévisible des sources d’électricité de l’énergie hydrolienne, en l’occurrence les courants et les marées, comme un atout de poids vis-à-vis  de éoliennes soumises aux caprices des vents. Dans ce parc hydrolien choisi, les courants peuvent atteindre 3 mètres par seconde. « Il s’agit d’un mode de production respectueux de l’environnement », a ajouté Frédéric Le LIDEC de DCNS.

Avant de réaliser ce projet, EDF et DCNS ont tenu plusieurs réunions avec les plaisanciers, les pécheurs et les associations environnementales. Il faut dire que le site retenu s’installera sur trois hectares de l’une des plus grandes réserves de crustacés d’Europe.

Des compensations d’un montant de 1.325 million d’euros ont été débloquées par EDG pour permettre aux pécheurs d’étudier les réactions du milieu naturel et plus particulièrement les migrations des homards.

Le parc de Paimpol-Bréhat sera un site pilote. D’autres projets d’hydroliennes sont déjà envisagés au large de Cherbourg, en Normandie, au large de l’île d’Ouessant dans le Finistère. D’ici une vingtaine d’années, il pourrait y avoir une centaine d’hydroliennes installées. Elles produiraient de l’électricité pour environ 100000 foyers. La France a pour objectif de produire 23 % d’énergie renouvelable d’ici 2020. Elle vient de lancer cinq importants appels d’offres d’éoliennes en mer, d’une capacité totale de 3 gigawatts à l’horizon 2015. »

Extrait de : « la toute première hydrolienne française a largué les amarres en Bretagne », site internet de France Info,

1)- Critiquer la formulation des phrases en italique dans le texte.

2)- Quelle est la nature de la ressource énergétique exploitée ?

3)- Schématiser la chaîne énergétique mis en œuvre dans une hydrolienne.

4)- Quels avantages présentent l’utilisation d’hydrolienne par rapport aux éoliennes ?

5)- Quelles incertitudes pèsent  encore sur l’avenir de la technologie hydrolienne ?

 

1)- Critiquer la formulation des phrases en italique dans le texte :

-    Phrase 1 : « d’un poids de mille tonne »

-    L’unité de poids est le newton (N) et non la tonne.

-    La tonne est une unité de masse.

-    Il faut dire : « d’une masse de mille tonne ».

-    Phrase 2 : « deux mégawatts, ce qui équivaut à peu près à la consommation annuelle de 2000 à 3000 foyers » :

-    Le mégawatt (MW) est une unité de puissance, alors qu’une consommation d’énergie électrique  s’exprime en joule (J) ou en kilowatt.heure (kW.h).

-    Dans cette phrase, il y un problème d’unité  (confusion puissance et énergie)

-    L'unité légale d'énergie est le Joule J.

-    On utilise le kiloJoule (kJ) et le MégaJoule (MJ) :

-    1 kJ = 1000 J et 1MJ = 106 J.

-    équivalences :

-    La tonne équivalent pétrole : énergie libérée par la combustion d'une tonne de pétrole :

-    1 t.e.p = 4,2 x 10 10 J

-    la tonne équivalent charbon : énergie libérée par la combustion d'une tonne de charbon :

-    1 t.e.c = 0,69 t.e.p

-     Le kilowatt. heure : énergie consommée par une machine de puissance 1000 watts qui fonctionne pendant une heure.

-    1 kW.h = 3,6 x 10 6 J

-    L'électron-volt : énergie acquise par une particule chargée de charge égale à la charge élémentaire accélérée par une différence de potentiel de un volt.

-    1 eV = 1,6 x 10 – 19 J

-    On utilise aussi le mégaélectron-volt (MeV) et le gigaélectron-volt (GeV).

2)-  Nature de la ressource énergétique exploitée :

-    La ressource énergétique exploitée est de l’eau en mouvement. On peut parler d’usine marée motrice.

3)- Schéma de la chaîne énergétique mis en œuvre dans une hydrolienne.

schéma de la chaine énergétique

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4)- Avantages de l’utilisation d’hydrolienne par rapport aux éoliennes :

-    Les hydrolienne ne produisent pas de gêne visuelle, ni de gêne sonore.

-    Alors que les éoliennes produisent une gêne visuelle et une gêne sonore.

-    Les éoliennes sont soumises aux caprices des vents. Pas de vent, pas d’électricité.

-    Les courants marins sont plus réguliers, en conséquence le rendement d’une hydrolienne est plus important que celui d’une éolienne.

5)- Incertitudes qui pèsent encore sur l’avenir de la technologie hydrolienne :

-    Il faut un peu de recul pour connaitre l’impact d’une hydrolienne sur la faune et la flore marine.

-    On ne connait pas aussi la résistance d’une hydrolienne aux courants marins et à l’eau salée.

 

II- Exercice 11 page 434 : Équilibre Nord–Sud.

 

Avec une augmentation de la population et la croissance économique mondiales, la consommation énergétique ne cesse d’augmenter, et l’écart Nord-Sud se creuse.

En Afrique, la consommation d’énergie par habitant n’a pratiquement pas augmenté dans les années 90, elle représente moins de 10 % de celle d’un habitant d’Amérique du Nord.

Pour de nombreux habitants de la planète, la biomasse (bois et déchets organiques) est la seule source d’énergie.

Les cartes suivantes présentent quelques indicateurs publiés par l’Agence internationale de l’énergie (IEA) pour l’année 2010.

 Consommation d'électricité Importation d'énergie

 Production d'énergie émission de CO2

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1)- Quels sont les pays les plus gros consommateurs d’énergie du monde ?

La production et la consommation d’énergie se fait-elle dans les mêmes pays ?

2)- Dioxyde de carbone et ressources énergétiques utilisées :

a)-  Quels sont les pays les plus gros émetteurs de dioxyde de carbone ?

b)-  Qu’en déduit-on quant aux ressources énergétiques utilisées dans ces pays ?

3)- Quel est le défi majeur en matière d’énergie pour le XXIe siècle ?

4)- Quelles solutions peut-on envisager ?

 

 

1)- Les pays les plus gros consommateurs d’énergie du monde :

-    On remarque que ce sont les pays de l’hémisphère Nord (États-Unis, Canada, Russie, ….) et L’Australie.

-    L’Amérique du nord (États-Unis, Canada) est à la fois un gros consommateur d’énergie et un gros producteur d’énergie.

-    Ce n’est pas le cas de l’Europe. Ce qui est souvent la source de tensions internationales (augmentation ou diminution du prix du baril de pétrole, du gaz naturel, …).

2)-  Dioxyde de carbone et ressources énergétiques utilisées :

a)-  Les pays les plus gros émetteurs de dioxyde de carbone 

-    Les pays gros consommateurs d’énergie (Amérique du Nord, Russie, Australie, …) sont aussi de gros émetteurs de dioxyde de carbone (gaz à effet de serre).

b)-  Ressources énergétiques utilisées dans ces pays :

-    Ces pays utilisent énormément des ressources fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel, …), ressources qui sont à l’origine de l’émission de gaz à effet de serre.

3)- Le défi majeur en matière d’énergie pour le XXIe siècle :

-    Défi majeur :

-    Permettre aux différents pays de la planète d’accéder à l’énergie

-    Mais aussi de l’imiter l’impact de l’utilisation des énergies sur la planète (limiter l’émission des gaz à effet de serre pour limiter le réchauffement climatique).

4)- Les solutions :

-    Développer de ressources renouvelables.

-    Rechercher de nouvelles ressources.

-    Mieux utiliser les ressources.

-    Explorer de nouvelles voies.

-    Développer une utilisation raisonnée des ressources énergétiques.

-    Améliorer les rendements.

-    Utiliser les plus possibles les énergies renouvelables (la géothermie, le vent, le soleil, les courants marins, l’écoulement de l’eau, le recyclage des déchets, .. .)

III- Exercice 12 page 435 : Développement des énergies renouvelables.

 

 

« Les énergies renouvelables présentent un atout majeur par rapport aux ressources fossiles : elle utilisent des sources naturelles comme la chaleur de la terre (géothermie), les marées ou le soleil, soit directement, soit par l’intermédiaire du vent, des courants marins, des écoulements d’eau, du recyclage des déchets.

La diversification de bouquet énergétique implique en particulier le développement de l’électricité et de la chaleur d’origines renouvelables. En plus de leur caractère inépuisable, les énergies renouvelables émettent peu ou pas de polluants (éolien, solaire) ; elles sont disponibles sur notre territoire, ce qui crée de l’emploi, augmente l’indépendance énergétique et aide à stabiliser le coût de l’énergie. En revanche, certaines énergies sont intermittentes, elles ne produisent pas en continu (comme le solaire et l’éolien) et posent parfois des problèmes d’intégration dans le milieu naturel (barrages hydrauliques, cultures intensives pour les biocarburants) ou dans les paysages (panneaux solaires et éoliennes).

Le développement des énergies renouvelables doit prendre en compte les différentes politiques environnementales (lutte contre l’effet de serre, protection des milieux naturels, santé, sécurité, etc.). Dans ce sens, une approche intégrée de l’ensemble des impacts dur l’environnement de chaque projet permet de développer des projets de qualité, respectueux de l’environnement. »

éolien et solaire

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Extrait du Ministère de l’écologie,

du développement durable, des transports et du logement,

https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/, juillet 2011.

1)- Les énergies renouvelables :

a)-  Indiquer les avantages des énergies renouvelables selon l’auteur.

b)-  Indiquer les inconvénients  des énergies renouvelables selon l’auteur.

2)- Sous quelle(s) forme(s) d’énergie sont transformées les énergies renouvelables ?

3)- Pourquoi les énergies renouvelables produisent-elles peu de dioxyde de carbone ?

Première S : à revoir

Chap. N° 09 Ressources énergétiques :

Chap. N° 10 Conversions d’énergie 

 

 

1)- Les énergies renouvelables :

a)-  Indiquer les avantages des énergies renouvelables selon l’auteur.

    Les énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien sont :

-    Inépuisables (caractère inépuisable)

-    Disponibles sur tout le territoire.

    Elles créent de l’emploi et augmente d’indépendance énergétique.

    Elles émettent peu ou pas de polluants.

b)-  Indiquer les inconvénients  des énergies renouvelables selon l’auteur.

    Les énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien sont :

-    Intermittentes (elles ne produisent pas en continu)

-    Posent parfois des problèmes d’intégration dans le milieu naturel ou dans les paysages (barrages hydrauliques, cultures intensives pour les biocarburants, panneaux solaires, éoliennes).

2)- Sous quelle(s) forme(s) d’énergie sont transformées les énergies renouvelables ?

-    Les énergies renouvelables sont transformées en électricité.

    Énergie éolienne : mouvement de l’air (vent)

Énergie

mécanique

 

Électricité

Alternateur

 

    Énergie solaire : rayonnement solaire :

Énergie du

rayonnement

 solaire

 

Électricité

Panneaux photovoltaïque

 

 

Énergie du

rayonnement

solaire

 

Énergie

thermique

Capteurs solaires

 

3)- Pourquoi les énergies renouvelables produisent-elles peu de dioxyde de carbone ?

-    Les énergies renouvelables, comme le solaire et l’éolien, ne produisent pas de gaz à effet de serre (CO2) lors de la production d’énergie (il n’y a pas de réaction chimique de combustion).

    Cas des éoliennes :

-    Cependant, pour évaluer l’impact d’une éolienne sur le réchauffement climatique, il faut prendre en compte toute la « vie » de l’éolienne, de sa fabrication jusqu’à son démantèlement, sans oublier sa maintenance.

-    « On constate alors que la fabrication de l’acier et du béton avec lesquels une éolienne est construite produit beaucoup de gaz à effet de serre. »

-     La fabrication des matériaux nécessaires à la construction des éoliennes libère beaucoup de gaz à effet de serre.

    Panneaux photovoltaïque : on peut faire la même remarque.