Les sources d’énergie

Le développement de la population et des technologies dans le monde augmente sensiblement les besoins énergétiques. Quelles sont les différentes sources d’énergie disponibles ?

Les sources d’énergie non renouvelable

Elles nécessitent plusieurs millions d’années pour se renouveler et disparaîtront un jour car leurs stocks sur la Terre sont limités. On y retrouve les combustibles fossiles (charbon, gaz, pétrole) et l’énergie nucléaire (uranium, plutonium).

Les combustibles fossiles

Issu de la matière organique fossile piégée dans les couches sédimentaires de la Terre, qui sous l’effet de la pression et de la température se transforme lentement durant plusieurs millions d’années en charbon, en gaz, ou en pétrole. Les combustibles fossiles sont encore très utilisés parce qu’ils ont un très bon rendement énergétique, mais ils nuisent à l’environnement. Le climat de la planète est fortement impacté par la consommation humaine des énergies fossiles et leur quantité reste limitée.

Le charbon

Il provient de la transformation lente d’anciens être vivants (biomasse) en combustible contenant beaucoup de carbone. Extrait du sous-sol dans des mines, le charbon a été essentiel pour le développement de la société lors de la révolution industrielle. Le charbon est l’une des sources d’énergie les plus utilisées dans le monde.

Le gaz naturel

À l’instar du charbon, le gaz naturel provient aussi de la transformation lente de biomasse en combustible gazeux et contient beaucoup de carbone. Le gaz naturel et le pétrole sont parfois extraits en même temps sur les mêmes gisements. Le raffinage du gaz naturel permet d’obtenir plusieurs gaz pour différents usages : le méthane (CH4) et le propane (C3H8) utilisés comme carburants pour se déplacer, et le butane (C4H10) pour se chauffer ou cuisiner. Le gaz naturel est la 3ème source d’énergie la plus utilisée dans le monde.

Le pétrole

Comme le charbon et le gaz naturel, le pétrole provient de la transformation lente de biomasse. Extrait du sous-sol dans des gisements,il est principalement utilisé pour la fabrication des plastiques et pour la production des carburants (essence, gasoil, kérosène…). C’est d’ailleurs dans les transports qu’on l’emploie le plus souvent. Le pétrole est la source d’énergie la plus utilisée dans le monde.

L’énergie nucléaire

L’énergie nucléaire peut être obtenue grâce à deux procédés : la fission et la fusion. Majoritairement employée dans plus de 400 réacteurs dans le monde, la fission consiste à projeter un neutron sur un atome d’uranium ou de plutonium et permet de produire ainsi une chaleur considérable. Les centrales nucléaires transforment cette chaleur en électricité. Les déchets radioactifs mettent entre 300 000 et 1 million d’années pour perdre leur toxicité. La fusion est une autre technique visant à faire fusionner deux atomes d’hydrogène et produire ainsi beaucoup de chaleur. Les technologies pour la fusion nucléaire ne sont pas encore bien maîtrisées.

Les sources d’énergie renouvelable

Les énergies renouvelables sont disponibles de manière constante et leur quantité ne diminue pas ou se reconstitue assez vite pour l’être humain. Avec un rendement énergétique peu important pour le moment, de nouvelles technologies permettront de développer l’usage des énergies renouvelables dans le monde.

L’énergie hydraulique

Utilisée depuis l’Antiquité avec les moulins à eau, l’énergie hydraulique est inépuisable. Aujourd’hui les centrales (barrages) hydrauliques convertissent la force des fleuves, des marées ou de la houle en énergie électrique grâce à des turbines.

L’énergie éolienne

Depuis les moulins à vent du Moyen-Âge, l’énergie produite à partir du vent est également inépuisable. Aujourd’hui une éolienne convertit l’énergie éolienne en énergie électrique à l’aide de pales et d’un générateur. Cette source d’énergie est intermittente car il n’y a pas toujours de vent et il faut stocker l’énergie électrique produite dans des batteries.

L’énergie solaire

L’énergie solaire consiste à exploiter le rayonnement solaire. Elle peut être transformée en énergie thermique (solaire thermique) ou en énergie électrique (solaire photovoltaïque).
Pour le solaire thermique, le rayonnement solaire chauffe un fluide caloporteur qui transfère cette chaleur vers l’eau chaude de la maison.
Pour le solaire photovoltaïque, le rayonnement solaire est converti en électricité grâce à des panneaux photovoltaïques.

L’énergie géothermique

L’énergie géothermique est la chaleur qui se trouve sous la surface de la Terre. Elle provient du Soleil qui réchauffe la surface de la Terre et du magma qui chauffe la croûte terrestre. Pour exploiter la géothermie on utilise des pompes à chaleur qui captent la chaleur souterraine afin de chauffer des bâtiments. Cette énergie est permanente et indépendante de la météo.

La biomasse et les déchets

La biomasse est issue de matière organique végétale (bois, céréales, betteraves, colza), animale, fongique (champignons) et même de déchets organiques de nos poubelles. Lorsqu’elle est directement utilisée comme combustible, on produit de la chaleur. Et lorsque l’on fabrique en même temps de l’électricité on fait de la cogénération. La biomasse peut aussi être transformée en biocarburant et en biogaz grâce à une usine de méthanisation.

À retenir

  • Les sources d’énergie non renouvelable nécessitent plusieurs millions d’années pour se renouveler et disparaîtront un jour car leurs stocks sur la Terre sont limités. 
  • Les combustibles fossiles sont issus de la matière organique fossile piégée dans les couches sédimentaires de la Terre comme le charbon, le gaz et le pétrole.
  • L’énergie nucléaire peut être obtenue grâce à deux procédés : la fission et la fusion.
  • Les énergies renouvelables sont disponibles de manière constante et leur quantité ne diminue pas ou se reconstitue assez vite pour l’être humain. 
  • On retrouve parmi les énergies renouvelables : l’énergie hydraulique, l’énergie éolienne, l’énergie solaire, l’énergie géothermique et la biomasse.

Espace technologie

L’espace technologie te propose des notions, des méthodes et des outils pour concevoir tous tes projets technologiques.