Le futur des énergies

Les notions à connaître

Mix énergétique

Répartition des différentes sources d'énergie primaire utilisées pour couvrir les besoins d'un pays ou d'une zone. Il varie selon les ressources disponibles, le climat et les choix politiques.

Rendement de conversion

Rapport entre l'énergie utile obtenue et l'énergie totale consommée. Toujours compris entre 0 et 1 (ou 0 % et 100 %). Exemples : moteur thermique ~30 %, LED ~40 %, moteur électrique ~90 %.

Énergie primaire / finale / utile

Primaire = extraite de la nature (pétrole brut, uranium…). Finale = livrée au consommateur (essence, électricité). Utile = effectivement utilisée pour le service rendu (mouvement, chaleur, lumière).

Intermittence

Caractère variable et non contrôlable de certaines sources renouvelables (solaire, éolien) qui dépendent de la météo. Nécessite du stockage ou des sources pilotables en complément.

Stockage d'énergie

Technologies permettant de stocker l'énergie pour la restituer à la demande : batteries (Li-ion), STEP (stations de pompage), hydrogène, air comprimé, volants d'inertie.

Facteur de charge

Rapport entre l'énergie effectivement produite et l'énergie maximale théorique si la source fonctionnait à pleine puissance 24h/24. Éolien ~25 %, solaire ~12 % (France), nucléaire ~75 %.

Énergie grise

Énergie consommée tout au long du cycle de vie d'un produit ou d'une installation : extraction, fabrication, transport, installation, maintenance, recyclage.

Pilotabilité

Capacité à adapter la production d'énergie à la demande. Les centrales nucléaires, hydrauliques et à gaz sont pilotables. L'éolien et le solaire ne le sont pas (intermittents).

Les erreurs à éviter en ens. scientifique

• ✗ Additionner les rendements au lieu de les multiplier

  ✓ Les rendements d'une chaîne se MULTIPLIENT. Deux étapes à 50 % donnent $0,5 \times$ 0,5 = 0,25 = 25 %, pas 100 %.

• ✗ Confondre puissance (W) et énergie (J ou kWh)

  ✓ La puissance est un débit d'énergie par unité de temps. Un panneau de 300 W qui fonctionne 5 h produit 1,5 kWh d'énergie.

• ✗ Penser que renouvelable = sans impact environnemental

  ✓ Éolien et solaire ont un impact (fabrication, recyclage, emprise au sol, métaux rares). 'Renouvelable' signifie que la source se reconstitue à l'échelle humaine.

• ✗ Confondre puissance crête et production réelle

  ✓ Un panneau de 400 Wc ne produit 400 W que dans des conditions idéales (ensoleillement max, T optimale). En moyenne, il produit bien moins (facteur de charge ~12 % en France).

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Quelle est la différence entre une énergie renouvelable et une énergie fossile ?
2. Quelle grandeur physique mesure la capacité d'un système à produire un travail ou de la chaleur ?
3. Quelle source d'énergie produit la majorité de l'électricité en France ?
4. Le rendement d'une conversion énergétique est toujours :
5. Quel est le principal inconvénient de l'énergie éolienne et solaire pour le réseau électrique ?