Établir un bilan énergétique

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Énergie, matière et rayonnement
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Établir un bilan énergétique

FB_Bac_98618_PhyT_S_032

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Rappels de cours

1Les ressources en énergie

 Le pétrole, le gaz et le charbon constituent un stock d’énergie chimique fossile non renouvelable. Leur combustion fournit de l’énergie thermique mais produit des gaz à effet de serre (GES). L’énergie nucléaire, non renouvelable, produit également de l’énergie thermique.

 Les énergies solaire, éolienne, hydraulique ou géothermique sont des sources d’énergie renouvelable de même que la biomasse.

2La chaîne énergétique

 Traditionnellement, l’énergie chimique est convertie en énergie thermique pour chauffer de l’eau et produire de la vapeur qui fait tourner une turbine reliée à un alternateur.


 Aujourd’hui apparaissent de nouvelles chaînes énergétiques.

exemple Les cellules photovoltaïques transforment directement l’énergie lumineuse du rayonnement solaire en énergie électrique.

3Conservation et dégradation de l’énergie


 Lors de sa conversion, l’énergie n’est pas récupérable en totalité par l’utilisateur. Le rendement n’est jamais égal à 1 : l’énergie récupérée en bout de chaîne est toujours inférieure à l’énergie fournie.

 On parle de dégradation de l’énergie pour désigner la dissipation sous forme de chaleur d’une partie de l’énergie fournie.

4Bilan énergétique

Faire un bilan énergétique, c’est énumérer et éventuellement calculer tous les flux d’énergie entrant et sortant d’un système donné.

Méthodes

Comprendre l’influence des gaz à effet de serre (GES)


1. Expliquer ce que représentent 1, 2, 3, 4, 5 et 6 sur cette schématisation.

2. Le schéma peut laisser supposer que la Terre se réchauffe sans limite. Comment expliquer que la température de la Terre soit stable ?

Conseils

1. Raisonner en termes d’absorption et réflexion.

2. Si la température de la Terre reste à peu près constante, c’est qu’elle reçoit autant d’énergie qu’elle en émet.

Solution

1. Le rayonnement solaire (3) est en partie réfléchi (4) par l’atmosphère (1). Celui qui parvient au sol (2) est absorbé et réémis sous forme d’un rayonnement de plus basse fréquence (infrarouges) qui traverse plus difficilement l’atmosphère (5). En effet, les molécules de GES absorbent ces rayonnements IR et les réémettent dans toutes les directions (5 et 6). Le rayonnement qui revient vers le sol (6) est de nouveau renvoyé en partie vers les GES et ainsi de suite.


2. La description ci-dessus ne s’intéresse qu’au rayonnement solaire arrivant sur Terre. Dans le même temps, la Terre et son atmosphère se refroidissent au contact avec l’espace froid (essentiellement la nuit par la face opposée au Soleil). La Terre et son atmosphère reçoivent globalement autant d’énergie qu’elles en émettent. Si la quantité de GES augmente, l’équilibre s’établit à une température plus élevée.

Établir une chaîne énergétique

Madame Autan a fait installer une éolienne dans son jardin. Établir la chaîne d’énergie correspondante.

Solution

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