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L'énergie
51 questions
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7.10.2008
Comment calcule-t-on l'énergie primaire d'une ressource que nous exploitons?
L'énergie primaire devrait être l'énergie effectivement contenu dans une ressource (ex. pétrole). Mais lorsque nous l'exploitons, une part importante et même majoritaire de son énergie propre se dissipe (p.ex par combustion). Où cette énergie se dissipe-t-elle et comment mesure-t-on la perte entre énergie primaire et énergie effectivement produite? (adroy, 24 ans)
On distingue trois catégories d'énergie.
1) L'énergie primaire est définie comme l'énergie sous sa forme première, non transformée "comme elle se trouve dans la nature".
2) L'énergie finale est l'énergie mise à disposition du consommateur, c'est l'énergie effectivement fournie.
3) L'énergie utile représente l'énergie effectivement utilisée par le consommateur en tenant en compte du rendement des appareils.
L'énergie primaire est donc la somme de l'énergie finale et de l'énergie qui a été perdue pour sa transformation et sa distribution.
Il faut néanmoins être vigilant, car selon les auteurs ces notions peuvent différer (voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_primaire)
Pour calculer le potentiel maximum d'énergie contenu dans une ressource énergétique, des calculs ont été effectués dans des laboratoires. Ces chiffres permettent notamment d'établir des équivalences entre type d’énergies. Pour la plupart des ressources énergétiques c'est en brûlant ces matières que l'on arrive à estimer leur potentiel. On mesure la chaleur dégagée (combustion complète sans pertes). Pour l'électricité, c'est plus complexe et le mode de calcul peut varier comme le montre Jean-Marc Jancovici (http://www.manicore.com/documentation/equivalences.html)
Lorsque l'on transforme une ressource énergétique (par ex. en chaleur, en mouvement), toute l'énergie potentielle qu'elle contient n'est pas convertie. Les pertes se font généralement sous forme de chaleur (échauffement, refroidissement) ou sous forme de gaz (pollution). Pour exprimer ces pertes de transformation, on parle de rendement. Le rendement exprime la capacité de nos appareils (centrales, moteurs, appareils divers) à "rendre" l'énergie qu'ils ont reçue. Par exemple, un moteur à explosion de voiture a un rendement d'environ seulement 30%, c'est à dire que 70% de l'énergie est perdue (sous forme de chaleur et de gaz).
Pour calculer les pertes d'énergie, il "suffit" de soustraire à l'énergie maximale contenue dans la ressource énergétique, l'énergie que nous fournit réellement une machine (la méthode sera différente selon l'appareil et la forme de l'énergie fournie) .
Dr Tourane Corbière et Martin Reeve pour la fondation Juvene
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Comment fonctionne une voiture a hydrogène? (zoé, 13 ans)
Bonjour Zoé, les voitures à hydrogène – qu'on appelle aussi voitures à pile à combustible – fonctionnent grâce à un moteur électrique qui est alimenté par une pile particulière (à hydrogène). Les moteurs fonctionnant avec cette pile n'ont besoin pour leur fonctionnement que d'hydrogène et d'oxygène et leur seul rejet est de l'eau sous forme gazeuse. La pile à combustible transforme l'énergie créée par une réaction chimique en énergie électrique. Elle permet de délivrer un courant électrique en continu grâce à une réaction chimique particulière qui s'appelle réaction d'hydrolyse inverse. L'hydrolyse inverse réunit électrochimiquement de l'hydrogène et de l'oxygène pour produire de l'électricité et rejette de la vapeur d'eau. Les produits qui réagissent ensemble sont généralement du dihydrogène (H2) et du dioxygène (O2). Voici une animation qui représente la réaction: http://www.cea.fr/var/cea/storage/static/fr/jeunes/animation/aLaLoupe/Pile/pile.htm
Une voiture à hydrogène est donc une voiture électrique alimentée par une pile à combustible.
Trois problèmes ne sont actuellement pas encore complètement résolu avec cette technique: 1) la fabrication de l'hydrogène nécessaire au fonctionnement requiert beaucoup d'énergie, 2) la pile à combustible produit de la chaleur, 3) l'hydrogène gazeux est dangereux: il est très explosif. Les industriels cherchent des solutions.
Dr Tourane Corbière et Martin Reeve pour la Fondation Juvene
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