TECHNO-HABILIS · 2014. 11. 3. · HABILIS 2014 TK5MW S Une mine est un gisement exploité de...

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    Technologie collège 6ème 

    Les énergiesLes énergiesLes énergies

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  • Historique

    Les énergies fossiles

    L’électricité

    L’énergie nucléaire

    L’énergie solaire

    L’énergie hydraulique

    L’énergie éolienne

    Bioénergie et géothermie

    Les énergies de demain

    Le lexique

    TECHNO‐HABILIS 2014 TK5MW 

  • Sources : Wikipedia 

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    Historique L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    L’énergie est la force qui permet aux êtres vivants ou aux objets d’exercer une ac on.

    S  

    La conquête du feu 

    L’énergie musculaire 

    L’énergie du vent 

    La force de l’eau 

    La lumière 

    L’énergie démul pliée 

    La vapeur 

  • Les énergies fossiles L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    On appelle ainsi le charbon, le pétrole et le gaz, qui se sont formés il y a des millions d‘années.

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    S  

    La forma on du charbon 

    Le charbon est une roche sédi‐mentaire exploitée en tant que combus ble et formée à par r de la dégrada on par elle de la ma ère orga‐nique des végétaux. Couvrant en 2011, 28,8 % des besoins énergé‐

    ques mondiaux, le charbon est actuellement une des principales ressources énergé ques de l'hu‐manité.

    La houille est une roche carbo‐née sédimentaire correspondant à une qualité spécifique de charbon, intermédiaire entre le lignite et l'an‐thracite (soit 80 à 90 % de carbone). De couleur noirâtre, elle provient de la carbonisa on d'organismes végé‐taux et peut donc servir de combus ble fossile. Ce combus ble est u lisé depuis le XIe siècle et son extrac on dans les mines a rendu possible la révolu on indus‐trielle au XIXe siècle. Depuis, la houille cons tue une des principales sources d'énergie des pays indus‐trialisés. L'appella on courante de charbon désigne généralement la houille.

    La tourbe est une ma ère organique fossile formée par ac‐cumula on sur de longues périodes de temps de ma ère organique morte, essen ellement des végétaux, dans un milieu saturé en eau. La tourbe forme la majeure par e des sols des tourbières. Séchée, elle donne un combus ble brun à noirâtre qui chauffe moins que le bois et le charbon.

    L'anthracite est une roche sédimentaire d'origine organique. C'est une va‐riété de charbon grise, noirâtre et brillante ex‐traite des mines.

    Le lignite est une roche sédi‐mentaire composée de restes fossiles de plantes (vient de Lignine). C'est une roche intermédiaire entre la tourbe et la houille. Le lignite est un charbon composé de 65 à 75 % de carbone. Il est u lisé pour le chauffage et pour pro‐duire de l'électricité.

  • Les mines souterraine 

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    S  

    Une mine est un gisement exploité de matériaux (par exemple d'or, de charbon, de cuivre, de diamants, de fer, de sel, d'uranium, etc.). Elle peut être à ciel ouvert ou souterraine. Dans les années 1980, environ 20 milliards de tonnes de matériaux étaient extraits annuellement des seules mines à ciel ou‐vert dans le monde dont plus de la moi é des minerais1 alors que plus de six milliards de tonnes de charbon, 1,6 milliard de tonnes de minerai de fer, 190 millions de tonnes de minerai d'aluminium sont présumés extraits du sous‐sol par des galeries et puits au début du XXIe siècle.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Mine_(gisement)#cite_note-1�

  • L’exploita on offshore (en mer) 

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    Offshore est un terme anglais (li éralement « en dehors des côtes », « vers le large »), qui peut se traduire par « en mer », « au large » ou « extraterritorial » pour certaines accep ons et qui peut s'appliquer à plu‐sieurs domaines. Une plate‐forme pétrolière est une construc on marine fixe ou flo ante qui sert à l'exploita on d'un gisement pétrolier. Elle supporte principalement les disposi fs nécessaires pour la phase de forage et d'extrac on du pétrole, ainsi que parfois des équipements des ‐nés à assurer une présence humaine à bord. Certaines plates‐formes per‐me ent de transformer le pétrole, le gaz ou les condensats de gaz natu‐rel extraits, de façon à ce qu'il soit plus facile à transporter et à exporter.

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    Le pétrole et le gaz 

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    Le pétrole (L. petroleum, du mot grec petra, roche, et du la n oleum, huile) est une roche liquide d'origine naturelle, une huile minérale composée d'une mul tude de composés organiques, essen ellement des hydrocarbures, piégé dans des forma ons géologiques par culières. L'exploita on de ce e source d'énergie fossile et d'hydrocarbures est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole fournit la quasi‐totalité des carburants liquides (fioul, gazole, kérosène, essence, GPL).

    Le gaz naturel est un combus ble fossile composé d'un mé‐lange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse. Avec 23 % de l'énergie consommée en 2005, le gaz naturel est la troisième source d'énergie la plus u lisée dans le monde après le pétrole (37 % en 2005) et le charbon (24 % en 2005).

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Latin�

  • L’électricité L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    C’est la forme d’énergie la plus u lisée dans le monde. Elle existe à l’état naturel : la foudre.

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    La centrale thermique 

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    L’électricité en stock 

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    L’acheminement et la distribu on de l‘électricité 

    Électricité Réseau Distribu on France (ERDF) est une société anonyme à conseil de surveil‐lance et directoire, filiale à 100 % d'EDF chargée de la ges on de 95 % du réseau de distribu on d'électrici‐té en France. Elle ne doit pas être confondue avec RTE qui est le ges‐

    onnaire du réseau de transport d'électricité en haute tension supérieure à 50 kV (HTB). ERDF a été créée le 1er janvier 2008 par la scission des ac vités de distribu on d'électricité d’EDF d'avec les ac vités de produc on, de transport et de commerciali‐sa on de l'électricité.

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    U lisa on de l’électricité 

    Une voiture électrique est une automobile mue par la force électromotrice de moteur (s) électrique (s), ali‐mentée soit par une ba erie d'accumulateurs, soit par une pile à combus ble (hydrogène ou méthanol), soit par un moteur thermique générateur (Wankel, S rling ou classique). On dis ngue ainsi les tradi onnelles voi‐tures électriques à ba erie comme la Tesla Roadster, la Renault Fluence ZOE, la i‐MiEV ou le crossover élec‐trique Venturi America (parfois appelée en anglais BEV, Ba ery Electric Vehicule), les voitures électriques à pile à combus ble, et les voitures électriques à essence. Il existe également des voitures hybrides électriques à ba erie avec prolongateur d'autonomie (EREV, Extended Range Electric Vehicule), comme la Chevrolet Volt ou la berline de sport Fisker Karma.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine_%C3%A9lectrique�http://fr.wikipedia.org/wiki/Mitsubishi_i#La_version_i-MiEV�http://fr.wikipedia.org/wiki/Fisker_Karma�

  • L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

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    Les énergies L’énergie nucléaire

    Comme toute ma ère (solide, liquide ou gazeuse), l’uranium et le plutonium, des métaux, sont cons tués de milliards de par cules minuscules appelés atomes. Chaque atome possède un noyau. C’est en cassant en deux les noyaux d’atomes d’uranium ou de plutonium que l’on ob ent de l’énergie nu‐cléaire.

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    Le cycle du combus ble  Le cycle du combus ble nucléaire (ou chaîne du combus ble nucléaire) est l'ensemble des opéra‐

    ons de fourniture de combus ble aux réacteurs nucléaires, puis de ges on du combus ble irra‐dié ; depuis l'extrac on du minerai à la ges on des déchets radioac fs. Ces opéra ons cons tuent alors les différentes étapes du cycle du combus ble nucléaire qui in‐terviennent en amont ou en aval du cycle selon qu'elles se déroulent avant ou après son irradia on dans un réacteur.

  • L’énergie solaire L’Homme invente l’ou l...

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    Le soleil nous apporte une source d’énergie considérable sous forme de chaleur et de lumière.

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    Le soleil, grande source d’énergie  Le Soleil est l’étoile de notre Système solaire. Dans la classifica on astronomique, c’est une étoile de type naine jaune, composée d’hydrogène (74 % de la masse ou 92,1 % du volume) et d’hélium (24 % de la masse ou 7,8 % du volume). Autour de lui gravitent la Terre, et sept autres planètes, au moins cinq planètes naines, de très nombreux astéroïdes et comètes et une bande de poussière. Le Soleil représente à lui seul 99,86 % de la masse du Système solaire ainsi cons tué, Jupiter représentant plus des deux ers de tout le reste.

    L’énergie solaire transmise par rayonnement rend possible la vie sur Terre par apport d'énergie lumineuse (lumière) et d'énergie thermique (chaleur), perme ant la présence d’eau à l’état liquide et la photosynthèse des végétaux. Les UV solaires contribuent à la désinfec on naturelle des eaux de surfaces et à y détruire certaines molécules indésirables (quand l'eau n'est pas troptur‐bide). La polarisa on naturelle de la lumière solaire (y compris de nuit après diffusion ou réflexion, par la Lune) ou par des maté‐riaux tels que l’eau ou les cu cules végétales est u lisée par de nombreuses espèces pour s’orienter.

    Le rayonnement solaire est aussi responsable des climats et de la plupart des phénomènes météorologiques observés sur la Terre. En effet, le bilan radia f global de la Terre est tel que la densité thermique à la surface de la Terre est en moyenne à 99,97 % ou 99,98 % d’origine solaire. Comme pour tous les autres corps, ces flux thermiques sont con nuellement émis dans l’espace, sous forme de rayonnement thermique infrarouge ; la Terre restant ainsi en « équilibre dynamique ».

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    Les capteurs  Un panneau solaire est un disposi f technolo‐gique énergé que à base de capteur solaire ther‐mique ou de capteur solaire photovoltaïque des né à conver r le rayonnement solaire en énergie ther‐mique ou en énergie électrique.

    Les tuiles solaires thermiques représentent une alterna ve aux panneaux solaires thermiques (ceux qui chauffent de l'eau comme l'eau chaude sanitaire ou l'eau de chauffage central et non pas le photovoltaïque).

    Les tuiles spéciales regroupant dans un seul élément tous les éléments d’un panneau so‐

    laire,

    Les tuiles solaires composées de tuiles en verre et d’un système en kit perme ant de

    capter les rayons de soleil sous les tuiles en

    verre,

    Les systèmes spéciaux perme ant de capter la chaleur sous les tuiles. Par exemple sous les

    ardoises. En effet, l'ardoise est très connue par

    ses caractéris ques d’absorp on des rayons

    solaires. D'autres systèmes sont en cours de

    développement pour capter l'énergie solaire

    directement à par r d'apparence extérieure

    iden que à une tuile standard (terre cuite ou

    béton).

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    Les piles solaires 

    25 avril 1954 : inven on de la pile solaire. Les laboratoires Bell présentent un capteur solaire capable de transformer directement les rayons du Soleil en énergie électrique.

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    Les centrales électriques solaires 

    Le four solaire d’Odeillo, de 54 mètres de haut et 48 de large comprenant 63 héliostats, est un four fonc onnant à l’énergie solaire, mis en service en 1970. Sa puissance thermique est d'un mégawa . Avec le four solaire de Parkent en Ouzbékistan, il est l'un des deux plus grands du monde. Ce laboratoire doit sa renommée mondiale à son acquis scien fique unique dans le domaine des études par voie solaire des phénomènes à haute température et du comportement des matériaux soumis à des condi ons extrêmes. Les fours solaires de Mont‐Louis et d'Odeillo ont servi de modèles dans le monde en er, démontrant le poten el de l'énergie solaire et ses mul ples applica ons. Sur place, il est également possible de découvrir la cuisson au four solaire.

    Certaines centrales thermiques solaires sont cons ‐tuées d'une tour solaire thermique et d'héliostats. La tour reçoit la lumière du soleil concentrée par les héliostats. La technique solaire thermique concen‐trée est vue comme une solu on viable d'énergie renouvelable perme ant une produc on d'énergie sans pollu on, avec une technologie disponible.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Font-Romeu-Odeillo-Via�

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    Autres u lisa ons 

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    La voiture solaire est un véhicule solaire pour le transport rou‐

    er.

    Les voitures solaires combinent des technologies typiquement

    u lisées dans les domaines de l'aérospa ale, du vélo,

    des énergies alterna ves et de la construc on automobile. Le

    design du véhicule solaire est par culièrement limité à cause

    de la quan té d'énergie nécessaire dont la voiture a besoin. La

    plupart des véhicules solaires sont construits dans le but de

    par ciper à des courses de voitures solaires.

    Un avion solaire est un avion dont la propulsion électrique est alimen‐tée, complètement ou en par e, par de l'énergie qu'il capte du soleil grâce à des panneaux photovoltaïques. Disposés habituellement sur la surface de l'aile, ils conver ssent l'énergie lumineuse de notre étoile en énergie électrique. Connecté aux panneaux, un circuit électronique appelé MPPT (Maximum Power Point Tracker) assure une u lisa on op male de ce e énergie afin d'alimenter le moteur qui transforme ce e énergie électrique en énergie mécanique au travers de l'hélice. Dans la majorité des cas, une ba erie est u lisée pour stocker l'éner‐gie supplémentaire afin de pallier un manque de soleil.

  • L’énergie hydraulique L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    La force de l’eau en mouvement représente une source d’énergie mécanique considérable, u lisée depuis plus de 2 000 ans. Aujourd’hui, on l’u lise sur‐tout pour fabriquer de l’électricité.

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    Les barrages 

    Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et des né à réguler le débit du cours d'eau et/ou à en stocker l'eau pour différents usages tels que : contrôle des crues, irriga on, industries, hydroélectricité, pisciculture, réserve d'eau potable, etc.

  • L’énergie hydraulique L’Homme invente l’ou l...

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  • L’énergie hydraulique L’Homme invente l’ou l...

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    Les canards de Salter 

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    L’usine marémotrice 

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    Autres u lisa ons 

  • L’énergie éolienne L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    Les éoliennes, moulins à vent modernes, u lisent plus efficacement le vent. Environ 200 000 éoliennes fonc onnement actuellement dans le monde. La plupart servent à pomper de l’eau. Celles qui produisent de l’électricité sont aussi appelées des aérogénérateurs.

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    Les fermes éoliennes 

    Un parc éolien, ou une ferme éolienne, est un site re‐groupant plusieurs éoliennes produisant de l'électricité. Il se trouve dans un lieu où le vent est fort et/ou régu‐lier. Certaines cri ques accusent les parcs éoliens de porter a einte aux paysages.

  • Les éoliennes en mer 

    Sources : Wikipedia 

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    L’énergie éolienne L’Homme invente l’ou l...

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    Une éolienne offshore ou officiellement éolienne en mer fonc onne de la même manière qu'une éolienne terrestre, mais est implantée au large des côtes pour mieux u liser l'énergie du vent afin de produire de l'électricité grâce à une turbine et à un générateur électrique.

  • L’énergie éolienne Les énergies 

  • Des navires bizarres 

    Sources : Wikipedia 

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    L’énergie éolienne L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    Un bateau solaire est un bateau propulsé par un moteur électrique alimenté par des panneaux photovoltaïques. Un accumulateur(ba erie) peut servir de tampon, pour un stockage intermédiaire de l'énergie.

  • Les pompes éoliennes 

    Sources : Wikipedia 

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  • Bioénergie et géothermie L’Homme invente l’ou l...

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    Toutes les plantes forment ce que l’on appelle la biomasse.

    Sources : Wikipedia 

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    Les centrales géothermiques 

    Les centrales géothermiques produisent de l'électricité à par r d'énergie géothermique. Les technologies u lisées comprennent les turbines à vapeur sèche, centrales à condensa on et centrales à cycle combiné. La produc on d'électricité géothermique est u lisée dans 24 pays, alors que le chauffage géothermique est u lisé dans 70 pays.

  • Sources : Wikipedia 

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    Bioénergie et géothermie L’Homme invente l’ou l...

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    Le bois 

    Le bois énergie est un type de bioénergie u lisant la biomasse cons tuée par le bois. Il s'agit essen ellement de l'u lisa‐

    on du bois en tant que combus ble, et dans une moindre mesure en tant que source de combus ble. La combus on de ce e source d’énergie peut être très polluante si les rejets ne sont pas soigneuse‐ment contrôlés. Il peut s'agir d'une énergie renouvelable si le bois est produit par une ges on durable des forêts.

  • Sources : Wikipedia 

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    Bioénergie et géothermie L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    Les biocarburants 

    Un biocarburant ou agrocarburant est un carburant produit à par r de matériaux organiques non fossiles, provenant de la biomasse et qui vient en complément ou en subs tu on du combus ble fossile. Il existe actuellement deux filières princi‐pales :

    ‐ filière huile et dérivés, comme l'huile végétale carburant, le biodiesel (ou biogazole) ;mais aussi de graisses animales ou des acides gras divers ( algues ..)

    ‐ filière alcool comme le bioéthanol, à par r de sucres, d'amidon, de cellulose ou de lignine hydrolysées.

  • Sources : Wikipedia 

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    Bioénergie et géo-L’Homme invente l’ou l...

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    Les biogaz 

    Le biogaz est le gaz produit par la fermenta on de ma ères organiques animales ou végétales en l'absence d'oxygène. Ce e fermenta on appelée aussi méthanisa on se produit naturellement (dans les marais) ou spontanément dans les décharges contenant des déchets organiques, mais on peut aussi la provoquer ar ‐ficiellement dans des digesteurs (pour traiter des boues d'épura on, des déchets orga‐niques industriels ou agricoles, etc.). Le biogaz est un mélange composé essen ellement de méthane (typiquement 50 à 70 %) et de dioxyde de carbone (CO2), avec des quan tés variables de vapeur d'eau, et de sulfure d'hydrogène (H2S). On peut trou‐ver d'autres composés provenant de contamina ons, en par culier dans les biogaz de décharges. L'énergie du biogaz provient uniquement du méthane : le biogaz est ainsi la forme renouvelable de l'éner‐gie fossile très courante qu'est le gaz naturel qui, lui, con ent essen ellement du méthane mais aussi du butane, du propane et d'autres éléments.

  • Les énergies de demain L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    Le pétrole, le charbon et le gaz représentent 76% des combus bles u lisés dans le monde. Et si de nouveaux gisements d’hydrocarbures ont été récem‐ment découverts en mer, si l’on peut encore trouver du charbon à de grandes profondeurs sous terre, leurs réserves sont menacées à plus ou moins court terme.

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    La cheminée thermique 

    Le rage thermique, ou effet cheminée, est le mouvement de l'air (dans les bâ ‐ments, cheminées, conduites...) sous l'effet de la poussée d'Archimède.

  • Les voiliers de l’espace 

    Sources : Wikipedia 

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    Les énergies 

    Une voile solaire ou photovoile est un disposi‐f de propulsion u lisant la pression de radia‐on émise par les étoiles pour se déplacer dans

    l'espace à la manière d'un voilier. Compte tenu de la faible propulsion générée, le procédé ne permet pas de qui er la surface d'une planète (même dénuée d'atmosphère, et donc de fric‐

    on). Il est en revanche u lisable sur un appa‐reil ayant déjà a eint la vitesse de satellisa on minimale, voire la vitesse de libéra on.

  • La pile à combus ble 

    Sources : Wikipedia 

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    Les énergies de demain L’Homme invente l’ou l...

    Les énergies 

    Une pile à combus ble est une pile dans laquelle la fa‐brica on de l'électricité se fait grâce à l'oxyda on sur une électrode d'un combus ble réducteur (par exemple l'hydrogène) couplée à la réduc on sur l'autre électrode d'un oxydant, tel que l'oxygène de l'air.

    Pile à combus ble, de la NASA au méthanol.

  • Sources : Wikipedia 

    TECH

    NO‐HAB

    ILIS 2014 TK

    5MW 

    S  

    Lexique L’Homme invente l’ou l...

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