Les atouts de l'électricité

Au programme

L’énergie électrique présente de nombreux avantages : une distribution aisée, sûre et à faible impact écologique ; l’existence de réseaux de distribution très étendus ; la disponibilité de convertisseurs de bon rendement permettant de transformer l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie ou, symétriquement, d’obtenir de l’énergie électrique. L’existence de procédés d’obtention d’énergie électrique sans combustion justifie le rôle central que cette forme d’énergie est amenée à jouer à l’avenir.

Savoirs	Savoir-faire
- Trois méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion : 1. La conversion d’énergie mécanique, soit directe (dynamos, éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques), soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie) ; 2. La conversion de l’énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques) ; 3. La conversion électrochimique (piles ou accumulateurs conventionnels, piles à hydrogène). Ces méthodes sans combustion ont néanmoins un impact sur l’environnement et la biodiversité ou présentent des risques spécifiques (pollution chimique, déchets radioactifs, accidents industriels, …). - Pour faire face à l’intermittence liée à certains modes de production ou à la consommation, l’énergie électrique doit être convertie sous une forme stockable : 1. Énergie chimique (accumulateurs) ; 2. Énergie potentielle (barrages) ; 3. Énergie électromagnétique (super-capacités).	- Décrire des exemples de chaînes de transformations énergétiques permettant d’obtenir de l’énergie électrique à partir de différentes ressources primaires d’énergie. - Calculer le rendement global d’un système de conversion d’énergie. - Analyser des documents présentant les conséquences de l’utilisation de ressources géologiques (métaux rares, etc.). - Comparer différents dispositifs de stockage d’énergie selon différents critères (masses mises en jeu, capacité et durée de stockage, impact écologique).

Savoirs

Savoir-faire

- Trois méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion :
1. La conversion d’énergie mécanique, soit directe (dynamos, éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques), soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie) ;
2. La conversion de l’énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques) ;
3. La conversion électrochimique (piles ou accumulateurs conventionnels, piles à hydrogène).
Ces méthodes sans combustion ont néanmoins un impact sur l’environnement et la biodiversité ou présentent des risques spécifiques (pollution chimique, déchets radioactifs, accidents industriels, …).
- Pour faire face à l’intermittence liée à certains modes de production ou à la consommation, l’énergie électrique doit être convertie sous une forme stockable :
1. Énergie chimique (accumulateurs) ;
2. Énergie potentielle (barrages) ;
3. Énergie électromagnétique (super-capacités).

- Décrire des exemples de chaînes de transformations énergétiques permettant d’obtenir de l’énergie électrique à partir de différentes ressources primaires d’énergie.
- Calculer le rendement global d’un système de conversion d’énergie.
- Analyser des documents présentant les conséquences de l’utilisation de ressources géologiques (métaux rares, etc.).
- Comparer différents dispositifs de stockage d’énergie selon différents critères (masses mises en jeu, capacité et durée de stockage, impact écologique).

Prérequis et limites

Les lois de l’électricité, les notions d’énergie et de puissance électriques ainsi que celles d’énergie cinétique et potentielle, déjà rencontrées, sont mobilisées. Aucune expression d’énergie stockée par un système donné n’est exigible.

Documents

Cours sur le Livre Scolaire

Chap. 2,1 : Production d’électricité sans combustion
Chap. 2,2 : Stockage de l’énergie
Chap. 2,3 : Énergie stockée dans un barrage
Chap. 2,4 : Exercices du chapitre