Fiche à trous · Première · Enseignement scientifique

Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

Complétez de mémoire, puis vérifiez avec la page de corrigé.

L'éolien, l'hydraulique, le bois, le pétrole, le photovoltaïque : ces cinq sources d'énergie paraissent sans rapport. Elles ont pourtant la même origine — le rayonnement solaire, actuel ou ancien. Trois seulement font exception dans tout ce que nous utilisons, et il vaut la peine de savoir lesquelles.

Presque tout vient du Soleil

Règle

Propriété

Stock et flux

Définition — Stock et flux :

Piège

Employer renouvelable comme synonyme de « propre », ou de « sans limite ».

Traduire renouvelable par « se reconstitue à l'échelle humaine », puis vérifier le rythme de prélèvement.

Des ordres de grandeur

Propriété

Un dernier repère utile : ranger une source en stock ou en flux ne préjuge pas de son intérêt. Un stock est pilotable et concentré, ce qui est précieux ; un flux est inépuisable à notre échelle mais dispersé et variable. Les deux catégories décrivent une contrainte, pas une valeur, et le choix entre elles reste un arbitrage.

Classer une source d'énergie

Ai-je remonté chaque source à son origine ?
Ai-je cité les trois exceptions : géothermie, marées, nucléaire ?
Ai-je distingué stock et flux par le rythme de reconstitution ?
Ai-je évité de traduire renouvelable par « propre » ?
Ai-je dit que la ressource n'est pas ce qui limite ?

Corrigé · à détacher

Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

1. Presque toutes nos sources d'énergie dérivent du rayonnement solaire. Le Soleil chauffe inégalement l'atmosphère, ce qui engendre les vents ; il évapore l'eau, ce qui alimente le cycle et donc l'hydraulique ; il nourrit la photosynthèse, donc la biomasse et les combustibles fossiles ; et il est capté directement par le photovoltaïque et le solaire thermique.
2. $v e n t, e a u, bi o ma sse, f oss i l es, so l ai r e \to t o u s d^{'} or i g in eso l ai r e$
3. Trois exceptions, et trois seulement. La géothermie exploite la chaleur interne de la Terre, entretenue par la désintégration d'éléments radioactifs et par la chaleur résiduelle de sa formation. L'énergie des marées vient de l'interaction gravitationnelle entre la Terre, la Lune et le Soleil — donc du mouvement des astres, non de leur rayonnement. Le nucléaire exploite la fission de noyaux lourds, formés bien avant le système solaire.
4. Une source de flux se reconstitue en permanence à l'échelle humaine : le vent souffle, le soleil éclaire, la pluie tombe. Une source de stock existe en quantité constituée, et sa reconstitution est si lente qu'elle est négligeable à notre échelle : c'est le cas des combustibles fossiles et des combustibles nucléaires. La différence tient au rapport des temps, pas à la nature de l'énergie.
5. Le flux solaire reçu par la Terre dépasse de plusieurs ordres de grandeur la consommation humaine : la ressource n'est pas ce qui manque. Ce qui limite, ce sont la conversion — rendements, matériaux, surfaces —, le stockage, et le fait que le flux n'arrive ni partout ni tout le temps. Une copie sérieuse ne conclut donc pas d'une ressource abondante à un problème résolu.
6. Remonter la chaîne jusqu'à l'origine physique de l'énergie.
7. Déterminer si cette origine est le rayonnement solaire, actuel ou ancien.
8. Ranger la source en stock ou en flux selon son rythme de reconstitution.
9. Vérifier les trois exceptions non solaires avant de conclure.
10. Conclure en donnant l'ordre de grandeur disponible, pas seulement la catégorie.