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Thème de convergence Energie

Thème de convergence Energie. Bernard MULTON, ENS de Cachan Antenne de Bretagne – Laboratoire SATIE (UMR CNRS). L’énergie : - un concept physique unifié, difficile, pour décrire des phénomènes variés. - indispensable à la vie et aux activités humaines.

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Thème de convergence Energie

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Presentation Transcript

  1. Thème de convergenceEnergie Bernard MULTON, ENS de Cachan Antenne de Bretagne – Laboratoire SATIE (UMR CNRS)

  2. L’énergie : - un concept physique unifié, difficile, pour décrire des phénomènes variés - indispensable à la vie et aux activités humaines - un fort impact environnemental et économique Le thème de convergence Energie, une occasion : - d’accélérer la lente compréhension du concept • de favoriser l’implication citoyenne dans • ledéveloppement durable

  3. Dans tout l’univers, l’énergie se transforme : elle « vit », puis « meurt » en chaleur…

  4. rayonnement transmis dans l’espace intercepté par la terre Cycle de l’eau photosynthèse effet photo-électrique sur des cellules Électricité (ex. éclairage) Energie hydraulique (ex. force motrice) Biomasse (ex. combustion) CHALEUR (ré-émise dans l’espace) Exemples de « cycles de vie de l’énergie » réactions nucléaires de fusion d’hydrogène dans les étoiles

  5. Prise de conscience de l’ampleur des activités humaines Par personne et par jour : Besoins métaboliques : 2,5 kWh Autres besoins : 1 français consomme :120 kWh 1 américain : 250 kWh

  6. Matières premières, ressources primaires Et les vecteurs d’énergie (produit à partir des ressources primaires) : l’ÉLECTRICITÉ et peut-être bientôt l’HYDROGÉNE Les ressources « épuisables » COMBUSTIBLESFOSSILES charbon, pétrole, gaz naturel FISSIONATOMIQUE satisfont plus de 80% des besoins actuels Durant, le 20ème siècle, prise de conscience planétaire : - nos ressources sont limitées, notamment celles en énergie - nous perturbons notre environnement

  7. lune marées 0,2 Eh terre 25% convertis en surface et dans l’atmosphère 12 000 Eh soleil noyau 2 Eh 30% directement ré-émis dans l’espace 45% : 6000 Eh transformés en chaleur puis rayonnés Les ressources renouvelables (chiffres annuels) Activités énergétiques humaines : Eh 140.1012 kWh Cycles hydrologiques 2000 Eh vents, houle : 200 Eh Photosynthèse : 7 Eh

  8. Part de l’énergie : plus de 50% ! 11 milliards d’hectares (moins du ¼ de la surface émergée) sont biologiquement productifs Les activités énergétiques sont parmi les plus coûteuses pour l’environnement Croissance 1,6%/an

  9. Besoins de stockage d’énergie • - systèmes autonomes, portables • - transports (automobiles, etc…) • - besoins stationnaires • (situations hors réseaux)

  10. Exploitation de ressources intermittentes : (soleil, vent, mouvements humains…) : besoins non en phase avec la ressource - Montre fonctionnant sur la base des mouvements - Chauffe eau solaire - Electricité photovoltaïque Comment stocker l’énergie ? - Carburants de synthèse - Chaleur (eau, réfractaires…) • Accumulateurs électrochimiques • etc…

  11. Pour plus d’informations, voir : Document Energie et développement durable La conscience planétaire et temporelle Les notions physiques minimales Énergie et puissance Formes de l’énergie, unités physiques… Transformations, cycles, notions de renouvelable, « conservation de l’énergie » Énergie et économie Ressources Coûts (investissements dans les convertisseurs et matières premières) Énergie, impacts environnementaux, analyses sur cycle de vie (écobilan) Vulnérabilité d’une civilisation exploitant trop d’énergie Énergie et citoyenneté Document Stockage de l’énergie

  12. On ne manque pas d’énergie, mais il faut des idées ! … et le courage de prendre vite de bonnes décisions

  13. Compléments

  14. Le cours de l’uranium : également instable Mi-avril 2006 : Au comptant : 41,5 $US ¤ Base de calcul du coût EPR en 2003 Les cours des matières premières énergétiques fluctuent et affectent économie et stabilité politique… Et le prix du gaz naturel (sur les marchés) est indexé sur celui du pétrole… + 76% en 2005 20 $/lb = coût de référence EPR Uranium : 10 $/lb = 26 $/kg source : banque Scotia

  15. Rejets de gaz à effet de serre dus à la combustion des produits carbonés Consommation de carburants fossiles Pour produire 1 kWh électrique 20 litres d’eau chaude (+40°C) - charbon classique : 1 kg de CO2 - gaz cycle combiné : 0,38 kg de CO2 Teneur en CO2 dans l’atmosphère Pour parcourir 10 km en voiture : entre 1 et2 kg de CO2 Matsuno_Japan La combustion de 1 kg de carbone dégage 3,6 kg de CO2

  16. Dans le passé la concentration de CO2 a déjà varié, mais aujourd’hui, elle dépasse l’amplitude des cycles des 400 000 dernières années… En ppm En à peine plus de 200 ans, nous aurons rejeté dans l’atmosphère le carbone que la nature avait mis 600 millions d’années à piéger… Comment la nature pourrait-elle réguler une aussi violente perturbation ?? SOURCE : « métaphore de l’allumette », P. CREOLA, « Space and the Fate of Humanity », Symp. Space of service to Humanity, 5-7 feb. 96, Strasbourg., pp.3-14.

  17. 140 1012 kWh  12 Gtep Renouvelables : < 20% Croissance de la consommation humaine mondiale d’énergie primaire + 2,2%/an source : Agence Internationale de l ’Energie + compléments

  18. 17 390 TWh 82 % de l’électricité mondiale est d’origine non renouvelable 3160 TWh

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