Fiche de révision : Énergie, climat et société

📋 Plan du Cours

1. Formes et unités de l’énergie
2. Conservation et transformations énergétiques
3. Mesurer et convertir l’énergie
4. Sources primaires et secondaires
5. Évolution des productions et émissions

📖 1. Formes et unités de l’énergie

★ À maîtriser

• Les principales formes d’énergie sont:

  • l’énergie thermique
  • l’énergie mécanique
  • l’énergie chimique
  • l’énergie de rayonnement
  • l’énergie électrique

• L’unité de l’énergie dans le Système international est le joule (J), nommé d’après James Prescott Joule.

📐 Formule — La puissance P et l’énergie E sont liées par $P = \frac{E}{t}$, soit $E = P \times t$.

Compléments

• D’autres unités d’énergie sont:
  • le wattheure (Wh)
  • la calorie (cal)
  • la tonne équivalent pétrole (TEP)

📖 2. Conservation et transformations énergétiques

★ À maîtriser

📌 L’énergie ne peut être ni créée ni détruite : elle se transforme et passe d’une forme à une autre, tandis que la quantité totale d’énergie dans l’Univers reste constante.

Compléments

• Dans une suite de transformations énergétiques, chaque étape convertit l’énergie en une autre forme d’énergie.

💡 Astuce mémo

Transformation d’une forme d’énergie → conservation de la quantité totale

📖 3. Mesurer et convertir l’énergie

★ À maîtriser

📐 Formule — Un mégajoule vaut $1\,\mathrm{MJ} = 1\,000\,000\,\mathrm{J} = 10^6\,\mathrm{J}$ et un gigajoule vaut $1\,\mathrm{GJ} = 1\,000\,000\,000\,\mathrm{J} = 10^9\,\mathrm{J}$.

📐 Formule — Un kilowattheure vaut $1\,\mathrm{kWh} = 3\,600\,000\,\mathrm{J}$.

Compléments

📐 Formule — Un wattheure vaut $1\,\mathrm{Wh} = 3{,}60 \times 10^3\,\mathrm{J}$ et une tonne équivalent pétrole vaut $1\,\mathrm{TEP} = 4{,}1868 \times 10^{10}\,\mathrm{J}$.

• Une ampoule LED consommant 4 320 000 J par mois consomme 4,32 MJ, soit 1,2 kWh.

• Un moteur électrique de VMC consommant 946 080 000 J par an consomme 0,94608 GJ, soit 946,08 MJ ou 262,8 kWh.

💡 Astuce mémo

J → MJ/GJ → kWh → Tep

📖 4. Sources primaires et secondaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Source d’énergie primaire : Source disponible sous sa forme naturelle, avant son exploitation par les humains.
• Énergie électrique : Énergie secondaire obtenue par transformation d’une source d’énergie primaire, principalement les combustibles fossiles, le vent, le Soleil et l’uranium.

★ À maîtriser

📌 Les sources d’énergie peuvent être disponibles sous forme de flux, avec un apport continu, ou sous forme de stock de matière.

• Les ressources en stock non renouvelables sont:

  • le charbon
  • le pétrole
  • le gaz naturel
  • l’uranium

• Les ressources en flux renouvelables sont:

  • le vent
  • le Soleil
  • l’eau
  • la géothermie
  • les marées

Compléments

📐 Formule — Un térawattheure vaut $1\,\mathrm{TWh} = 10^{12}\,\mathrm{Wh} = 10^9\,\mathrm{kWh}$.

💡 Astuce mémo

Source primaire naturelle ≠ énergie électrique secondaire transformée

📖 5. Évolution des productions et émissions

★ À maîtriser

• En 1971, la production mondiale d’énergie primaire était de 6,1 Gtep, composée notamment de 46 % de pétrole, 25 % de charbon et 22 % de gaz naturel.

• La contribution des combustibles fossiles à la production mondiale d’énergie primaire était de 87 % en 1971 et de 81 % en 2017.

• L’utilisation des combustibles fossiles est responsable en moyenne de 83 % des émissions mondiales de CO2.

Compléments

• Les cartes en anamorphose représentent la masse de CO2 émise par chaque pays en 2015 ou la différence entre ses émissions de 2015 et celles de 1990.

💡 Astuce mémo

Fossiles dominants en 1971 comme en 2017, mais leur part diminue

📊 Tableaux de synthèse

Production mondiale d’énergie primaire