Energie

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Toute l’énergie dont nous disposons sur Terre est de l’énergie solaire transformée ou bien de l’énergie nucléaire.

L’énergie, c’est ce qui est nécessaire pour créer du mouvement, de la déformation, de la chaleur, du courant électrique, du rayonnement électromagnétique ou différentes réactions chimiques.

Tout corps capable de produire cela possède de l’énergie.

Les voitures en mouvement, le vent, l’eau retenue par un barrage, les nuages orageux, les piles et accumulateurs chargés, les radiateurs chauds, le pétrole, les pommes de terre, les noyaux d’uranium, …, contiennent de l’énergie, quoique sous différentes formes.

Peut-on produire de l’énergie? Peut-on l’anéantir ?

Non! L’énergie ne peut qu’être transférée d’un corps à un autre et transformée d’une forme en une autre. Le corps qui en fournit voit son énergie diminuer, la diminution correspondant exactement à de la quantité d’énergie fournie. Et l’énergie du corps qui la reçoit augmente, justement du même montant. L’énergie totale est conservée.

Pourquoi avons-nous un problème énergétique ?

Lors des transferts et transformations d’énergie, il apparaît toujours un peu de chaleur transférée inévitablement à l’environnement. Nous (les êtres humains) ne pouvons plus l’utiliser. C’est pourquoi elle est considérée comme « perdue ». Et nous parlons de « consommation d’énergie », pour exprimer que de l’énergie sous une forme facilement accessible et transformable, est transformée en une autre forme (normalement de l’énergie thermique), pour nous irrécupérable. En effet, elle se répartit très rapidement dans l’environnement et est finalement rayonnée vers l’espace sous forme d’ondes électromagnétiques infrarouges.

D’où provient l’énergie ?

Toute l’énergie dont nous disposons sur Terre est de l’énergie solaire transformée (énergie éolienne, énergie contenue dans la biomasse, le pétrole, le blé, …), ou bien de l’énergie nucléaire (énergie reçue par les noyaux atomiques lors de leur formation, c.-à-d, dans les explosions stellaires ou lors du big-bang).

Qu’est-ce qu’on entend par énergies renouvelables?

Les énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel) se sont formées au cours de centaines de millions d’années. L’énergie du combustible nucléaire (uranium, …) se trouve même déjà dans la Terre depuis sa formation. A l’heure actuelle, ces énergies sont consommées avec une rapidité incroyable.

Les énergies renouvelables, par contre, se renouvellent perpétuellement, du moins au cours de la durée d’une vie humaine. Comme exemples citons l’énergie hydraulique (énergie cinétique de l’eau), l’énergie éolienne (énergie cinétique de l’air), l’énergie solaire, l’énergie contenue dans la biomasse (plantes, bois ou matières organiques d’origine animale).

L’énergie cinétique de l’eau et de l’air est transformée en énergie électrique, l’énergie solaire en énergie thermique et électrique, l’énergie de la biomasse des plantes et des animaux par la voie de biogaz et d’agrocarburants en énergie thermique et électrique, et celle du bois en énergie thermique par combustion.

Quelques informations historiques au sujet du concept de « l'énergie »

Le concept de « l'énergie » remonte aux Grecs. Aristote l’utilisa initialement dans le sens de « qui est en plein travail ».

La signification du terme « énergie » tel que nous l’utilisons aujourd’hui, a été définie par William Rankine au 19e siècle.

Albert Einstein a découvert en 1905 que l’énergie et la masse sont équivalentes, et il a publié la formule célèbre E=mc2, qui exprime que l’énergie contenue dans un corps de masse m est égale au produit de sa masse par la vitesse de la lumière au carré. Cela signifie entre autre que l’énergie peut être transformée en matière (possédant une masse) et inversement, que la matière peut être transformée en énergie. Cette dernière transformation se produit continuellement dans le Soleil où les noyaux d’hydrogène fusionnent en des noyaux d’hélium, ou dans les centrales nucléaires où certains noyaux d’uranium (235U) subissent la fission. Dans les deux cas, il y a diminution de la masse. La masse « manquante » a été transformée en énergie.

Quelles sont les différentes formes de l’énergie?

Porteur d'énergie Forme d'énergie
Corps en mouvement (voitures en mouvement, vent) Energie cinétique
Corps situés à une certaine altitude (eau retenue par un barrage) Energie potentielle de pesanteur
Corps élastiques déformés (ressort comprimé) Energie (potentielle) élastique
Corps chargés électriquement (nuages orageux) Energie électrique
Corps chauds (radiateur, flamme) Energie calorifique (ou énergie thermique)
Corps constitués de certaines substances (pétrole, bois, pomme de terre) et les piles/accumulateurs électriques Energie chimique
Ondes électromagnétiques (rayonnement solaire, micro-ondes) Energie rayonnante
Noyaux d’uranium, noyaux d‘hydrogène Energie nucléaire
Tout corps de masse m

Energie de masse d‘après A. Einstein: E = mc2

(c= vitesse de la lumière = 3∙108 m/s)

Auteurs: Carol Eicher, André Mousset, physiciens

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Le magazine Science News

 

 

Cet article a été publié dans le Science News. C'est un magazine qui est destiné aux jeunes âgés de 11 à 18 ans et qui apparaît 5 fois par an.

 

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