Énergie : les fondamentaux - Enjeux écologiques

Fiches de vocabulaire traitant des fondamentaux de l'énergie : formes, principes de conservation, rendement, unités de mesure, classification des sources (primaire, secondaire, stock, flux) et caractéristiques du réseau électrique.

Énergie

Une capacité à agir permettant de mettre en mouvement, chauffer, comprimer, éclairer, sonoriser ou transmettre une information.

Photosynthèse

Processus par lequel les végétaux créent de l'énergie à partir de l'énergie lumineuse provenant du soleil.

Énergie cinétique

Forme d'énergie liée au mouvement d'un corps ou d'un objet.

Énergie thermique

Forme d'énergie associée à la chaleur.

Énergie chimique

Énergie contenue dans les liaisons des molécules, comme celle du pétrole ou des aliments.

Alternateur

Machine transformant l'énergie mécanique en électricité, souvent par l'intermédiaire d'une turbine entraînée par de la vapeur ou de l'eau.

Principe de conservation de l'énergie

Loi fondamentale de la thermodynamique stipulant que rien ne se perd, rien ne se gagne, tout se transforme : $\text{Énergie entrante} = ext{Énergie utile} + ext{Énergie « dissipée »}$

Rendement énergétique

Indicateur correspondant au rapport entre l'énergie utile et l'énergie entrante, toujours inférieur à $1$ : $\frac{ ext{Énergie utile}}{ ext{Énergie entrante}}$

Cogénération

Principe de production simultanée de deux formes d'énergie (généralement électricité et chaleur) à partir d'une source unique pour augmenter le rendement global.

Joule (J)

Unité d'énergie du système international ; il faut approximativement $1\,J$ pour soulever une pomme de $100\,g$ d'un mètre.

Puissance (P)

Quantité d'énergie fournie ou consommée par unité de temps, définie par la relation $P = E/T$ ou $E = P \times T$.

Watt (W)

Unité de puissance équivalente à un joule par seconde ($1\,W = 1\,J/s$).

Calorie (cal)

Énergie nécessaire pour chauffer $1\,g$ d'eau d'un degré Celsius ; $1\,cal = 4,18\,J$.

Kilocalorie (kcal) / Calorie (Cal)

Unité utilisée en nutrition valant $1000$ petites calories, soit $4184\,J$. La puissance d'un humain est d'environ $100\,W$ ($2000$ à $2700\,Cal$ par jour).

Kilowatt-heure (kWh)

Énergie associée à un mécanisme utilisant ou produisant $1000\,W$ durant une heure, soit $3,6\,MJ$.

Tonne équivalent pétrole (tep)

Unité de mesure correspondant à l'énergie obtenue par la combustion d'une tonne de pétrole, soit $42\,GJ$. L'humanité consomme près de $14\,Gtep$ par an.

Énergie primaire

Sources d'énergie exploitables directement sur Terre dans leur état brut avant transformation (ex: biomasse, vent, eau, charbon, pétrole, gaz, uranium, rayonnement solaire).

Énergies de stock

Ressources provenant de gisements localisés et épuisables, transportables et utilisables à volonté tant qu'ils ne sont pas vides (ex: pétrole, gaz, charbon, uranium).

Énergies de flux

Ressources renouvelables issues de processus naturels continus, souvent caractérisées par leur variabilité et leur disponibilité intermittente (ex: vent, rayonnement solaire).

Énergie secondaire

Forme d'énergie obtenue après la transformation d'une énergie primaire, agissant souvent comme un vecteur (ex: électricité, carburants raffinés).

Énergie finale

Énergie secondaire livrée au consommateur final avant sa transformation ultime (ex: électricité délivrée à la maison, essence à la pompe).

Pertes électriques

Énergie dissipée par effet Joule lors du passage du courant dans les matériaux conducteurs ; sur le réseau RTE français, elles sont en moyenne de $2,5\,\%$.

Facteur de charge

Ratio (en $\%$) entre l'énergie effectivement produite sur une période et celle qui aurait pu être produite si l'installation avait fonctionné à sa puissance maximale théorique.

Énergie pilotable

Moyen de production capable de s'allumer, de s'éteindre et d'ajuster sa puissance sur demande pour répondre aux variations de la consommation (ex: centrales thermiques ou hydrauliques à réservoir).

Intermittence

Caractéristique des énergies dont la production dépend de conditions extérieures non programmables (météo, cycles jour/nuit) et ne permet pas de suivre directement la demande.

Mix énergétique

Répartition des différentes sources de consommation d'énergie primaire dont un État dispose pour couvrir ses besoins.