ES Term PhysChim I. Thème 2 : Le futur des énergies Chapitre 4 – Choix énergétiques et impacts sur les sociétés Impacts de nos choix énergétiques sur la Terre : Le changement climatique est évoqué dans les médias dès qu'un phénomène météorologique extrême se produit sur Terre: cyclones, inondations, canicules, sécheresses. Ces catastrophes sont souvent liées aux modifications du climat, elles même générées par les activités humaines depuis l'ère industrielle. Nous allons devoir évoluer dans nos choix énergétiques. Activité 1 : Etude de la Terre et des transitions énergétiques au cours des siècles Document 1. Les constituants du système Terre La Terre est un système complexe constitué d'un noyau, d'un manteau, d'une lithosphère recouverte en partie d'une hydrosphère (océans, mers, fleuves, etc...) d'une atmosphère et d'une biosphère. Tous ces éléments sont en interaction. Document 2. Nécessité d'une compréhension globale du système Terre Jusque dans les années 1970, les scientifiques étudiaient séparément l'histoire de la vie et l'histoire de la Terre. Dans les années 1980, l'analyse des fossiles, des biomarqueurs* et des isotopes stables dans les roches ont mis en évidence des évènements accidentels survenant à la fois dans l'histoire de la vie et celle de la Terre. Une science du système Terre (SST) est alors apparue, étudiant les liens entre les évolutions climatiques, les changements de la biodiversité et ceux de la Terre. La SST vise une étude de la Terre dans sa globalité, comme un système réagissant à des perturbations liées les unes aux autres. L'évolution de la taille des calottes glacières, de la composition de l'atmosphère, de la montée du niveau des océans, le réchauffement, doivent être mis en relation avec l'activité humaine. La SST doit permettre de prévoir les conséquences de cette dernière sur l'évolution de la Terre. L'humanité peut ainsi faire évoluer ses choix, notamment énergétiques, en pleine conscience des impacts sur le système Terre. * Biomarqueur: caractéristique biologique mesurable permettant de détecter la présence de polluants et l'impact de certaines pratiques sur l'environnement. Document 3. Exemples de transition énergétique dans l'histoire L'humanité a vécu plusieurs transitions énergétiques qui ont marqué de véritables ruptures dans son histoire. L'une des transitions les plus importantes est le passage de l'utilisation du bois à celle du charbon pour fournir l'énergie thermique nécessaire au fonctionnement des machines à vapeur (XVIIIe siècle) Une autre transition énergétique marquante s'est produite à l'invention de la pile par le scientifique italien Alessandro Volta (17451827) et celle de l'alternateur par l'ingénieur serbe Nikola Tesla (1856-1943). Elles ont permis la diffusion de l'usage de l'électricité à grande échelle. Ces deux exemples montrent que les transitions énergétiques reposent avant tout sur la créativité scientifique et technologique. L'utilisation du charbon et de l'énergie électrique ont occasionné des changements profonds dans la société du XIXe siècle. Ces mutations ont été rapides et radicales, mais ce n'est pas toujours le cas. Par exemple, l'utilisation du pétrole à la place du charbon dans la deuxième partie du XXe siècle s'est déroulée de façon lente et progressive. La pile Volta inventée en 1799 Document 4. La transition énergétique aujourd'hui Le but de la transition énergétique initiée dans les années 1990 sur les recommandations du Groupe intergouvernemental d'étude du climat (GIEC) est de réduire l'émission de gaz à effet de serre, de sécuriser au maximum les systèmes énergétiques, de protéger la santé des populations, de réduire l'inégalité d'accès à l'énergie et de diminuer les gaspillages énergétiques en augmentant, en particulier, l'efficacité des convertisseurs d'énergie. Pour cela, il semble notamment nécessaire de modifier le mix énergétique* de façon à remplacer les ressources énergétiques** fossile et nucléaire par des ressources renouvelables. *Mix énergétique : proportions de l'utilisation des différentes ressources énergétiques par un pays pour satisfaire ses besoins en énergie. Le mix est le plus souvent donné en pourcentage. **Ressource énergétique : source d'énergie disponible sur Terre. Une source peut êtrefossile (pétrole, charbon, gaz), nucléaire (uranium), renouvelable (rayonnement solaire, eau en mouvement. vent, géothermie, biomasse) . Questions 1) Lister les constituants du système Terre. Identifier ceux pour lesquels les choix énergétiques des sociétés ont des impacts. Donner des exemples. Les constituants du système Terre sont la terre profonde, la lithosphère, l’hydrosphère, la biosphère et l’atmosphère. Parmi ces constituants, les plus impactés par les choix énergétiques des sociétés sont l’hydrosphère, l’atmosphère et la biosphère. - Concernant l’hydrosphère, les impacts les plus importants sont l’augmentation globale du niveau des océans, la diminution des calottes glaciaires, l’augmentation de la température de surface des océans et la diminution du pH de l’eau. - Concernant l’atmosphère, on peut citer l’augmentation globale de la température et l’augmentation de la concentration en GES, notamment en dioxyde de carbone. - Concernant la biosphère, on peut citer la désertification de certaines régions et un appauvrissement de la diversité biologique. 2) En quoi la science du système Terre est-elle une avancée dans l'étude du réchauffement climatique? La SST constitue une avancée dans l’étude du changement climatique car elle étudie la Terre dans sa globalité. Les constituants du système Terre sont non seulement analysés individuellement mais aussi dans leurs interactions les uns avec les autres. 3) Citer des transitions énergétiques qui se sont faites avec des ruptures et d'autres se déroulant de façon plus progressive. Le remplacement du bois par le charbon, pendant la révolution industrielle (XVIIIe) ou le recours massif à l’énergie électrique ont été des transitions énergétiques rapides. À l’inverse, le remplacement du charbon par le pétrole au XXe siècle s’est fait de façon plus progressive. 4) La transition énergétique amorcée dans les années 1990 est-elle comparable aux transitions déjà vécues ? La transition énergétique amorcée dans les années 1990 est une transition écologique. Elle vise à continuer de répondre aux besoins en énergie de l’humanité, besoins toujours croissants, tout en minimisant les effets néfastes sur le système Terre, contrairement aux autres transitions qui n'avaient pour but que de trouver et exploiter de nouvelles sources d'énergies, sans tenir compte de l' aspect écologique. 5) Comprendre la place de la science dans la société: ·Le GIEC est un groupe d'experts mandaté pour comprendre les mécanismes du changement climatique et proposer des solutions pour réduire les conséquences néfastes de l'activité humaine. Les deux rôles du GIEC sont-ils compatibles? Il peut paraître difficile d’être à la fois expert et force de proposition. C’est pourtant le rôle difficile qui est confié au GIEC : à la fois, réaliser un état des lieux de l’état de la planète et de l’impact de l’activité humaine et, d’autre part, proposer des préconisations pour améliorer la situation. Il peut sembler difficile de rendre compte avec le plus d’objectivité possible du résultat de son analyse tout en étant convaincant sur les mesures à adopter. Ce qu’il faut savoir : Pour que soit mise en œuvre une adaptation efficace aux changements inéluctables et qu’en soit atténué l’impact négatif, les choix énergétiques supposent une compréhension globale du système Terre. II. Impact de choix énergétiques majeurs-Exemple du choix du nucléaire: Activité 2 : Le nucléaire comme choix énergétique Aujourd’hui, environ 75 % de la production française d’électricité est d’origine nucléaire. Cependant, l’utilisation de cette forme d’énergie est souvent pointée du doigt : accidents de Tchernobyl (1986) et de Fukushima (2011), gestion et stockage des déchets radioactifs, démantè lement des centrales fermées, etc. ➜ Quels sont les intérêts, les impacts et les évolutions possibles de l’utilisation de l’énergie nucléaire ? Document 1. Le choix du nucléaire En 1945, à la fin de la Seconde Guerre mondiale, Charles de Gaulle crée le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) dans le but d’utiliser l’énergie atomique dans les domaines de l’industrie, de la science et de la défense nationale. Dans les années 1970, le premier choc pétrolier et les tensions au Moyen-Orient poussent Valéry Giscard d’Estaing à une politique du « tout nucléaire » afin d’accroi ̂tre l’indépendance énergétique de la France qui devient ainsi le pays le plus nucléarisé au monde. Document 2. 58 réacteurs nucléaires en activité en France Document 3. Le nucléaire dans la production d'électricité Document 4. Emplois dans le nucléaire Document 5. Approvisionnement des centrales La France a besoin de 8 000 à 9 000 tonnes d’uranium naturel par an pour fabriquer le combustible alimentant son parc de 58 réacteurs nucléaires. La totalité de cet uranium est importée : l’exploitant EDF achè te le combustible final auprè s d’Areva qui sécurise son approvisionnement en exploitant [des minerais d’uranium] naturel dans différentes zones géographiques. Parmi celles-ci figurent principalement le Niger, le Canada, l’Australie et le Kazakhstan. [...] D’aprè s le Conseil national de l’industrie [...], la filiè re industrielle nucléaire, qui rassemble 2 500 entreprises, emploie prè s de 220 000 salariés (emplois directs et indirects), représentant un chiffre d’affaires total de 46 milliards.d’euros. D’aprè s Areva, géant du nucléaire, cette industrie serait à l’origine de 2 % de l’emploi en France, soit 410 000 emplois, dont 125 000 emplois directs. Ces chiffres sont contestés par les partisans de la sortie du nucléaire qui mettent plutô t en avant les emplois et le potentiel de création d’emplois liés au développement des énergies renouvelables. Une étude de 2011 de l’association négaWatt estimait que le développement des énergies renouvelables pouvait aboutir à la création de « 240 000 emplois équivalents temps plein en 2020 et 630 000 en 2030 ». « Les quatre chiffres à connai ̂tre sur l'énergie nucléaire en France », Le Figaro, 2017. Compte tenu du prix de l’uranium naturel sur les marchés, le montant des importations françaises d’uranium peut être estimé entre 500 millions et un milliard d’euros par an. Notons que le coû t de l’uranium naturel constitue in fine seulement 5 % du coû t de production du kW⋅h nucléaire. D’où vient l’uranium naturel importé en France ? connaissancedesenergies.org, août 2017. Document 6. Nouvelle génération de réacteurs nucléaires L’EPR (evolutionary power reactor) est un réacteur nucléaire de troisiè me génération. Il a été conçu pour améliorer la sû reté et la rentabilité des centrales. Mais les délais de construction de ces réacteurs sont longs et les premiers chantiers en Finlande et en France (Flamanville) ont pris beaucoup de retard : aprè s plus de huit années de construction, ils ne sont toujours pas terminés et le coû t d’installation est actuellement multiplié par quatre. La Chine, elle, est déjà équipée avec deux EPR. Document 7. Répartition des déchets nucléaires en France Document 8. Emissions de CO2 en France et en Allemagne Document 9. Produire de l'électricité avec la fusion nucléaire En 1985, le projet international ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) est lancé pour réaliser un réacteur qui produirait de l'électricité à partir d'une fusion nucléaire. C'est la promesse d'une source intarissable d'énergie décarbonée avec des "combustibles" ( 21𝐻 et 31𝐻 )qui ne produisent que très peu de déchets radioactifs, à durée de vie courte et sans risque d'accident autre que ceux des centrales électriques classiques. Depuis 2010, ce réacteur est en construction à Cadarache (Bouches du Rhône). Le défi à relever est la dépense énergétique pour que les réactions aient lieu (les réactions de fusion contrairement à la fission, nécessitent une température TRES élevée pour s'amorcer) , et ensuite de maintenir dans la durée le plasma d'hydrogène dans un confinement à plus de 100 millions de degrés. Si ce projet de recherche venait à aboutir, la mise en place au niveau industriel demanderait de longues années de travail et de lourds investissements. Pour réviser ce qu'est la fission nucléaire et découvrir la gestion des déchets radioactifs, suivez les liens suivants: https://ici.radio-canada.ca/tele/decouverte/site/segments/reportage/98319/fission-nucleaire https://www.andra.fr/les-dechets-radioactifs/tout-comprendre-sur-la-radioactivite/classification https://www.andra.fr/que-faire-des-dechets-radioactifs Questions 1) Doc. 1 Historiquement, expliquer pour quelle(s) raison(s) la France s'est tournée vers le nucléaire. Préciser les autres choix possibles. - Initialement en 1945, à la sortie de la guerre, la France s'est tournée vers l'énergie nucléaire, car celle -ci couvrait plusieurs domaines: l'industrie, la science et enfin la défense nationale. Ensuite, ce choix a été conforté dans les années 70 par la nécessité d'une indépendance énergétique, face au choc pétrolier et aux tensions au Moyen-Orient qui nous fournissaient le pétrole. - Les autres choix possibles sont: l'hydraulique (beaucoup de cours d'eau en France), l'éolien ( beaucoup de régions ventées en France), Le solaire (régions ensoleillées dans le sud de la France), solaire thermique, géothermie, etc... 2) Doc. 3 Donner la part du nucléaire dans la production d’énergie électrique en France. Comparer avec la part mondiale et commenter. L'utilisation du nucléaire est très importante en France par rapport au thermique. Les proportions nucléaire / thermique en France sont quasiment inverses des proportions mondiales : Energie % Thermique à flamme % Nucléaire FRANCE 10,3 71,6 MONDE 65,1 10,4 3) Doc. 4, Doc. 5, Doc. 6, Doc. 7, et Doc. 8 Citer les avantages et les inconvénients d’une production de l’électricité à partir de l’énergie nucléaire. Effectuer des recherches complémentaires et répondre sous la forme d’un tableau récapitulatif. AVANTAGES - Indépendance énergétique - Bon rendement - Ne rejette pas de CO2 -Emplois (mais ce n'est pas l'apanage du nucléaire) - Disponible toute l'année - Pas chère à produire - Longue durée de vie des installations INCONVENIENTS - Gestion des déchets radioactifs - Risque d’accident industriel grave - Méfiance de la population - Risque omniprésent d’accidents graves - Démantèlement des centrales fermées - Ressources en Uranium épuisables 4) Doc 9 Expliquer l'intérêt porté à la recherche sur la fusion nucléaire. N'oubliez pas d' indiquer les aspects négatifs de cette orientation. La fusion nucléaire permettrait de fonctionner énergétiquement avec une source intarissable d'énergie décarbonée avec des "combustibles" ( 𝟐𝟏𝑯 et 𝟑𝟏𝑯 )qui ne produisent que très peu de déchets radioactifs, à durée de vie courte et sans risque d'accident autre que ceux des centrales électriques classiques. Malheureusement pour l'instant ce projet n'a pas fini d'aboutir technologiquement, et lorsqu'il aboutira, de nombreuses années seront nécessaires pour sa mise en place. Ce qu’il faut savoir : Les choix énergétiques doivent tenir compte de nombreux critères et paramètres : disponibilité des ressources et adéquation aux besoins, impacts (climatique, écologique, sanitaire, agricole), vulnérabilités et gestion des risques, faisabilité, conséquences économiques et sociales. L’analyse de ces éléments de décision conduit le plus souvent à une recherche de diversification ou d’évolution des ressources (mix énergétique). Ce qu’il faut savoir faire Exercices Analyser d’un point de vue global les impacts de choix énergétiques Ex 5 p176 majeurs : exemple du nucléaire Ex 11,12 page 178 Ex 13 page 179 III. Des choix raisonnés: Les choix de production et de consommation d'énergie dépendent d'un grand nombre de facteurs: techniques, scientifiques, environnementaux, socio-économiques. Un compromis est souvent nécessaire. Vous allez, dans cette activité, être acteur de la nouvelle transition énergétique. Activité 3 : Etude de cas: Implantation de centrales électriques sans combustion Introduction: Pour répondre à des besoins toujours croissants en énergie électrique, et afin de limiter les émissions de gaz à effet de serre, un plan d’implantation de nouvelles centrales électriques sans combustion est en cours d’élaboration en France. Quatre sites d’implantation potentiels ont été identifiés. En tant qu’experts, vous avez été mandatés pour déterminer le type de centrale électrique le plus adapté pour chacun des sites d’implantation identifiés. Pour effectuer ce travail, vous serez répartis en quatre groupes d’experts ; chaque groupe étant responsable de l’étude d’un projet d’implantation au niveau local ou de l'étude de cas d'un pays. Chaque groupe d’experts dispose : - d’un dossier technique regroupant les principales caractéristiques des différentes méthodes de production d’électricité sans combustion ; - du dossier du projet d’implantation étudié comprenant une description du site et de ses caractéristiques, ainsi qu’un cahier des charges, ou de politique énergétique d'un pays . Votre mission consiste ainsi à confronter les particularités géographiques, climatiques et environnementales du site ou pays sélectionné, ainsi que les besoins du cahier des charges, aux caractéristiques techniques de chaque type de centrale électrique, afin de déterminer laquelle sera la mieux adaptée. Présentation orale Une fois le type de centrale à implanter choisi, votre présenterez oralement (en vo us appuyant sur un diapo rama ) aux autres groupes d’experts : - le projet d’implantation de centrale étudié en décrivant succinctement le site et les besoins du cahier des charges ; - le type de centrale choisi en rappelant brièvement son principe de fonctionnement et en décrivant la chaîne de conversions énergétiques correspondante ; - le raisonnement et les arguments qui vous ont conduits à ce choix et à l’élimination des autres types de centrales ; - les éventuels risques et impacts environnementaux liés au type de centrale choisi. voir le dossier joint pour la correction de chaque cas, la grille d'évaluation de l'activité Dossier technique - Document n°1 – Les principales méthodes de production d’électricité sans combustion Conversion énergétique Source primaire d’énergie Type de centrale Risques, impact environnemental - Impact visuel et sonore - C onv ers i on dir ec te d’éner g i e m éc ani que - Perturbations des écosystèmes (oiseaux) Vent Parc éolien - Perturbation de la propagation des ondes de télécommunication - Pollution due à l’extraction des matières premières utiles à la fabrication (métaux rares) - Disparition de terres agricoles - Principe de fonctionnement Eau Mise en rotation directe d’une turbine qui entraine un alternateur. - C onv ers i on i ndir ecte d’éner g i e méc ani que à par ti r d’éner g i e t her mi que - Principe de fonctionnement Centrale hydroélectrique - Destruction des écosystèmes - Risques de rupture de barrage Uranium Centrale nucléaire Roches chaudes souterraines Centrale géothermique Soleil Centrale solaire thermique Production de vapeur d’eau qui met en rotation une turbine entrainant un alternateur. - Gestion des déchets radioactifs - Risque d’accident industriel grave - Instabilité de la surface fragilisée - Risque de pollution des nappes phréatiques - Grande occupation des sols du fait de rendements peu élevés - C onv ers i on d’éner gi e r adi ativ e - Grande occupation des sols Soleil - Principe de fonctionnement Mise en mouvement d’électrons au sein d’un matériau semi-conducteur qui capte l’énergie solaire (effet photoélectrique). Panneaux photovoltaïques - Pollution due à l’extraction des matières premières utiles à la fabrication (métaux rares) Dossier technique - Document n°2 – Exemples de caractéristiques techniques de différentes centrales électriques situées en France Conversion énergétique Source primaire d’énergie Vent Parc éolien Eau Centrale hydroélectrique Uranium Centrale nucléaire Roches chaudes souterraines Centrale géothermique Conversion directe d’énergie mécanique Conversion indirecte d’énergie mécanique à partir d’énergie thermique Conversion d’énergie radiative Type de centrale Soleil Centrale solaire thermique Soleil Panneaux photovoltaïques Puissance électrique Energie électrique produite par an Rendement Dépend de la vitesse du vent (cf. courbe jointe) Dépend : - de la surface disponible - de la vitesse du vent et du nombre annuel d’heures de vent 30 % 1 800 MW 1420 GWh 75 % 910 MW par réacteur 33 TWh pour 6 réacteurs 30 % Existence de points chauds souterrains 45 MW 300 GWh Non communiqué Nécessité d’une grande pureté atmosphérique : - altitude élevée (> 1200 m) - loin des grandes agglomérations (> 50 km) 9 MW 20 GWh 10 % Non communiquée Dépend : - de la surface disponible - de l’irradiation annuelle - du rendement 20 % Conditions de fonctionnement - Besoin d’une surface minimale de 0,1 km² par éolienne - Vent régulier avec une vitesse comprise entre 5 et 90 km.h-1 - Pluviométrie élevée (> 1100 mm) - Enneigement élevé (> 500 kg.m-² de neige par an) Implantation en zone non sismique et à proximité d’une rivière, d’un fleuve ou de la mer - Orientation : sud - Inclinaison des panneaux : 30 à 35° Dossier technique - Document n°3 – Quelques données utiles Relatio n e ntre l’énergie et la puissance : E = P x Δt avec E en watt-heure (Wh), P en watt (W) et Δt en heure (h) Energie radiative reçue par des panneaux photovoltaïques : Eradiative reçue = I x S où I est l’irradiation du site considéré en kWh.m-² et S la surface de panneaux photovoltaïques Multiples du Wh : 1 TWh = 1012 Wh = 109 kWh Multiple du m2 : 1 GWh = 109 Wh = 106 kWh 1 MW = 106 Wh = 103 kWh 1 km² = 106 m² Courbe de la puissance électrique fournie par une éolienne industrielle en fonction de la vitesse du vent Puissance électrique fournie par une éolienne (kW) Prérequis Sources d’énergies fossiles et renouvelables. Fonctionnement d’un alternateur et d’un capteur photovoltaïque. Définition du rendement d’un convertisseur d’énergie. Différentes unités d’énergies. C ompétences mises en œuvre Connaître des méthodes permettant d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion : - la conversion d’énergie mécanique, soit directe (éoliennes, hydroliennes, barrages hydroélectriques), soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires, centrales solaires thermiques, géothermie) ; - la conversion de l’énergie radiative reçue du Soleil (panneaux photovoltaïques). Savoir que ces méthodes sans combustion ont néanmoins un impact sur l’environnement et la biodiversité ou présentent des risques spécifiques (pollution chimique, déchets radioactifs, accidents industriels…). Décrire des exemples de chaînes de transformations énergétiques permettant d’obtenir de l’énergie électrique à partir de différentes ressources primaires d’énergie. Calculer le rendement global d’un système de conversion d’énergie. Type d'énergie n°1 – Les centrales hydroélectriques → Vidéo : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-lenergie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-un-barrage - 11 - Type d'énergie n°2 – Les centrales nucléaires → Vidéos : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-lenergie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-une-centrale-nucleaire et https://www.youtube.com/watch?v=UckbRJGlino Type d'énergie n°3 – Les centrales solaires thermiques → Vidéo : https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culturescientifique/energies/centrale-solaire-thermique-concentration.aspx Le solaire thermique a l’inconvénient d’être plus complexe que le photovoltaïque et de nécessiter une expertise technique plus pointue. Les investissements sont aussi plus élevés. Comme les systèmes à concentration focalisent les rayons solaires, ils ne sont envisageables que dans les régions où l’irradiation directe est importante, c’est-à-dire dans les zones arides et tropicales où l’ensoleillement direct est supérieur à 2.000 kWh/m²/an. Les meilleurs sites reçoivent un rayonnement de l’ordre de 2.800 kWh/m²/an. Ils sont situés au sud-ouest des États-Unis, au nord du Chili et de l’Argentine, en Afrique du nord et du sud, dans la péninsule arabique, en Iran et en Afghanistan, au Pakistan, au nord-est de l’Inde et en Australie. En France métropolitaine, l’ensoleillement n’est généralement pas suffisant, à l’exception de la Cerdagne dans les Pyrénées-Orientales. Cette région dispose de conditions météorologiques très particulières, propices au solaire thermique : le climat y est sec, l’altitude élevée, les centres urbains éloignés. Le ciel est donc clair une bonne partie de l’année, assurant le rayonnement solaire moyen le plus élevé de France métropolitaine. C’est donc là, dans la commune de Llo que s’est construite la seule centrale thermique française actuellement en service. Elle est située à quelques kilomètres du four solaire d’Odeillo, de celui de Mont-Louis et de la centrale à tour Thémis. - 13 - Type d'énergie n°4 – Les centrales géothermiques → Vidéo : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produirede-l-electricite/le-fonctionnement-d-une-centrale-geothermique Le terme Géothermie provient de deux mots grecs « GEO » et « THERM ». Le mot « geo » signifie la terre tandis que le mot « therm » indique la chaleur de la terre. L’énergie géothermique est une énergie dérivée de la chaleur de la terre. Le centre de la terre se trouve à une distance d’environ 6438 kilomètres. Il est généralement en fusion permanente. Les températures y sont d’au moins 5000°C. Cette chaleur du centre de la terre s’extériorise et réchauffe les couches extérieures de roches que l’on appelle « manteau », puis se transforme en « magma ». Il arrive que le magma parvienne jusqu’à la surface de la terre. Parfois, l’eau de pluie s’infiltre à travers les lignes de failles géologiques ainsi que les fissures. Elle surchauffe grâce aux roches chaudes qui se trouvent justes en dessous. Une partie de cette eau surchauffée remonte à la surface de la terre où elle émerge sous forme de sources chaudes ou même de geysers. Parfois, il arrive que l’eau chaude soit piégée sous la surface comme un réservoir géothermique. Pour produire de l’électricité à partir de l’énergie géothermique, il faut forer des puits dans ces réservoirs géothermiques. L’énergie géothermique présente cependant un certain nombre d’inconvénients : – Émissions potentielles : les gaz à effet de serre sous la surface de la terre peuvent potentiellement migrer vers la surface et dans l’atmosphère. Ces émissions tendent à être plus élevées à proximité des centrales géothermiques, lesquelles sont associées aux émissions de dioxyde de soufre et de silice. De plus, les réservoirs peuvent contenir des traces de métaux lourds toxiques comme le mercure, l’arsenic et le bore. – Instabilité de la surface : la construction de centrales géothermiques peut affecter la stabilité du terrain. En janvier 1997, la construction d’une centrale géothermique en Suisse a déclenché un tremblement de terre d’une magnitude de 3,4 sur l’échelle de Richter. – Emplacement spécifique : les bons réservoirs géothermiques sont difficiles à trouver. L’Islande et les Philippines couvrent près d’un tiers de leur demande d’électricité grâce à la géothermie. Les principaux sites sont souvent éloignés des centres de population. Type d'énergie n°5 – Les panneaux photovoltaïques → Vidéo : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-lenergie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-une-centrale-photovoltaique - 15 - Type d'énergie n°6 – Les éoliennes → Vidéo : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-lenergie/produire-de-l-electricite/le-fonctionnement-d-une-eolienne Ce qu’il faut savoir : Les choix énergétiques doivent tenir compte de nombreux critères et paramètres : disponibilité des ressources et adéquation aux besoins, impacts (climatique, écologique, sanitaire, agricole), vulnérabilités et gestion des risques, faisabilité, conséquences économiques et sociales. L’analyse de ces éléments de décision conduit le plus souvent à une recherche de diversification ou d’ évolution des ressources (mix énergétique). Ce qu’il faut savoir faire Exercices Dans une étude de cas, analyser des choix énergétiques locaux selon Ex 2 page 175 les critères et les paramètres mentionnés. Ex 5,6 page 176 Ex 8,9,10 p177 Ex 12 p178 et 13 p179 BILAN du CHAPITRE: -5-
