Université Mohammed V Rabat Département de Physique Ecole Normale Supérieure Rabat Licence Professionnelle FUE-SMPC (S6) 2020-2021 Elément de Module sur les Energies Durables Pr. Abdelfettah BARHDADI Contrôle Continu Ecrit (Durée: 30 mn) 1- Vous suivez actuellement un élément de module majeur sur les Energies Durables A. Donnez en une phrase une définition claire et précise de l'énergie. Réponse: On peut définir l'énergie ( )الطاقةcomme étant la capacité d'un corps ou d'un système à produire un travail ()القدرة على إنتاج عمل B. L'énergie est une grandeur mesurable. Quelle est son unité de mesure dans le système international ? Réponse: L’énergie est une grandeur qui se mesure en joule (J) (c’est l’unité internationale de l’énergie) C. Il existe d'autres unités de mesure utilisées selon le type d'énergie considérée. Donnez au moins 3 exemples différents. Réponse: Outre le joule (unité officielle de mesure de l’énergie), il existe d’autres unités de mesure en fonction de la forme d’énergie considérée: • La calorie (cal) : utilisé comme unité de chaleur pour mesurer l’énergie thermique (calorifique) • Le kilowattheure (kWh) : utilisé pour mesurer la consommation de l’énergie électrique • La tonne équivalent pétrole (tep) : utilisé pour mesurer l’énergie des combustibles liquides comme le pétrole • L’électronvolt (eV) : unité d'énergie utilisée en physique des particules • La tonne équivalent charbon (tec) : utilisé pour mesurer l’énergie des combustibles solides comme le charbon • Le British thermal unit (btu) : utilisé pour mesurer l’énergie des combustibles gazeux comme le gaz naturel • Le Baril de pétrole (bl: barrel) ou (bbl: Blue Barrel) : unité de mesure de volume utilisée surtout pour évaluer l’énergie du pétrole brut et ses dérivés D. L'énergie est une grandeur transférable. Quelles sont les principaux modes de transfert de l'énergie ? Réponse: Il y a 3 principaux modes de transfert de l'énergie : 1) Transfert par travail : il peut être de 2 types a- Travail mécanique (Travail des forces mécaniques s'exerçant sur les objets matériels pour les déplacer ou les déformer) b- Travail électrique (Travail des forces électriques s'exerçant sur les charges électriques pour les déplacer et les faire circuler) 2) Transfert thermique : il peut être de deux types a- Par conduction (transfert sans déplacement macroscopique de la matière) b- Par convection (transfert avec déplacement macroscopique de la matière) 3) Transfert par rayonnement: Il s'appelle aussi transfert radiatif. Il peut s'effectuer même dans le vide E. L'énergie est une grandeur transformable. Quelles sont les différents types de l'énergie finale ? Réponse: • L'énergie mécanique • L'énergie thermique ou calorifique • l'énergie électrique F. • • • • • Déterminez le type d’énergie considérée dans chacun des cas suivants : Énergie fournie par une pile à combustible : L'énergie électrique Énergie de l’eau en haut d’une chute : L'énergie potentielle Énergie de l’eau qui frappe les pales d’une turbine hydraulique : L'énergie cinétique Énergie fournie par un moteur électrique : L'énergie mécanique Énergie fournie par la combustion d'un biocarburant comme le bioéthanol : L'énergie thermique (Si énergie chimique: 0.5 pt) G. Quelles sont les principales sources d'énergie fossile ? Réponse: • Le charbon • Le pétrole • Le gaz naturel H. Quelles sont les principales sources d'énergie fissile ? Pr. Abdelfettah BARHDADI, LP-FUE-SMPC-S6, 2020-2021 Page 1/4 Réponse: • L'Uranium 235 • Le Thorium 232 I- Quelle définition peut-on donner à l'énergie primaire ? Réponse: L'énergie primaire c'est l'énergie disponible directement dans la nature avant toute conversion ou transformation J- Quelles sont les principales pertes dans une chaine de production de l’énergie électrique ? Réponse: Les principales pertes sont : Les pertes de production Les pertes de transformation Les pertes de transport 2- Une bonne partie de l'élément de module sur les "Energies Durables" est réservée à l'énergie solaire. Par quel mécanisme réactionnel cette énergie est-elle produite dans le soleil ? (sélectionnez la bonne réponse). A. Par des réactions thermonucléaires endothermiques B. Par des réactions thermochimiques exothermiques C. Par la transformation de l'Hélium en Hydrogène D. Par des réactions atomistiques complexes E. Par des réactions de fusion nucléaire 3- La quantité d'énergie solaire reçue chaque seconde par une surface de 1 m² située au sommet de l'atmosphère terrestre et orientée perpendiculairement aux rayons solaires s'appelle la "constante" solaire. Quelle est la valeur moyenne de cette "constante" ? (sélectionnez la bonne réponse). A. 10 kW/m² B. 3,671 kW/m² C. 1,367 kW/m² D. 2,352 kW/m² E. 1 W/m² 4- Pour atteindre la surface de la terre, l'énergie solaire doit traverser l’atmosphère terrestre. Pendant cette traversée, elle va subir des transformations par diffusion et/ou des atténuations à cause de l'absorption par les constituants chimiques de l’atmosphère. Quelle est l'épaisseur moyenne de l'atmosphère terrestre ? Réponse: L'épaisseur moyenne de l'atmosphère terrestre est d'environ 100 km 5- Après la traversée de l'atmosphère, l'énergie solaire globale qui atteint la surface de la terre se trouve constituée de 3 composantes principales. Quelles sont ces composantes ? (sélectionnez les bonnes réponses). A. Le rayonnement solaire absorbé par l'atmosphère B. Le rayonnement solaire direct C. L’albédo D. Les aérosols E. Le rayonnement solaire diffus F. Le rayonnement solaire transmis 6- On repère la position du soleil dans le ciel par 2 angles très connus: sa hauteur angulaire h (appelée aussi élévation solaire) et son azimut solaire a. Quelle est la valeur de la Masse d'Air (Air Mass en anglais) lorsque le soleil est situé à une hauteur angulaire de 30° ? Réponse: Lorsque le soleil est situé à une hauteur angulaire de 30°, la valeur de la Masse d'Air (Air Mass en anglais) est 2 (AM2). Voir l'explication dans les 2 diapositives suivantes: Pr. Abdelfettah BARHDADI, LP-FUE-SMPC-S6, 2020-2021 Page 2/4 Pr. Abdelfettah BARHDADI, LP-FUE-SMPC-S6, 2020-2021 Page 3/4 7- Par quel mode de transfert d'énergie, l’énergie solaire atteint la surface de la terre ? (Sélectionner la bonne réponse) A. Par conduction photonique B. Par rayonnement électromagnétique C. Par rayonnement électronique D. Par déplacement de masses d'air dans les couches atmosphériques E. Par convection naturelle 8- Le Maroc a réalisé à Ouarzazate le complexe solaire le plus grand dans le monde entier. Ce complexe est composé de plusieurs centrales solaires de différents types et technologies. Quel est le nombre total de ces différentes centrales ? Réponse: Le nombre est quatre (4): Noor 1, Noor II, Noor III et Noor IV 9- Dans le réacteur d’une centrale nucléaire classique se produisent .... : (Cochez la bonne réponse) A. des réactions de combustion nucléaire B. des réactions de fusion nucléaire endothermique C. des réactions d'absorption nucléaire D. des réactions de fission nucléaire E. des réactions de fusion nucléaire exothermique 10- Quel est le principal inconvénient des énergies durables ? (Cochez la bonne réponse) A. Elles ne sont pas abondantes B. Elles ne sont pas stockables C. Elles sont intermittentes D. Elles coûtent très cher. E. Elles ne sont pas présentes partout sur la planète. Pr. Abdelfettah BARHDADI, LP-FUE-SMPC-S6, 2020-2021 Page 4/4
