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T.P.E : Les énergies renouvelables
Sommaire
Introduction.
I. Le réchauffement climatique.
A. Observations.
* Le climat.
* Le recul des glaciers de montagnes.
* El Niño.
* La fonte des portions de banquise.
* Les pratiques agricoles.
* Cyclones, typhons.
* Aires de répartition.
* L'élévation du niveau de la mer.
B. Les facteurs déclencheurs.
II. L’éolien et l'hydraulique.
A. Fonctionnement.
a. Structure d'une éolienne.
b. Structure d'un barrage hydro-électrique.
B. Les avantages.
C. Les inconvénients.
III. L’énergie solaire.
A. Le solaire thermique.
a. Le solaire thermique direct.
b. Le solaire thermique indirect.
B. Le solaire photovoltaïque.
C. Les avantages de l'énergie solaire.
a. Le solaire thermique.
b. Le solaire photovoltaïque.
D. Les inconvénients de cette énergie.
a. Le solaire thermique.
b. Le solaire photovoltaïque.
Conclusion.

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Introduction
Le réchauffement climatique est un phénomène dont on parle très couramment. Le politicien Al Gore
y a même consacré un film intitulé « Une vérité qui dérange ». Celui-ci lui a valu le prix Nobel de la
paix. Tous les scientifiques travaillent sur ce sujet dans le but de le ramener à un taux normal.
De plus, on entend beaucoup parler des énergies qui polluent et dégagent des « gaz à effet de
serre ».
On est en droit de se demander quelles énergies on devrait utiliser pour participer à la lutte contre le
réchauffement climatique.
Pour cela, on va étudier les avantages et les inconvénients ainsi que le fonctionnement de trois
énergies plus prometteuses et plus respectueuses de l'environnement.
On ne rentrera pas dans les débats sur l'environnement visuel et sonore de ces énergies car ils
n'auraient aucun rapport avec la problématique énoncé plus haut.
On se demandera d’abord ce qu’est le réchauffement climatique et quelles en sont les causes. Dans
un second temps, nous nous pencherons sur le cas de l'énergie hydraulique et l'énergie éolienne qui
se basent toutes les deux sur le principe de l'alternateur que nous exposerons également. Puis nous
continuerons sur l'énergie solaire.

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I – Le réchauffement climatique
A. Observations
Plusieurs changements observés dans le monde semblent cohérents avec l'existence d'un
réchauffement climatique planétaire. Il faut cependant noter que le lien entre ce réchauffement et
les observations faites n’est pas toujours établi de façon sûre. En France c'est l'Observatoire National
sur les Effets du Réchauffement Climatique (ONERC) qui coordonne les observations.
Chaque année atteint un record de minimum de l'étendue de la banquise Arctique.
* Le climat.
Selon le troisième rapport du GIEC, la répartition des précipitations s'est modifiée au cours du XXe
siècle. En particulier, les précipitations seraient devenues plus importantes aux latitudes moyennes
et hautes de l'hémisphère nord, et moins importantes dans les zones subtropicales de ce même
hémisphère. D'autres experts estiment toutefois les données actuelles trop rares et incomplètes
pour qu'une tendance à la hausse ou à la baisse des précipitations puisse être dégagée sur des zones
de cette ampleur.
* Le recul des glaciers de montagnes.
À de rares exceptions près, l'ensemble des glaciers montagnards étudiés sont en phase de recul. Les
glaciers de l'Himalaya reculent rapidement et pourraient disparaître dans les cinquante prochaines
années, selon des experts réunis à Katmandou pour une conférence sur le réchauffement climatique
le 4 juin 2007. Les températures dans cette région ont crû de 0,15 °C à 0,6 °C tous les 10 ans au cours
des 30 dernières années. De nombreux travaux documentent ce recul et cherchent à l'expliquer. Un
tel recul semble tout à fait cohérent avec un réchauffement du climat. Mais cela a déjà existé par le
passé: par exemple le recul actuel de la mer de Glace à Chamonix découvre des vestiges humains du
Moyen Âge, preuve que le glacier a déjà fondu davantage que de nos jours à une période
historiquement proche. De même, l'étude détaillée de certains glaciers montre que de nombreux
facteurs interviennent, comme les précipitations ou le phénomène El Niño, qui ne sont pas
nécessairement directement liés au réchauffement planétaire actuel. Il faut enfin souligner la quasi-
absence de données sur les glaciers himalayens. Par exemple, il n'existe de données fiables que sur
50 glaciers indiens, sur plus de 9 500.
* El Niño.
Il semblerait que les phénomènes du style de "el Niño" soient devenus beaucoup plus fréquents que
par le passé. "El Niño" est un phénomène climatique augmentant anormalement la température des
océans.
* La fonte de portions de banquise.
Plusieurs études indiquent que les banquises sont en train de se réduire. D'une part des observations
satellites montrent que ces banquises perdent de la superficie dans l'océan Arctique. D'autre part, un
amincissement de ces banquises, en particulier autour du pôle nord, a été observé. D'après les

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équipes scientifiques travaillant sur ce sujet, cette diminution est due au réchauffement planétaire.
Le Groenland a vu ses glaciers se réduire de 230 à 80 milliards de tonnes de par an de 2003 à 2005,
ce qui contribuerait à 10% de l'élévation du niveau des mers.
* Les pratiques agricoles.
Le climat, et en particulier les températures, ont un effet sur la date des récoltes agricoles. Dans de
nombreux cas les dates de vendanges sont régulièrement avancées, comme celui du raisin en
Bourgogne. De Plus ces phénomènes peuvent être décrits sur plusieurs décennies car ces dates de
vendanges ont été consignées dans le passé et archivées. De tels documents sont utilisés pour
déterminer les températures à des périodes où les thermomètres n'existaient pas ou manquaient de
précisions. Un réchauffement climatique depuis le XXe siècle est clairement décrit par l'étude de ces
archives.
* Cyclones, typhons.
Une étude publiée en 2005 et remise en question depuis par une seconde étude, montre que
l'intensité des cyclones aurait globalement augmenté entre 1970 et 2004 alors que le nombre total
de cyclones aurait globalement diminué pendant la même période. Selon cette étude, il est possible
que cette augmentation d'intensité soit liée au réchauffement climatique, mais la période
d'observation est trop courte et le rôle des cyclones dans les flux atmosphériques et océaniques n'est
pas suffisamment connu pour que cette relation puisse être établie avec certitude. La seconde étude
publiée un an plus tard montre quant à elle que l'intensité des cyclones n'aurait pas augmenté de
façon significative depuis 1986.
* Aires de répartition.
Plusieurs équipes de chercheurs ont observé une modification de l'aire de répartition de différentes
espèces animales et végétales. Dans certains cas, en particulier lorsque cette aire se déplace vers le
nord ou vers de plus hautes altitudes, le réchauffement climatique planétaire est parfois proposé
comme cause de ces modifications.
* L’élévation du niveau de la mer.
Différentes données obtenues à l'aide de marégraphes et de satellites ont été étudiées. Leur analyse
suggère que le niveau de la mer s'est élevé au cours du XXe siècle de plusieurs dizaines de
centimètres, et qu'il continue à s'élever régulièrement. Cette élévation du niveau de la mer peut
aussi être observée indirectement par ses conséquences sur l'environnement, comme c'est le cas au
Nouveau-Brunswick.
B. Les facteurs déclencheurs
Lorsque les rayons solaires arrivent dans l'atmosphère, une partie est réfléchie dans l'espace et
l'autre la traverse. En arrivant au sol, ce dernier s'échauffe en émettant des rayons infrarouges,
responsables de la chaleur, qui ne peuvent s'échapper car les gaz à effet de serre forment un écran,
empêchant les rayons infrarouges de retourner l'espace, d'où le phénomène de réchauffement
climatique.

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Le rayonnement solaire et l’effet de serre
L'effet de serre n'est pas, en soi, nocif aux écosystèmes; sans lui, la température terrestre
avoisinerait les -18 °C. Cependant, un excès de gaz à effet de serre dépassant la capacité des
écosystèmes à les piéger et les absorber est un danger pour la plupart des espèces dites évoluées.
La photosynthèse permet de réguler le dioxyde de carbone de l'atmosphère qui est un de ces gaz. Les
plantes absorbent le CO2 le jour en relâchant du dioxygène. Les plantes ont besoin de dioxyde de
carbone, d'eau et de lumière pour respirer. Ces plantes sont dites autotrophes en carbone, c'est-à-
dire qu'elles peuvent créer de la matière organique (ici du glucose) à partir de matière non organique
(dans ce cas, le carbone). La lumière est utilisée comme énergie dans la respiration des cellules
autotrophes.