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Énergie, choix de développement et futur climatique

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La consommation mondiale d’énergie fait majoritairement appel aux combustibles fossiles, principale cause du réchauffement climatique. Il est donc essentiel d’identifier, pour toute activité, individuelle ou collective, ou tout produit, l’impact sur la production de gaz à effet de serre. L’identification d’autres effets collatéraux, notamment sur la santé, est importante. Les différents scénarios de l’évolution globale du climat dépendent des stratégies que l’humanité mettra en œuvre.

Savoirs
L’énergie utilisée dans le monde provient d’une diversité de ressources parmi lesquelles les combustibles fossiles dominent. La consommation en est très inégalement répartie selon la richesse des pays et des individus. La croissance de la consommation globale (doublement dans les 40 dernières années) est directement liée au modèle industriel de production et de consommation des sociétés. En moyenne mondiale, cette énergie est utilisée à parts comparables par le secteur industriel, les transports, le secteur de l’habitat et dans une moindre mesure par le secteur agricole. Les énergies primaires sont disponibles sous forme de stocks (combustibles fossiles, uranium) et de flux (flux radiatif solaire, flux géothermique, puissance gravitationnelle à l’origine des marées).

La combustion de carburants fossiles et de biomasse libère du dioxyde de carbone et également des aérosols et d’autres substances (N2O, O3, suies, produits soufrés), qui affectent la qualité de l’air respiré et la santé.

L’empreinte carbone d’une activité ou d’une personne est la masse de CO2 produite directement ou indirectement par sa consommation d’énergie et/ou de matière première.

Les scénarios de transition écologique font différentes hypothèses sur la quantité de GES émise dans le futur. Ils évaluent les changements prévisibles, affectant les écosystèmes et les conditions de vie des êtres humains, principalement les plus fragiles. Les projections fournies par les modèles permettent de définir les aléas et peuvent orienter les prises de décision. Les mesures d’adaptation découlent d’une analyse des risques et des options pour y faire face.

Savoir-faire
Utiliser les différentes unités d’énergie employées (Tonne Équivalent Pétrole (TEP), kWh, …) et les convertir en joules – les facteurs de conversion étant fournis. Exploiter des données de production et d’utilisation d’énergie à différentes échelles (mondiale, nationale, individuelle, …). Comparer quelques ordres de grandeur d’énergie et de puissance : corps humain, objets du quotidien, centrale électrique, flux radiatif solaire, …

Calculer la masse de dioxyde de carbone produite par unité d’énergie dégagée pour différents combustibles (l’équation de réaction et l’énergie massique dégagée étant fournies). À partir de documents épidémiologiques, identifier et expliquer les conséquences sur la santé de certains polluants atmosphériques, telles les particules fines résultant de combustions.

Comparer sur l’ensemble de leur cycle de vie les impacts d’objets industriels (par exemple, voiture à moteur électrique ou à essence). À partir de documents, analyser l’empreinte carbone de différentes activités humaines et proposer des comportements pour la minimiser ou la compenser.

Analyser l’impact de l’augmentation du CO2 sur le développement de la végétation. Analyser des extraits de documents du GIEC ou d’accords internationaux proposant différents scénarios.