Cours : Satisfaire les besoins en énergie

Utilisation de l’énergie dans notre quotidien

Qu’est-ce que l’énergie ?

Définition

Énergie :

L’énergie est une force qui provoque de la chaleur, de la lumière ou un mouvement.

Dans la nature, on trouve toutes sortes d’énergie : par exemple l’énergie éolienne du vent, l’énergie électrique provoquée par la foudre, l’énergie solaire produite par le Soleil, l’énergie thermique produite par le feu, l’énergie musculaire produite par nos muscles.

Les besoins en énergie

Dans notre quotidien, nous utilisons sans cesse de l’énergie : celle-ci est produite en transformant différentes sources d’énergie présentes dans la nature (vent, chaleur du soleil, etc.) afin de satisfaire les besoins des êtres humains. Ces besoins concernent trois types d’utilisateurs :

• les particuliers (les familles) : ils utilisent l’énergie pour se chauffer, s’éclairer, etc ;
• les entreprises (agriculture, industries, services) : elles utilisent l’énergie pour faire fonctionner leurs équipements (machines, ordinateurs, etc.) ;
• les transports publics : ils utilisent l’énergie pour se déplacer (trains, tram, etc.). En France, la consommation d’électricité se répartit de la façon suivante :

Ce sont les ménages qui consomment le plus d’électricité. Cette consommation varie selon les caractéristiques du foyer (nombre de personnes, nombre d’appareils utilisés) et selon les équipements : les plus énergivores sont respectivement le chauffage, l’électroménager (réfrigérateurs, machines à laver, etc.), l’audiovisuel (ordinateurs, télévisions) et enfin l’éclairage.

L’utilisation quotidienne de l’énergie

En France, l’énergie sous forme d’électricité est consommée quotidiennement par les particuliers pour se chauffer, s’éclairer, conserver des aliments ou les cuire.

Exemple

Cuisine moderne

Voici les objets qui fonctionnent à l’électricité dans la cuisine :

• Réfrigérateur
• Four
• Lave-vaisselle
• Lampes
• Hotte et plaques de cuisson

L’électricité est présente également tout autour de nous : dans les magasins, les bureaux, les usines, dans les rues pour les éclairages ou les feux tricolores, etc. Elle permet de faire circuler les trains, les tramways, les métros.
Pour avoir de l’électricité, chaque consommateur paye un abonnement, mais aussi le courant qu’il consomme.

Définition

Courant électrique :

L’électricité qui arrive par les fils électriques.

Origine de ces énergies

Les différentes sources d’énergie

L’électricité est produite à partir de trois grands types d’énergie :

• L’énergie nucléaire produite par la combustion de l’uranium (un métal naturel).
• Les énergies fossiles produites par la combustion de charbon, de pétrole ou de gaz.
• Les énergies renouvelables qui se décomposent en plusieurs sous-éléments :
• l’énergie hydraulique : produite par le mouvement de l’eau.
• l’énergie éolienne : produite par la force du vent.
• l’énergie solaire : produite grâce à la chaleur du soleil.
• l’énergie extraite de la biomasse : produite par la combustion de matières végétales ou animales.
• l’énergie géothermique : produite grâce à la chaleur du sol.

Définition

Combustion :

Le fait de brûler entièrement.

Définition

Biomasse :

Matières végétales (bois, feuilles, etc.) ou animales (cadavres d’animaux, êtres vivants présents dans le sol) utilisables comme forme d’énergie.

Le charbon, le pétrole, le gaz sont appelés « énergies fossiles », car ils proviennent de la décomposition très lente d'éléments vivants (principalement des plantes) il y a plusieurs millions d'années.

À retenir

Le terme « d’énergies renouvelables » désigne des énergies qui sont inépuisables à l’échelle humaine : le vent, le soleil, l’eau, la biomasse, la chaleur du sous-sol. À l’inverse, les énergies « non renouvelables » (charbon, pétrole, gaz, uranium) ont des réserves limitées.

Les énergies non-renouvelables sont cependant davantage exploitées que les énergies renouvelables car elles possèdent un plus grand pouvoir énergétique : elles produisent plus d’énergie.

La production d’énergie en France

À retenir

La France produit 70 % de son énergie par les centrales nucléaires ; les énergies renouvelables représentent environ 20 %, dont la majeure partie de l’énergie qui provient de l’hydraulique.
Les énergies fossiles, en revanche, sont relativement peu exploitées en France.

Les différentes infrastructures de production d’énergie

En France, la majorité de l’énergie est produite dans des centrales nucléaires ou hydroélectriques.

Les autres types d’énergie (éolienne, solaire, biomasse) sont produites grâce à des équipements spécifiques :

Où l’énergie est-elle produite ?

Les centrales sont installées dans des espaces spécifiques :

• Les centrales nucléaires sont implantées le long des cours d’eau, car elles ont besoin d’eau pour refroidir les réacteurs qui transforment l’uranium en énergie.
• Les centrales hydroélectriques, quant à elles, sont installées dans les montagnes ou sur des cours d’eau, car elles utilisent l’eau retenue par des barrages pour fonctionner.

Définition

Barrage :

Construction sur un cours d’eau qui sert à retenir l’eau.

Définition

Centrale hydroélectrique :

Usine qui produit de l’électricité à l’aide de l’énergie dégagée par l’eau accumulée grâce aux barrages.

Définition

Centrale nucléaire :

Usine qui produit de l’électricité avec de l’uranium.

Les éoliennes sont situées dans de vastes plaines venteuses ; les panneaux solaires dans des régions ensoleillées et la biomasse (bois, déchets de végétaux) est récupérée dans les espaces agricoles.

Distribution de l’électricité

Le réseau électrique

Une fois l’électricité produite, elle est acheminée vers les consommateurs grâce au réseau électrique : c’est lui qui alimente les prises électriques dans les bâtiments.

Définition

Réseau électrique :

Ensemble des équipements permettant d'acheminer l'énergie électrique des centres de production vers les consommateurs d'électricité.

Ce réseau est constitué de lignes électriques de haute, moyenne ou basse tension, qui transportent l’électricité dans toute la France.
Les lignes de haute tension servent à parcourir de grandes distances en éviter les pertes d’énergie. La tension est ensuite réduite dans des transformateurs afin de pouvoir distribuer l’électricité aux entreprises (grâce aux lignes de moyenne tension), ainsi qu’aux particuliers (grâce aux lignes de basse tension).

L’organisation du système électrique

L’acheminement de l’électricité se décompose en différentes activités bien distinctes : la production, le transport, la distribution.
L’État gère la production et le transport de l’électricité grâce au réseau ERDF (Électricité Réseau Distribution France) ; les communes sont chargées de la distribution auprès des consommateurs : elles délèguent cela à des entreprises locales.

• Production : le courant électrique est produit grâce aux différents types d’infrastructures de production d’électricité.
• Transport : l’électricité est transportée sur de longues distances par des lignes de haute tension.
• Tri et réduction de la tension : la tension est réduite au fur et à mesure du trajet et triée afin d’être redistribuée dans les différents lieux.
• Distribution : l’électricité arrive dans trois types de lieux (habitations, entreprises et transports publics).