Chapitre 2 : Les atouts de l’électricité

« Chapitre 2 : Les atouts de l’électricité L’énergie électrique présente de nombreux avantages : une distribution aisée, sûre et à faible impact écologique.

Les procédés d’obtention d’énergie électrique sans combustion justifient le rôle central que cette forme d’énergie est amenée à jouer à l’avenir. I. La production d’énergie électrique L’électricité est un élément essentiel à toutes activités humaines et sa consommation ne cesse d’augmenter à cause de la croissance démographique et du développement économique.

Ainsi, la production mondiale d’électricité croît d’environ 2 % par an et devrait doubler d’ici 2040.

L’énergie électrique est obtenue à partir de source d’énergie primaire, directement disponible sur Terre, telle que le charbon, le gaz naturel, l’uranium, le Soleil, le vent ou l’eau.

En France en 2017, l’électricité est majoritairement produite sans combustion et provient de centrales nucléaires (72 %) et hydrauliques (10 %).

Seuls 10 % de l’électricité proviennent encore de centrales thermiques avec combustion.

L’énergie électrique présente de nombreux avantages : la distribution en est aisée, sûre et à faible impact écologique.

De nombreux dispositifs à bon rendement permettent de produire de l’énergie électrique ou de convertir de l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie.

Les dispositifs permettant d’obtenir de l’énergie électrique les plus répandus sur Terre sont basés sur la combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz).

Ces procédés ont de forts impacts environnementaux : épuisement de ressources fossiles, émissions de gaz à effet de serre, pollutions environnementales. Le développement de dispositifs d’obtention d’énergie électrique sans combustion connaît un essor très significatif à travers le monde.

Plusieurs méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion : • la conversion d’énergie mécanique.

Grâce à un alternateur, l’énergie mécanique est convertie en énergie électrique dans les centrales éoliennes, hydroélectriques, thermiques nucléaires, solaires thermiques et géothermiques ; • la conversion de l’énergie radiative.

Dans une centrale solaire, les cellules photovoltaïques convertissent l’énergie radiative du Soleil en énergie électrique ; • les conversions électrochimiques.

Les piles et accumulateurs sont le siège de conversions électrochimiques.

Des transformations chimiques permettant de convertir l’énergie chimique contenue dans les réactifs en énergie électrique. II. Chaîne énergétique de conversion L’énergie est disponible sous différentes formes : thermique, chimique, radiative, nucléaire, cinétique, potentielle, ...

Un convertisseur permet de convertir une forme d’énergie en une autre forme d’énergie.

Les conversions d’énergie peuvent être représentées par des chaînes énergétiques.

Ces schémas comprennent : - les réservoirs d’énergie (dynamos, éoliennes, centrales, thermiques, géothermie...) ; - les convertisseurs d’énergie qui assurent le passage d’une forme à une autre ; - les formes d’énergie à l’entrée et à la sortie des convertisseurs. Exemple : chaîne énergétique d’une centrale thermique Pour évaluer l’efficacité d’une conversion d’énergie, on définit une grandeur sans dimension appelé rendement du convertisseur.

Le rendement est égal au rapport de l’énergie utile délivrée par le convertisseur sur l’énergie qu’il a reçue à l’entrée : Le rendement peut également s’écrire comme un rapport de puissance : 𝜼= 𝑷𝒖 𝑷𝒓 III. Impacts et stockage de l’énergie électrique 1.

Impacts des méthodes sans combustion Les méthodes de production d’énergie électrique sans combustion ont, par les techniques employées, une empreinte carbone nettement plus réduites que les dispositifs basés sur la combustion de matière carbonée.

Ils ont néanmoins des impacts sur l’environnement et la biodiversité.

En effet, la conception et la construction de ces dispositifs consomment : - de l’énergie issue de sources non renouvelables carbonées ; - des matières premières présentes en faibles quantités sur Terre et dont l’extraction est souvent polluante.

En outre, ces méthodes de production peuvent également présenter des risques spécifiques : pollution chimique, déchets radioactifs, accidents industriels, etc.

La production d’électricité est responsable de 42,5 % des émissions mondiales de CO2 qui reste le principal responsable de l’effet de serre.

En plus des quantités de gaz émises lors du fonctionnement des centrales ; il est aussi nécessaire de prendre en compte le cycle de vie complet de différentes installations : fabrication, construction, approvisionnement en carburant, recyclage, etc.

Le tableau ci-dessous présente les masses de CO2 en gramme émises pour un kWh d’énergie électrique produit. 2.

Stockage de l’énergie Les.... »