Première ES

Énergie et Environnement

1.

Les centrales thermiques

A.

Principe de fonctionnement

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Toutes les centrales thermiques ont le même fonctionnement, seul le combustible change.

On peut alors les classer en deux groupes :

  • thermique à flamme pour le charbon, le pétrole, le gaz, les déchets, etc.
  • thermonucléaire pour celles qui utilisent la fission
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Dans toutes les centrales thermiques, l’énergie stockée dans la ressource est convertie en énergie thermique. Cette énergie permet de faire passer de l’eau liquide sous forme de vapeur. Cette vapeur va faire tourner une turbine qui entrainera un alternateur, fournissant de l’électricité.

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B.

Ressources énergétiques

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Pour les ressources fossiles ou la biomasse, on les brûle : l’énergie est libérée par combustion.

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Pour les centrales nucléaires, on utilise l’énergie de fission. La fission se fait en impactant un neutron sur un noyau lourd fissile qui est cassé en deux noyaux plus légers.

Propriété

A masses identiques de combustible, la fission dégage beaucoup plus d’énergie.

C.

Chaine énergétique

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Il y a toujours des pertes, ainsi l’énergie exploitable est toujours inférieure à celle de départ. On parle de dégradation de l’énergie.

2.

La fusion nucléaire

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Le principe est d’unir deux noyaux légers pour en former un plus lourd. Lors de cette union, une grande quantité d’énergie est libérée, bien d’avantage que lors d’une fission.

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3.

Transport et stockage de l’énergie

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La demande énergétique varie selon les moments de la journée et de l’année. Il est donc important de pouvoir stocker l’énergie sous une forme ou une autre pour être utilisée au moment opportun.

Par exemple, les accumulateurs ou les batteries.

4.

Problèmes environnementaux

A.

Gaz à effet de serre

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La combustion des ressources fossiles dégage du CO2 qui est un gaz à effet de serre.

Définition

L’effet de serre{\color{red}\text{L'effet de serre}} est un phénomène naturel qui permet d’avoir une température moyenne sur Terre de 1515°C, il est présent sur d’autres planètes avec plus ou moins d’intensité (Vénus, Titan).

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Une trop grosse présence de CO2 dans l’atmosphère provoque une hausse de l’effet de serre. La principale conséquence sera une élévation de la température de surface de la Terre.

B.

Déchets radioactifs

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Les noyaux fils sont des déchets qui, lorsqu’ils se désintègrent pour devenir des noyaux stables émettent des rayonnements et des particules dangereux pour l’Homme.

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Cette désintégration n’est pas instantanée, elle peut prendre un certain temps. On parle alors de demi-vie.

Définition

La demi-vie{\color{red}\text{demi-vie}} est le temps au bout duquel la moitié des noyaux radioactifs ont été désintégrés.

Propriété

Malheureusement, cette demi-vie est de l’ordre du million voir du milliard d’année pour certains déchets. Il faut donc les stocker dans des zones sécurisées depuis lesquelles ils ne pourront pas atteindre l’Homme.

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