Chapitre 6
Activité 4 - en groupe
Énergies fossiles et énergies renouvelables
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Introduction
Les combustibles fossiles sont issus de la transformation progressive de matière organique sur une très
longue durée, et sont donc non renouvelables à notre échelle de temps. Mais il existe d'autres sources
d'énergies utilisables qui proviennent elles aussi, plus ou moins directement, de l'énergie solaire.
Quels sont les avantages et les inconvénients de différentes sources d'énergies issues de l'énergie solaire ?
Chacun des groupes présentera une source d'énergie différente en la comparant avec les hydrocarbures.
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Document commun à tous les groupes
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Doc. 1L'énergie fossile
- Il y a plusieurs dizaines de millions d'années, les êtres vivants morts tombent au fond de l'océan et sont ensevelis par les sédiments.
- En l'absence d'O2, la matière organique enfouie se transforme très lentement en pétrole sous l'effet de la chaleur et de la pression.
- Le pétrole formé remonte jusqu'à une roche réservoir recouverte d'une couche imperméable.
- En haut de la couche de pétrole, une poche de gaz naturel (du méthane) se forme souvent.
- En 2015, on estime les réserves mondiales de pétrole à 1 700 milliards de barils, soit environ 50 années de consommation au rythme actuel.
| Type de combustible fossile | Énergie libérée par combustion (kJ·m‑3) | Émissions de gaz à effet de serre (g de CO2·m‑3) |
| Pétrole brut (lourd) | 40,9 × 106 | 3 090 |
| Gaz naturel | 37,3 × 103 | 1 880 |
| Charbon (anthracite) | 27,7 × 106 | 2 722 |
Quelques caractéristiques des hydrocarbures.
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Groupe 1 Le bois énergie
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Doc. 2Comparaison de deux formes différentes de bois de chauffage
  |
  | Type de combustible à base de bois | Bûches de bois sec (chêne) | Granulés |
| Énergie libérée par
combustion (kJ·m‑3) | 12,6 × 106 | 21 × 106 |
| Émissions de gaz à effet de serre (g de CO2·m‑3) | 705 | 803 |
Les granulés sont formés de sciure compactée, issue de l'industrie forestière, et servent pour les chaudières à bois.
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Doc. 3La production et l'exploitation
du bois en France
Chaque année, les 16 millions d'hectares de forêt
française produisent plus de 100 millions de m3 de bois
qui s'ajoutent aux 2,7 milliards de m3 de bois sur pied
existant. C'est un important puits à CO2 car chaque m3
de bois formé va incorporer jusqu'à une tonne de CO2
pour sa croissance. En 2015, plus de 46 millions de m3
de bois ont été coupés, dont près de 8 millions de m3
pour produire du bois de chauffage sous différentes
formes. En 2016, le bois représente 41 % de l'énergie
renouvelable produite en France.
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Indicateurs de réussite
Avoir présenté les inconvénients et les avantages de
l'énergie étudiée par rapport aux hydrocarbures.
Avoir comparé la quantité d'énergie disponible pour ces deux ressources et leur temps de renouvellement.
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Groupe 2La méthanisation
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Doc. 4Le circuit de la méthanisation en France
Dans un méthaniseur, en l'absence d'oxygène et sous l'effet de la chaleur (38 °C), des bactéries transforment en quelques dizaines de jours la matière organique en biogaz, principalement du méthane, et en un résidu appelé le digestat.
Le biogaz contient de 18 \times 103 à 25 \times 103 kJ·m‑3.
En 2016, il y avait 514 installations de méthanisation opérationnelles en France, et l'objectif est d'en installer plus de 1 700 installations d'ici 2023. Les valeurs sont les énergies produites durant l'année 2016. L'énergie contenue dans 1 m3 de méthane est de 32,4 \times 103 kJ.
En 2016, il y avait 514 installations de méthanisation opérationnelles en France, et l'objectif est d'en installer plus de 1 700 installations d'ici 2023. Les valeurs sont les énergies produites durant l'année 2016. L'énergie contenue dans 1 m3 de méthane est de 32,4 \times 103 kJ.
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Indicateurs de réussite
Avoir présenté les inconvénients et les avantages de
l'énergie étudiée par rapport aux hydrocarbures.
Avoir comparé la quantité d'énergie disponible pour ces deux ressources et leur temps de renouvellement.
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Groupe 3 L'énergie photovoltaïque
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Doc. 5Irradiation solaire et potentiel solaire électrique en France
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Doc. 6Les panneaux photovoltaïques
La plus grande centrale solaire d'Europe, à Cestas,
près de Bordeaux. Elle est constituée de près
d'un million de panneaux photovoltaïques sur 230
hectares et produit environ 350 GWh·an‑1, soit
1,26 \times 1012 kJ·an‑1. La fabrication des panneaux photovoltaïques
nécessite des quantités importantes
de silicium, matière première dont l'extraction massive
peut avoir un impact environnemental négatif.
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Indicateurs de réussite
Avoir présenté les inconvénients et les avantages de
l'énergie étudiée par rapport aux hydrocarbures.
Avoir comparé la quantité d'énergie disponible pour ces deux ressources et leur temps de renouvellement.
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