Connexion

Retrouvez toute l'information sur le site education.gouv.fr

Accueil > Ressources pédagogiques > Sciences de l'ingénieur - ENS Cachan > Ressources énergétiques et énergie électrique - CultureSciences de l'Ingénieur

Ressources énergétiques et énergie électrique - CultureSciences de l'Ingénieur

publié le 08 oct 2018 par Hélène HORSIN MOLINARO

Bilan mondial de la production d'énergie final, année 2015

Comparaison des capacités de production électrique en Europe entre 2005 et 2017

Ressources énergétiques primaires renouvelables

Evolutions de la population humaine er du prélèvement annuel d'énergie primaire

Contenu principal

Description

Ressources énergétiques et énergie électrique

L’énergie constitue la base du métabolisme de toutes les formes de vie et d’organisations sociales sur terre : les plantes transforment l’énergie solaire par photosynthèse, les herbivores consomment des plantes, les carnivores consomment des herbivores… Et les sociétés humaines, au-delà de leurs besoins nutritifs, transforment des combustibles depuis plus de 40 millénaires : le bois, puis les fossiles enfin l’uranium. Plus modestement, les humains ont également appris à maîtriser les ressources mécaniques hydrauliques et éoliennes et puis, beaucoup plus récemment, à l’occasion d’un changement de paradigme sans doute majeur, l’énergie solaire pour la transformer directement en électricité.

L’énergie ne se produit pas, ni se consomme, elle se transforme ou se convertit d’une forme en une autre. Assurer un service nécessite des transformations, donc une « dépense » d’énergie primaire prélevée dans l’environnement. Les services correspondant à nos besoins font appel à une forme d’énergie directement consommable et commercialisée : l’énergie finale. Celle-ci est elle-même obtenue par transformation de ressources primaires disponibles dans la nature. Du point de vue de la soutenabilité, on peut distinguer deux catégories d’énergie primaire : d’une part les fossiles et les fissiles dont les stocks sont non renouvelables et, d’autre part, les flux renouvelables que sont le rayonnement solaire, mais aussi le vent, la houle, la biomasse, la géothermie…

Cette ressource pédagogique présente une analyse de la consommation mondiale d'énergie et focalise sur l’énergie électrique, vecteur en vive émergence depuis environ deux siècles. Un bilan des réserves et ressources mondiales de matières premières énergétiques et non énergétiques ainsi que des flux annuels des ressources renouvelables est proposé, le tout est accompagné d’une approche dynamique des besoins. Enfin la place de l’électricité, son évolution ainsi que ses principales voies de production sont exposées.

Contenu de la ressource :

Bilan énergétique mondial en énergies primaire et finale
Réserves et ressources en énergie et en matières premières non énergétiques
Energie électrique
Production de l’énergie électrique
Conclusion

Fichiers et liens

Ressources énergétiques et énergie électrique

Liens externes:

La Russie : des territoires en recomposition. Exploitation des hydrocarbures en environnement en Sibérie - site Géoconfluences

Afrique du Sud, les défis énergétiques et miniers d’un pays émergeant – site Géoconfluences

Contenus associés :

Conversion d’énergie et efficacité énergétique

Energie consommée sur cycle de vie d'un convertisseur, prise en compte de l'énergie grise

Cette ressource aborde les conversions d’énergie, la problématique de l’efficacité énergétique, les possibilités et limites des conversions. Les notions de rendement instantané et rendement sur cycle sont formalisées, puis celle de rendement sur cycle de vie est introduite en incluant des notions de soutenabilité ; la gestion des conversions, le juste dimensionnement des convertisseurs et des usages sont abordés, quelques exemples sont développés

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Dossier Interdisciplinarité

Ce dossier regroupe des ressources de Culture Sciences de l’Ingénieur pouvant être source de pistes pédagogiques et support pour des travaux interdisciplinaires

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Energies renouvelables et véhicules électriques à batteries ou à pile à combustible et hydrogène

De la source électrique à l'énergie mécanique des roues d'un véhicule électrique à pile à combustible et d'un véhicule électrique à batterie

Cette ressource pédagogique expose les chiffres de l’approvisionnement en énergie en particulier en énergie électrique puis focalise son propos sur la mobilité terrestre soutenable. Après avoir répertorié les différentes solutions actuellement développées, l’étude se resserre sur des véhicules électriques à batteries (tout électrique ou hybrides plugin) et à pile à combustible et hydrogène

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Introduction au stockage de l’énergie électrique

Cycle simplifié d’un système de stockage d’énergie électrique : charge à P constante, repos (avec une autodécharge), décharge à P constante

Cette ressource expose les caractéristiques des systèmes de stockage électrique de façon unifiée afin de pouvoir comparer et évaluer des technologies très différentes quelles que soient les formes d’énergie intermédiaire exploitées (potentielle, cinétique, électromagnétique, électrochimique…)

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Technologies des systèmes de stockage de l’énergie électrique

Schéma du principe de stockage thermodynamique de chaleur à haute température, phase de charge

Cette ressource pédagogique expose les différentes technologies de stockage de l’énergie électrique et leurs caractéristiques quelles que soient les formes intermédiaires d’énergies exploitées (potentielle, cinétique, électromagnétique, électrochimique…)

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Énergie électrique : génération photovoltaïque

Cette ressource présente la génération photovoltaïque, depuis les caractéristiques du rayonnement solaire jusqu’aux systèmes électriques. Les technologies sont présentées, les aspects économiques abordés, ainsi que des éléments de dimensionnement incluant l’optimisation de l’inclinaison et de l’azimut. Enfin, un point est fait sur les systèmes en sites isolés, les systèmes hybrides et l’utilisation de l’énergie photovoltaïque dans les transports

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Énergie électrique : génération éolienne

Cette ressource décrit les principes et les technologies de la génération d’énergie électrique par éolienne, depuis les ressources énergétiques du vent jusqu’au raccordement des éoliennes au réseau. Les technologies des chaînes de conversion sont présentées, les aspects économiques abordés, ainsi que des éléments de dimensionnement du système turbine-chaîne de conversion

Ressource pédagogique

Cours / présentation

Concepts et chiffres de l’énergie : Variabilité des sources renouvelables électriques