Les formes d'énergies Mesurer l'énergie

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On vient de le voir, l'énergie est multiforme et quand on parle d'énergie en général cela reste vague. C'est pourquoi, pour préciser ce dont on parle, il est courant d'utiliser certains qualificatifs dont le sens nous échappe parfois. Tâchons donc de voir un peu plus clair dans ce vocabulaire.

• De son caractère : renouvelable ou pas ?
• De sa qualité : noble ou dégradée ?
• De son niveau de conversion : primaire, secondaire, tertiaire, ... finale, utile ?

On nous rebat les oreilles depuis quelques temps avec ces fameuses énergies renouvelables. Il me paraît donc important de mettre les choses au clair à leur sujet.

Renouvelable NE SIGNIFIE PAS écologique, cependant nous allons vite voir que le caractère renouvelable d'une ressource énergétique la rend, inévitablement, beaucoup moins nuisible pour l'environnement.

Si vous vous rappelez ce qui a été vu en page 2, certaines sources d'énergie primaires proviennent de stocks qui se sont constitués dans le sous-sol terrestre au fil du temps depuis la formation de la Terre. Or, ces stocks (uranium, gaz, pétrole, charbon), à l'échelle des temps humains, ne se renouvellent pas. Ainsi, quand on les utilise, on les consomme petit à petit et ce faisant, on les détruit irrémédiablement.

Si l'on retourne un instant sur Terre (soyons fous !), on constatera que c'est bien ce qui arrive avec les sources d'énergie tirées du sous-sol terrestre (hydrocarbures ou uranium) : leur exploitation entraîne un épuisement lent mais certain des réserves, et une production de déchets, pour la plupart polluants (fumées, déchets radioactifs, dioxyde de carbone, etc...). Sans traitement ou recyclage de ces déchets, que se passe-t-il ? Ces derniers sont stockés et on en fait des montagnes ou bien ils sont libérés dans la nature. Dans les deux cas, c'est l'environnement qui doit se charger de son recyclage, quand c'est possible. Mais nous y reviendrons plus loin... Signalons que le recyclage des déchets est une nécessité dans la mesure où notre planète n'est pas extensible. Nous vivons dans un milieu clos : cette boule qu'on appelle Terre.

Les sources d'énergies renouvelables, au contraire du cas précédent, se renouvellent, c'est-à-dire qu'à l'échelle des temps humains, les stocks se reconstituent rapidement (cas de la biomasse), ou encore mieux, il s'agit d'énergies de flux, comme les énergies solaire, géothermique, marémotrice, éolienne, hydraulique, etc. (pas de réserves : on prend ce qui vient). Bien sûr, si l'on cherche localement à surexploiter ces énergies, cela induira des impacts néfastes pour l'environnement et on risquera d'épuiser momentanément la ressource. Le TROP est toujours l'ennemie du MIEUX. En revanche, l'exploitation raisonnable de ces énergies n'induira pas de production de déchets, ou ces déchets seront facilement recyclables. De plus, on pourra les exploiter quasiment ad vitam æternam puisque elles sont re-nou-ve-lables.

Oui, on peut distinguer différentes qualités d'énergie selon que l'on peut facilement les rendre utilisables.

Les énergies nobles

Il s'agit des formes de l'énergie que l'on peut facilement maîtriser et convertir, car il s'agit d'énergie "ordonnée". On classe dans cette catégorie, l'énergie électrique, l'énergie chimique, l'énergie solaire, etc... bref, la majorité des formes d'énergie SAUF... les formes d'énergie les moins intéressantes et les plus dégradées...

Les énergies dégradées

Ce sont des formes d'énergies désordonnées, qui seront très difficiles à canaliser lorsqu'on voudra en retirer de l'énergie utile. En y réfléchissant bien, il n'en existe pas beaucoup mais la plus importante est l'énergie thermique. J'ajouterai aussi l'énergie acoustique, car dans les deux cas, il s'agit de formes d'énergie dont on a beaucoup de mal à se défaire. Quand une énergie est convertie d'une forme en une autre, fatalement sont produits, de la chaleur ou du bruit, qui se dispersent et ne peuvent plus être utilisés.

Comme on l'a vu précédemment, l'énergie se conserve toujours (elle est conservative). Par contre, elle peut se transformer, être convertie en une autre forme d'énergie. Par exemple, une lampe électrique réalise la conversion de l'électricité en chaleur et en lumière.

Si plusieurs transformations interviennent, on parle alors de chaîne énergétique. Selon l'étape considérée dans la chaîne, on utilise les termes suivants :

Énergie primaire Il s'agit de l'énergie "native", "brute", celle qu'on va chercher directement dans la nature, telle qu'on la recueille "à la source". Elle se trouve au début de la chaîne. Toutes les sources d'énergie que j'ai présentées à la page précédente représentent des formes d'énergie primaire. On peut parfois les utiliser directement, sans transformation : l'énergie solaire chauffe une serre, l'énergie de la marée soulève un bateau ensablé, le vent pousse ce même bateau. Attention, le bateau a une voile mobile et un gouvernail, il s'agit déjà d'un convertisseur d'énergie puisque le bateau peut être poussé dans une direction qui n'est pas celle du vent. Énergie secondaire C'est l'énergie issue de la conversion d'une énergie primaire. En effet, dans la plupart des cas, l'énergie primaire n'est pas directement utilisable : on ne peut pas faire cuire un poulet en le plongeant dans du pétrole ou en le plaçant devant un morceau d'uranium ! On transforme donc les énergies primaires en énergies secondaires, qui souvent seront directement utilisées dans la vie de tous les jours (voir "énergie finale" ci-dessous). Il s'agit principalement de l'électricité, mais aussi des produits pétroliers tels que le propane, le mazout, le kérosène, l'essence, qui proviennent de la transformation du pétrole et du gaz (pétrochimie). Attention, dans cette définition, on a passé à la trappe les énergies intermédiaires qui apparaissent dans certains processus de conversion, par exemple l'énergie thermique lors de la production d'électricité dans une centrale thermique (nucléaire ou à combustible fossile). Énergie tertiaire C'est l'énergie issue de la conversion d'une énergie secondaire. Et la "chaîne" de transformation de l'énergie peut continuer encore longtemps... Pas trop quand même, parce que rien n'est infini dans ce bas monde. On arrive ainsi à l'... Énergie finale C'est la forme d'énergie qui sera transformée en dernier, c'est-à-dire pour la dernière conversion. C'est cette énergie que l'utilisateur va employer. Cela peut être une énergie primaire ou secondaire, voire tertiaire. Quand l'énergie est à la fois finale et primaire, cela signifie qu'aucune conversion n'est intervenue entre le "captage" ou "l'extraction" de cette énergie et son utilisation. Par exemple, le bois utilisé dans une cheminée, l'énergie musculaire du cycliste, l'énergie mécanique d'une noria (qui pompe de l'eau), ou d'un moulin à eau ou à vent. Énergie utile C'est l'énergie issue de la conversion d'une énergie finale. C'est la forme d'énergie qui est réellement utile. Par exemple, la chaleur fournie par une chaudière ou un four, la lumière fournie par une lampe, le son fourni par les baffles de votre radio.

J'ajoute qu'à chaque étape de cette chaîne, à chaque transformation, il y a fatalement une partie d'énergie perdue. Si vous avez lu les pages précédentes, vous allez hausser le sourcil : "Mais l'énergie se conserve ! Elle ne peut pas disparaître !". C'est vrai. L'énergie perdu n'a pas disparu, simplement, elle s'est dispersé dans la nature. Je m'explique : prenons le cas d'une goutte d'encre qui est tombée dans un verre d'eau. L'encre se disperse lentement dans l'eau (on parle de phénomène de diffusion). Au bout d'un moment, quand l'encre s'est bien mélangée à l'eau :

• On ne voit plus l'encre.
• Il n'est pas possible de la récupérer facilement pour reformer une goutte d'encre avec.

C'est donc comme si elle avait effectivement disparu.

Pour l'énergie, c'est pareil. En réalité, comme je l'ai expliqué plus haut, elle s'est simplement dégradée en chaleur, en vibration ou en bruit par exemple. Elle s'est difusée dans l'environnement.

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Dernière mise à jour le 16/12/2011