Énergie sous toutes ses formes
L’énergie est originellement une force en action (Aristote) mais elle existe sous différentes formes qui varient toutes selon leurs sources.
De nos jours, c’est une grandeur physique qui permet de quantifier le changement d’état d’un système.
Et aussi de mesurer la capacité d’un système à produire un travail entraînant un mouvement, un rayonnement électromagnétique ou de la chaleur.
Toutes les activités humaines requièrent d’ailleurs de l’énergie : pour se chauffer, se déplacer, fabriquer des objets, faire la cuisine et vivre au quotidien.
C’est le cas par exemple pour un système qui change de température comme un frigidaire : il faut alors de l’énergie pour refroidir la bière.
Mais c’est aussi le cas de l’eau qui fait tourner la roue d’un moulin et le vent avec une éolienne.
Les différentes énergies
L’énergie ne se détruit pas et change de formes d’un système à un autre via un processus de transformation.
En matière de classification, l’une des plus usitées est celle entre énergie primaire et secondaire.
On distingue aussi les énergies comme renouvelables ou non et celles mécaniques ou thermiques.
En plus les énergies prennent différentes formes selon leurs sources.
Aspect physique
On peut simplifier en définissant l’énergie comme la capacité à effectuer des transformations.
L’énergie comme toutes les grandeurs physiques est régie par des lois de la physique et notamment la loi de conservation.
La loi de conservation est notamment le premier principe de la thermodynamique.
Dans un système sans communication avec l’extérieur, une énergie reste strictement constante au cours du temps.
Par contre toute machine humaine nécessite une énergie provenant de l’extérieur pour se mettre en mouvement.
Il faut donc prendre une énergie primaire dans l’environnement (charbon, bois, eau, gaz, pétrole..) et la convertir dans un système (convertisseur).
Ce convertisseur peut être un moulin ou un moteur qui utilisent du vent, de la vapeur ou du pétrole par exemple.
Toutes les machines fonctionnant avec des énergies primaires démultiplient en fait l’énergie qu’un seul homme peut produire lui-même.
La puissance musculaire de l’humanité a ainsi été multipliée par 200 grâce à toutes les machines construites par l’homme.
Qualité et formes de l’énergie
On peut également distinguer les différentes énergies selon leurs qualités et leurs formes.
Classiquement on distingue l’énergie mécanique (machines) de l’énergie thermique (chaleur) dont une partie peut se transformer en énergie mécanique.
D’ailleurs une centrale électrique ne transforme qu’un tiers de la chaleur de son feu de charbon en électricité.
Sinon, on classe aussi l’énergie selon ses formes :
- musculaire : énergie humaine qui fait bouger les muscles. C’est la première énergie exploitée par l’homme avant celle des animaux.
- thermique : énergie générant de la chaleur résultant de mouvements d’atomes et de molécules dans un corps solide, liquide ou gazeux.
- mécanique : énergie permettant de déplacer des objets et provenant de l’énergie cinétique d’un objet ou de l’énergie gravitationnelle contenue dans un objet
- électrique : énergie faisant circuler des particules (électrons) dans des fils électriques. C’est un transfert d’énergie entre deux systèmes : générateurs (fournisseurs) et récepteurs (receveurs).
- radiative : énergie transportée par les rayonnements et générant de la lumière ou de la chaleur. Il s’agit des ondes électromagnétiques du rayonnement du Soleil ou du four à micro-ondes.
- chimique : énergie se produisant quand les liaisons des atomes de molécules contenues dans un objet sont transformées ou cassées.
- nucléaire : énergie thermique résultant de d’une réaction produite avec la fission de l’atome d’uranium 235 ou d’hydrogène (différente de la fusion).
Renouvelables ou non
L’énergie provient de différentes sources que l’on peut distinguer en deux catégories comme renouvelables ou non.
Les énergies renouvelables proviennent ainsi d’éléments que la nature renouvelle en permanence à l’échelle humaine.
Il s’agit de l’eau, du soleil et du vent mais aussi de la biomasse et de la géothermie.
A l’inverse les énergies non renouvelables proviennent de stocks qui possèdent des quantités finies que la nature ne renouvelle pas.
Ces stocks s’épuisent donc en raison de leurs exploitations.
Ces énergies non renouvelables sont des énergies dites fossiles.
En complément, on distingue également l’énergie finale qui est celle dont se sert un consommateur.
Par contre, il existe aussi une énergie utile qui la part d’énergie finale vraiment exploitée.
Énergie carbonée
Une énergie carbonée est une énergie basée sur l’oxydation de l’atome de carbone.
Autrement dit elle produit du CO2.
Cette énergie utilise en effet des réactions exothermiques grâce à l’association des atomes de carbone et d’hydrogène avec l’oxygène.
Cette propriété permet de distinguer aussi les énergies comme étant ou non carbonées.
Les énergies carbonées proviennent des combustibles fossiles comme le charbon, le gaz et le pétrole.
On classe ainsi comme décarbonées : l’éolien, la géothermie, l’hydroélectricité, le solaire et le nucléaire.
Énergie hydraulique, éolienne et cinétique
L’énergie hydraulique exploite la force de l’eau que l’on transforme en énergie mécanique.
De même, l’énergie éolienne se sert de la force du vent.
On peut la transformer aussi en énergie mécanique ou en propulsion vélique avec une voile sur un bateau.
L’énergie hydraulique et l’énergie éolienne permanent de fabriquer de l’électricité.
A l’inverse l’énergie cinétique est celle que possède un corps ou un objet du fait de son mouvement.
Mais ce mouvement nécessite initialement une force sur l’objet.
Sinon il reste inerte.
Article : P. du Chélas
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