Le problème climatique numéro un : une énergie propre

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Mis à jour le: 14 Dec 2020

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Part mondiale des émissions d’énergie

Presque tout ce que nous faisons de nos jours nécessite beaucoup d’énergie.

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Quelques exemples de choses qui ont besoin d’énergie

Pourrions-nous simplement en consommer moins ?

Il y a une corrélation entre le développement d’un pays et la quantité d’énergie utilisée par chacun de ses citoyens.

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Corrélation énergie/développement

Tu peux voir qu’au-delà d’environ 5 000 kWh par personne, les progrès deviennent plus petits. En d’autres termes, utiliser plus de 5 000 kWh d’électricité par personne ne favorise pas le développement d’un pays de manière significative. Cependant, bon nombre des pays qui utilisent moins de 5 000 kWh par personne sont encore en développement et ne disposent souvent pas de systèmes de santé et d’éducation adéquats. Dans un monde idéal, tous les pays viseraient à être des pays économes en énergie, c’est-à-dire bien développés, mais sans utiliser plus d’électricité que nécessaire.

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Consommation d’énergie par personne

Les citoyens de l’Union Européenne et des États-Unis considèrent beaucoup de choses comme allant de soi (des infrastructures de qualité, de l’électricité fiable, etc.), qui sont tout simplement impossibles en Afrique subsaharienne et dans certaines parties de l’Asie du Sud-Est parce que les populations de ces pays n’ont pas accès à suffisamment d’énergie pour les réaliser.

Quel est le problème ?

Si l’énergie semble importante pour le développement, une grande partie de l’énergie que nous utilisons est produite d’une manière qui est nuisible à l’environnement.

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Les sources d’énergie primaires

Ce graphique montre d’où nous obtenons notre énergie. Malheureusement, 84,7% de notre énergie provient des combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz). C’est mauvais pour le changement climatique car brûler des combustibles fossiles produit le gaz à effet de serre CO₂.

Le charbon, le pétrole et le gaz émettent beaucoup plus de CO₂ par unité d’électricité produite que d’autres sources d’énergie telles que l’énergie nucléaire, éolienne, solaire et hydroélectrique.

Comme si cela ne suffisait pas, les combustibles fossiles sont également responsables de bien plus de décès que d’autres sources d’énergie à cause de la pollution atmosphérique.

Regardons les chiffres (nous parlerons davantage de leur provenance dans les chapitres suivants) :

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Taux de mortalité et émissions de gaz à effet de serre par TWh d’énergie

L’énergie est utilisée dans tous les secteurs de la société : de l’électricité, des carburants de transport et du chauffage à la production d’acier et l’industrie.

Ce cours porte sur la façon dont nous pouvons trouver des substituts aux combustibles fossiles dans chacun de ces secteurs pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Ce sera un long voyage, mais commençons par la question la plus fondamentale :

Qu’est-ce que l’énergie ?

Les êtres humains obtiennent leur énergie de la nourriture. Mais l’énergie est partout, simplement sous différentes formes. Et, ce qui est important, l’énergie n’est jamais détruite ou fabriquée. Elle est seulement convertie d’une forme à une autre.

Toutes les formes d’énergie peuvent être groupées en deux sous-catégories :

  1. L’énergie cinétique : L’énergie du mouvement.
  2. L’énergie potentielle : On peut considérer l’énergie potentielle comme un budget. L’énergie cinétique est l’argent dépensé sur le moment. L’énergie potentielle est l’argent que nous avons et que nous pouvons dépenser lorsqu’on en a besoin.

Différentes formes d’énergie existent dans ces sous-catégories :

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Les formes d’énergie

Tu peux comprendre pourquoi l’énergie est si importante pour le développement : nous devons produire de l’énergie thermique pour chauffer nos maisons, de l’énergie cinétique pour conduire nos voitures et de l’énergie électrique pour alimenter notre éclairage.

L’énergie (sous n’importe quelle forme) peut être mesurée à l’aide d’une unité appelée « Joule ». Donc, si tu tiens un ballon qui a 100 joules d’énergie potentielle gravitationnelle, tu convertis son énergie en 100 joules d’énergie cinétique, thermique et même sonore en le laissant tomber.

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Conversion de l’énergie

Une partie de l’énergie sera perdue à cause de la friction. Pourquoi ? Eh bien, c’est exactement comme quand tu frottes tes mains ensemble et qu’elles se réchauffent . Cela soulève un point important : l’énergie de conversion n’est presque jamais efficace à 100%  : une partie de cette énergie est transmise sous forme de chaleur à l’environnement  ! Ce point sera très important dans la suite du cours.

Comment fonctionne l’électricité ?

L’électricité consiste à faire passer de petites particules, appelées électrons à travers un appareil tel qu’une lampe, un ordinateur ou un four.

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L’électricité

Il y a trois mesures de l’électricité :

  1. La tension : La force avec laquelle les électrons passent de l’autre coté. Elle est mesurée en Volt (V).
  2. Le courant : Le nombre d’électrons qui passent à travers le fil par seconde. Il est mesuré en Ampère (A).
  3. Le temps : La durée pendant laquelle les électrons se déplacent à travers la bobine à une tension et un courant donnés. Elle est mesurée en heures (h).

La tension et le courant ensemble donnent ce qu’on appelle la puissance, mesurée en watts. Celle-ci est calculée en utilisant l’équation :

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Équation de la puissance

L’utilisation de watts nous permet de mesurer la quantité totale de puissance nécessaire à un appareil, peu importe si celui-ci utilise une tension ou un courant plus élevés.

La multiplication de l’énergie avec le temps d’utilisation d’un appareil nous donne la quantité d’énergie utilisée. Par exemple, si une ampoule utilise 60 watts de puissance, l’allumer pendant deux heures consommera 120 watt-heures (Wh) d’énergie. Cela équivaut à 432 000 joules.

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Équation énergétique

Maintenant que nous avons les bases, commençons à étudier les moyens d’obtenir l’énergie. Le prochain chapitre examinera ce que nous utilisons actuellement - les combustibles fossiles. Une fois que nous aurons compris cela, nous étudierons différentes façons de les remplacer.

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