Dossier : Comment mesurer l'énergie ?

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A chaque énergie ses mesures : les énergies primaires

La masse et le volume des énergies fossiles ou de la biomasse sont exprimés de diverses façons.  Le développement des énergies renouvelables a popularisé certaines mesures comme le watt crête ou le mètre par seconde…

L'essence est vendue au litre (ou en "gallons" aux Etats-Unis et en Grande-Bretagne) © THINKSTOCK

Les mesures des énergies non renouvelables :

Les mesures des énergies renouvelables :

  • Le bois énergie, utilisé comme combustible (biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale...), s'évalue en stères (« st »). Lorsque la biomasse se présente sous forme de plaquettes ou de granulés, on exprime sa masse en tonnes.
  • Les éoliennes transforment en énergie électrique l'énergie produite par le vent. Une éolienne se met à tourner en présence d'un vent d'une vitesse minimale de 4 mètres par seconde (4 m/s). La productivité de l'éolienne (la quantité d'électricité qu'elle permet de produire dans un temps donné) double dès que la vitesse du vent atteint 7 m/s. En revanche, si le vent devient trop fort, à une vitesse supérieure à 25 m/s, il faut par sécurité arrêter l'éolienne qui donc ne fournit plus d'énergie. C'est pourquoi on étudie soigneusement les vents dominants du site où l'on envisage d'installer une éolienne.
  • Les installations hydrauliques comportent des turbines qui transforment en électricité l'énergie dégagée par un écoulement ou une chute d'eau. La taille de la turbine est proportionnelle au débit du cours d'eau - mesuré en mètres cubes par seconde (m3/s) et à la hauteur de la chute ou du dénivelé (différence d'altitude entre deux points du cours d'eau, exprimé en mètres). Outre ces deux facteurs, le calcul de la puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... électrique obtenue prend en compte la force de pesanteur liée à la gravitation terrestre, qui entre en jeu dans la chute de l'eau. Pour un débit de 1 m3/s, un système hydraulique fournit 9,8 kilowatts (kW) d'électricité par mètre de chute. Ces données sont cruciales pour décider du lieu d'implantation d'une centrale hydroélectrique.
  • Les systèmes géothermiques récupèrent la chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière... de la Terre pour chauffer des habitations ou pour la convertir en électricité. Avant d'installer de tels systèmes, on tient compte de la chaleur présente dans le sous-sol du site pressenti, sachant qu'elle augmente de 3°C tous les 100 mètres, avec des variations importantes selon les caractéristiques géologiques du lieu (cette valeur est nommée gradient géothermiqueLe gradient géothermique est l'augmentation de température constatée du sous-sol à mesure que l'on s'éloigne de la surface...).
  • Les panneaux solaires captent l'énergie thermique dégagée par le soleil pour la transformer en chaleur servant à la production d'eau chaude, ou en électricité. Leur inclinaison (exprimée en degrés) est primordiale (ils récupèrent un maximum d'énergie lorsqu'ils sont perpendiculaires aux rayons solaires) tout comme leur orientation (les panneaux solaires dirigés vers le sud captant davantage d'énergie). Les facteurs géographiques et climatiques sont aussi pris en compte lors de l'installation. Le wattLe watt (symbole W) est l'unité dérivée du système international (SI) de mesure de la puissance... crête (Wc) est l'unité qui permet de mesurer la puissance électrique maximale fournie par un panneau solaire lorsque, correctement orienté et incliné, il est exposé à une température de 25°C et à un ensoleillement de 1 000 watts par mètre carré. Pour exprimer la puissance maximale fournie par une centrale solaire dans les mêmes conditions, on utilise un multiple du watt crête, le mégawatt crête (noté MWc, il vaut 1 million de Wc).