Dossier : Qu'est-ce que l’énergie ?

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L'énergie : les différentes formes d’énergie

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Stockée dans les objets, les molécules, les atomes, l’énergie se manifeste de multiples façons. Mais qu’elle soit mécanique, l’énergie cinétique, énergie thermique des mers, énergie chimique, énergie rayonnante ou encore l’énergie nucléaire, elle peut se convertir d’une forme à une autre.   

fr - panneaux solaire
Les panneaux solaires transforment l'énergie rayonnante en électricité © ZAMORA PHILIPPE - TOTAL

L’énergie cinétique

L’énergie cinétique est l’énergie du mouvement. Plus la vitesse d’un objet est grande, plus son énergie cinétique est importante.

L’énergie des cours d’eau (énergie hydraulique) et celle du vent (énergie éolienne) sont des énergies cinétiques. Elles peuvent être transformées en énergie mécanique (moulin à eau, moulin à vent, pompe reliée à une éolienne) ou en électricité, si elles entraînent un générateur.

Les énergies mécaniques

L’énergie mécanique, associée aux objets, est la somme de deux autres énergies : l’énergie cinétique et l’énergie potentielle :

  • l’énergie cinétique est l’énergie des objets en mouvement ;
  • l’énergie potentielle est l’énergie stockée dans les objets immobiles. Elle dépend de la position de ces derniers. Comme son nom l’indique, elle existe potentiellement, c’est-à-dire qu’elle ne se manifeste que lorsqu’elle est convertie en énergie cinétique. Par exemple, une balle acquiert, quand on la soulève, une énergie potentielle dite de pesanteur, qui n’est apparente que lorsqu’on la laisse tomber. 

L’énergie thermique, c’est tout simplement la chaleurAujourd'hui, en thermodynamique statistique, la chaleur désigne un transfert d'agitation thermique des particules composant la matière.... Elle est due à l’agitation, au sein de la matière, des molécules et des atomes.

Dans une machine à vapeur ou une turbine, elle est transformée en énergie mécanique ; dans une centrale thermique, elle est convertie en électricité. Le sous-sol renferme de l’énergie thermique (géothermieLe terme géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes au globe terrestre...), qui est utilisée soit pour produire du chauffage, soit pour générer de l’électricité.

Voir le dossier  « Géothermie : la chaleur de la Terre » 

L’énergie chimique

L’énergie chimique est l’énergie associée aux liaisons entre les atomes constituant les molécules. Certaines réactions chimiques sont capables de briser ces liaisons, ce qui libère leur énergie (de telles réactions sont dites exothermiques).

Lors de la combustion, qui est l’une de ces réactions, le pétrolePétrole non raffiné., le gaz, le charbon ou encore la biomasseDans le domaine de l'énergie, la biomasse se définit par l'ensemble des matières organiques d'origine végétale ou animale... convertissent leur énergie chimique en chaleur – et souvent en lumière. Dans les piles, les réactions électrochimiques qui ont lieu produisent de l’électricité.

L’énergie rayonnante

C’est l’énergie transportée par les rayonnements. L’énergie lumineuse en est une, ainsi que le rayonnement infrarougeRayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde (0,7 à 1 000 µm environ) est comprise entre celle du visible (rouge) et celle des micro-ondes.... Les deux sont émis, par exemple, par le Soleil ou les filaments des ampoules électriques.

L’énergie des rayonnements solaires peut être récupérée et convertie en électricité (énergie photovoltaïqueUn panneau solaire photovoltaïque, ou module photovoltaïque, est un assemblage de cellules photovoltaïques reliées entre elles...) ou en chaleur solaire (solaire thermique).

Voir le dossier « Le solaire énergie de demain » 

L’énergie nucléaire

L’énergie nucléaire est l’énergie stockée au cœur des atomes, plus précisément dans les liaisons entre les particules (protons et neutrons) qui constituent leur noyau. En transformant les noyaux atomiques, les réactions nucléaires s’accompagnent d’un dégagement de chaleur.

Dans les centrales nucléaires, on réalise des réactions de fission des noyaux d’uraniumMétal gris, très dense et radioactif, l'uranium est un élément relativement répandu dans l'écorce terrestre et l'eau des océans..., et une partie de la chaleur dégagée est transformée en électricité. 

Dans les étoiles comme le Soleil, l’énergie des atomes est libérée par des réactions de fusion.

Voir le dossier « La fusion nucléaire, le plus grand défi technologique »

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