Enseignement scientifique Terminale - 2024

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Sciences, climat et société
Ch. 1
L’atmosphère terrestre et la vie
Ch. 2
La complexité du système climatique
Ch. 3
Le climat du futur
Se préparer à l'évaluation - Thème 1
Le futur des énergies
Ch. 4
Deux siècles d’énergie électrique
Ch. 5
Conversion et transport de l’énergie électrique
Ch. 6
Énergie, développement et futur climatique
Se préparer à l'évaluation - Thème 2
Une histoire du vivant
Ch. 7
La biodiversité et son évolution
Ch. 8
L’évolution comme grille de lecture du monde
Ch. 9
L’évolution humaine
Ch. 10
Les modèles démographiques
Ch. 11
De l’informatique à l’intelligence artificielle
Se préparer à l'évaluation - Thème 3
Livret maths
Fiches méthode
Esprit critique et scientifique
Améliorer ses compétences
Fiches histoire
Annexes
Thème 2

Le futur des énergies

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La production d'électricité sans émission de carbone nécessite d'exploiter tout le potentiel des ressources renouvelables : vent, marées, Soleil, etc.
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Un jeu sérieux pour découvrir ce thème
Présentation

Un reportage étonnant au journal télévisé : La journaliste annonce qu'une nouvelle forme d'énergie a été découverte. Celle-ci va pouvoir remplacer toutes les formes d'énergies actuelles et produire de l'électricité sans contribuer au réchauffement climatique. Un nouvel avenir se dessine pour la planète ! Pourtant, toutes les pistes n'ont pas été développées et des informations importantes semblent avoir été oubliées...

Votre mission

Munissez-vous des notions abordées dans ce thème et tentez d'éclaircir  !
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Jeu sérieux


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Du côté de la recherche
Recyclage de l'énergie à l'échelle nano

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Romain Bachelet

Chargé de recherche (CNRS) à l'Institut des Nanotechnologies de Lyon.

Les recherches de Romain portent sur l'étude des oxydes fonctionnels pour l'élaboration de fonctionnalités novatrices dans divers domaines des nanotechnologies.

Il développe actuellement des dispositifs nanométriques visant à récupérer l'énergie thermique dissipée par les appareils électroniques afin de la convertir à nouveau en énergie électrique.

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Les ordinateurs et les téléphones portables chauffent quand ils fonctionnent. Cette chaleur est perdue, et c'est dommage ! On pourrait la récupérer pour la convertir en électricité.
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Supplément numérique

Ce contenu est en cours de finalisation et sera très prochainement disponible !
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Où peut-on installer des dispositifs de récupération d'énergie et à quoi servent-ils ?

Les dispositifs de récupération d'énergie peuvent se trouver sur n'importe quelle plateforme de microélectronique, à proximité des composants qui émettent de la chaleur. On sait tous que les ordinateurs et les téléphones portables chauffent quand ils fonctionnent. Cette chaleur est perdue, et c'est dommage ! On pourrait la récupérer pour la convertir en électricité. C'est tout l'intérêt de notre recherche aujourd'hui.

C'est comme l'énergie renouvelable à grande échelle sauf que là, c'est à petite échelle.
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Quelles autres formes d'énergie pourrait-on aussi récupérer ?

Il y a évidemment le rayonnement électromagnétique, dans le cas du photovoltaïque : des photons donnent des électrons. Il y a aussi l'énergie vibratoire, qui est présente partout. On va pouvoir récupérer cette énergie grâce aux matériaux piézoélectriques qui peuvent, sous l'effet d'une contrainte mécanique, transmettre une variation de polarisation et ainsi générer un courant électrique. Et enfin l'énergie thermique environnante, qu'on peut récupérer avec des matériaux thermoélectriques et pyroélectriques, pour induire un courant électrique.
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Quels matériaux peut-on utiliser pour ces applications ?

Les oxydes fonctionnels (une classe de matériaux cristallins à base de métaux de transitions) ont la particularité d'avoir énormément de propriétés remarquables : ferroélectricité, pyroélectricité, thermoélectricité, supraconductivité, ferromagnétisme, etc. Ce sont donc des matériaux très intéressants pour réaliser divers composants [...] de récupération d'énergie.
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Plus globalement, comment les problématiques socioenvironnementales actuelles impactent-elles l'organisation de la recherche ?

Cette question est évidemment très importante. Aujourd'hui, on s'attache à décarboner l'industrie et, d'autre part, à avoir une empreinte carbone la plus faible possible à l'échelle individuelle. De plus en plus, on s'attache à réaliser des matériaux avec des éléments non critiques. C'est-à-dire des éléments qui sont abondants, peu chers et pas toxiques. Et il y a un aspect géopolitique et géostratégique important. Sachant que les minerais ne sont pas tous également répartis sur la Terre ; [...] ils sont extraits dans certains pays exclusivement, ce qui peut poser problème au niveau des relations diplomatiques.

L'hafnium, en revanche, est un élément qui est abondamment présent en France. La propriété ferroélectrique de son oxyde, l'oxyde d'hafnium HfO2, a été mise en évidence en 2011. C'est une petite révolution dans le monde de la microélectronique. Il y a donc une question de souveraineté en France.

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