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Esprit critique
Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire, photosynthèse et nutrition
Ch. 7
Énergie solaire et humanité
La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L’Histoire de l'âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l'Univers
Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Son et musique
Ch. 12
Le son, une information à coder
Ch. 13
Entendre et protéger son audition
Projet expérimental et numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 7
Activité 2 - en groupe
Le Soleil à l'origine des énergies renouvelables
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Introduction
Les combustibles fossiles sont issus de la transformation progressive de matière organique sur une très longue durée. D'autres sources d'énergies utilisables proviennent elles aussi, plus ou moins directement, de l'énergie solaire.
Quels sont les avantages et les inconvénients des différentes sources d'énergie renouvelables issues de l'énergie solaire ?
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Groupe 1 Le bois énergie
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Doc. 1Une comparaison de deux formes de bois de chauffage
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|---|---|---|
| Type de combustible base de bois | Bûches de bois sec (chêne) | Granulés (8 % d'humidité) |
| Pouvoir calorifique par unité de masse (kJ·kg-1) | 15 \times 10^3 | 18 \times 10^3 |
| Émissions de gaz à effet de serre (kg de CO2 par kg de combustible brûlé) | 1,43 | 1,74 |
Les granulés sont formés de sciure de bois compactée, issue de
l'industrie forestière.
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Doc. 2La production et l'exploitation du bois en France
En 2021, les 17,1 millions d'hectares de forêt en France métropolitaine ont produit plus de 87 millions de m3 de bois qui s'ajoutent aux 2,8 milliards de m3 de bois sur pied existant. C'est un important puits à CO2 [réservoir absorbant le dioxyde de carbone], car chaque m3 de bois formé va incorporer jusqu'à une tonne de CO2 pour sa croissance. En 2020, plus de 51 millions de m3 ont été coupés, dont près de 27 millions de m3 pour produire du bois de chauffage sous différentes formes. Le bois énergie représente 33 % de l'énergie renouvelable produite en France, soit 3,8 x 1014 kJ.
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Indicateurs de réussite
1. Avoir présenté les inconvénients et les avantages de l'énergie étudiée.
2. Avoir évalué la quantité d'énergie libérée par chaque source, et sa disponibilité.
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Groupe 2 Les biocarburants
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Doc. 3Les différents types de biocarburants et leur origine
En 2020, les biocarburants (également appelés agrocarburants) représentent 8,4 % des énergies renouvelables en France, pour un total estimé à 1,22 \times 10^{14} \mathrm{~kJ}. L'énergie libérée par le bioéthanol est de 26 \times 10^{3} \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{kg}^{-1}.
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Indicateurs de réussite
1. Avoir présenté les inconvénients et les avantages de l'énergie étudiée.
2. Avoir évalué la quantité d'énergie libérée par chaque source, et sa disponibilité.
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Groupe 3 L'énergie photovoltaïque
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Doc. 4L'irradiation solaire et le potentiel solaire électrique en France \mathbf{(1 \mathrm{kWh}=3600 \mathrm{~kJ})}
En France, la filière photovoltaïque a produit 6,73 \times 10^{13} \mathrm{~kJ} en 2022. La fabrication des panneaux photovoltaïques nécessite des quantités importantes de silicium, dont l'extraction du sol est complexe et coûteuse en énergie.
Toit avec un panneau solaire photovoltaïque individuel d'environ 20 m2.
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Indicateurs de réussite
1. Avoir présenté les inconvénients et les avantages de l'énergie étudiée.
2. Avoir évalué la quantité d'énergie libérée par chaque source, et sa disponibilité.
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Groupe 4 La méthanisation
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Doc. 5Le circuit de la méthanisation en France
Dans un méthaniseur, en
l'absence de dioxygène et
sous une température de
38 °C, des bactéries transforment
en quelques dizaines de
jours la matière organique
issue des déchets en biogaz,
et en un résidu appelé le
digestat. Le biogaz contient
environ 60 % de biométhane.
Fin 2022, il y avait 1 705 installations de méthanisation opérationnelles en France.
Le pouvoir calorifique du méthane est de 55,6 \times 10^3 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{kg}^{-1}.
Les valeurs correspondent aux énergies produites durant l'année 2022.
Fin 2022, il y avait 1 705 installations de méthanisation opérationnelles en France.
Le pouvoir calorifique du méthane est de 55,6 \times 10^3 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{kg}^{-1}.
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Les valeurs correspondent aux énergies produites durant l'année 2022.
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2. Avoir évalué la quantité d'énergie libérée par chaque source, et sa disponibilité.
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