Quelques constats :
La population mondiale augmente. Les prévisions indiquent qu'il y aura 10 milliards d'humains en 2100.
L’augmentation de la population et des technologies numériques doit s’accompagner d’une augmentation de la production d’énergie.
Les réserves en énergies fossiles diminuent alors que c’est grâce à elles qu’on produit la majorité de l’énergie dans le monde.
Les préconisations de GIEC (Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat) :
Une des préconisations du GIEC : Une solution pour diminuer le réchauffement climatique serait de faire diminuer la quantité de CO2 dans l’atmosphère. De nombreux chercheurs travaillent aujourd’hui sur ce sujet.
TP 1 : Montrer l’intérêt de 2 techniques pour puiser le CO2 atmosphérique
Bilan : Sur notre planète, le carbone est stocké dans différents réservoirs :
- L’atmosphère
- La biosphère : en réalisant la photosynthèse les végétaux stockent le carbone dans la matière qu’il fabrique.
- L’hydrosphère (les océans) : une partie du CO2 est dissous dans l’eau de mer
- La lithosphère : les roches calcaires nécessitent du CO2 pour se former et le carbone s’associe dans le calcaire avec d’autres minéraux.
Si les échanges sont équilibrés entre ces différents réservoirs alors la quantité de CO2 atmosphérique n’augmente pas.
Situation initiale : Une solution pour subvenir à la demande croissante d’énergie serait de pouvoir produire du pétrole ou du charbon pour pallier à la diminution des réserves mondiales.
TP 2 : Devenez les rois du charbon et du pétrole !
Correction
Bilan : Pétrole, charbon et gaz naturels sont des roches formées au carbonifère par l’accumulation de matière organique fabriquée par photosynthèse dans des milieux sans dioxygène pendant des milliers d’années. La matière organique s’enfouit progressivement et l’augmentation de température qui a alors lieu entraine une concentration du carbone présent dans la matière et la transformation de la matière organique en hydrocarbures. C’est donc le CO2 et l’énergie solaire du passé qui est stocké dans les gisements de pétrole actuels. Même si de nouvelles techniques permettent un jour de produire des hydrocarbures de synthèse l’utilisation des gisements actuels dégage du CO2 dans l’atmosphère.
TP 3 : A la recherche de nouvelles ressources énergétiques !
Bilan : Seulement 1% de l’énergie solaire reçue par la Terre est utilisée pour la photosynthèse. Une partie de l’énergie solaire peut alors être utilisée directement par des panneaux photovoltaïques pour fournir de l’énergie à l’Homme.
Le reste de l’énergie solaire chauffe inégalement l’air ou l’eau ce qui crée des mouvements de masse d’air ou d’eau. Les forces générées par ces mouvements peuvent être utilisées pour fournir de l’énergie :
- Les éoliennes utilisent la force des vents
- Les usines hydroélectriques la force des courants.
L’énergie solaire est donc à l’origine de toutes les sources d’énergie renouvelables utilisées par l’Homme. L’énergie solaire du passé est à l’origine des énergies fossiles mais leur combustion libère dans l’atmosphère actuel le CO2 piégé depuis des millions d’années dans la lithosphère. L’exploitation des gisements a aussi de nombreux impacts négatifs sur l’environnement.
Le soleil est à l'origine de toutes les sources d'énergie utilisable par l'Homme :
Pour aller plus loin :
Le gaz de schiste : une nouvelle source d'hydrocarbure :
Les chiffres de l'énergie renouvelable en France :