Comprendre l'énergie et ses enjeux

Est-ce que vous savez vraiment ce qu'est l'énergie ? Quelles sont les limites des énergies renouvelables ? Pourquoi les énergies fossiles sont encore largement utilisées ? Bonjour à tous et bienvenue dans cette nouvelle série de vidéos où on va parler d'un truc super important, l'énergie. En plusieurs vidéos, on va essayer de répondre à ces questions et bien d'autres. L'énergie est un concept absolument central dans les sciences et notamment en physique. Toute vie a besoin d'énergie et notre société industrielle repose sur une énorme consommation d'énergie pour son fonctionnement. Pourtant, définir l'énergie n'est pas si facile. Bah physiquement ça doit être bien défini non ? L'énergie c'est ce qui rend toutes les transformations possibles. A chaque fois que quelque chose a été modifié, il y a eu de l'énergie en jeu. Pour chauffer de l'eau, il vous faut de l'énergie. Pour déplacer un objet, il vous faut de l'énergie. Pour allumer une lampe, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, faut de l'énergie. Donc l'énergie c'est ce qui permet des transformations ? En gros oui. C'est une grandeur physique qui caractérise un changement d'état d'un système. A chaque fois qu'il y a des modifications autour de nous, de l'énergie est impliquée. Je parle d'électricité, de mouvement, de lumière, tout ça c'est de l'énergie ? Oui, l'énergie peut prendre différentes formes. Par exemple, l'énergie contenue dans un litre d'essence est de l'énergie chimique alors que l'énergie d'un objet chaud est de l'énergie thermique. On différencie souvent les énergies potentielles des autres. L'énergie contenue dans un litre d'essence n'est libéré que si on met feu à cette essence. C'est donc une énergie potentielle. Elle est présente dans le litre d'essence mais libérée que sous une condition. Par contre, la chaleur qui se dégage de la combustion n'est pas potentielle. Elle est dégagée de toute façon une fois que le feu est mis à l'essence. Autre exemple, l'eau contenue dans un barrage fournit de l'énergie à condition qu'on la libère, qu'on la laisse tomber. C'est aussi une forme potentielle d'énergie, de l'énergie potentielle de pesanteur. Et donc l'énergie peut changer de forme ? Oui, par exemple. L'essentiel de l'énergie que l'on a sur Terre nous vient du soleil. Le soleil convertit une énergie potentielle nucléaire en une énergie qui peut traverser le vide puisqu'elle nous atteint, l'énergie radiative. Attention, je n'ai pas dit radioactive. L'énergie radiative est l'énergie associée à un rayonnement. Le rayonnement solaire permet donc au soleil de transférer de l'énergie à la Terre. Si j'installe un panneau solaire photovoltaïque sur mon toit, Je vais pouvoir convertir une partie de cette énergie radiative en énergie électrique. Et si j'utilise cette électricité dans une voiture électrique, je vais convertir une partie de cette énergie électrique en énergie cinétique. Ok, je t'ai grillé. Tu as dit une partie, donc je suppose que l'énergie ne fait pas n'importe quoi. L'énergie ne fait pas n'importe quoi et il y a un grand principe qui va nous aider à y voir plus clair. La conservation de l'énergie. C'est LE grand principe de l'énergie. C'est simple, l'énergie totale d'un système isolé se conserve. Comme disait monsieur Lavoisier, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. C'est exactement ce qui se passe pour l'énergie. Mais attends, il y a un problème là. Si l'énergie se conserve, ça veut dire qu'on ne peut pas en produire et qu'on ne peut pas la consommer. Effectivement et quand on parle de produire de l'énergie et de consommer, Consommer de l'énergie, c'est un abus de langage et il y a des chances que je commette aussi ce type d'abus de langage. Ce qu'on produit, c'est de l'énergie que l'on peut utiliser pour faire quelque chose et cette énergie utilisable, on peut la consommer. Prenons par exemple l'électricité. Je peux faire plein de choses avec l'électricité. Je peux par exemple chauffer mon appartement à 20°C. Mais une fois que c'est fait, je ne peux pas utiliser la chaleur de mon appartement et la retransformer en électricité. La transformation d'énergie électrique en thermique que j'ai fait dans mon appartement est tierce. irréversible. Je n'ai pas consommé de l'énergie au sens physique mais j'ai transformé de l'énergie utile en énergie inutilisable. On devrait dire qu'on a dégradé de l'énergie. On a utilisé de l'énergie de haute qualité, de l'électricité et on a la fin de la chaleur, de l'énergie de basse qualité dont on ne peut plus rien faire à part profiter d'un appartement chauffé. Mais attends, la chaleur c'est pas si nul que ça. Quand on brûle du charbon dans une centrale, on peut tirer de l'électricité cette chaleur. C'est un peu plus compliqué que ça et on reviendra sur cet aspect dans d'autres vidéos mais ce qu'il faut retenir, c'est que tu peux tirer de l'énergie utilisable d'une différence de température quand tu as par exemple du charbon qui brûle et une source d'eau froide. Mais tu ne peux pas tirer d'énergie utilisable de la chaleur d'une pièce où tout est à la même température. Ok, tu as d'autres exemples de transformations irréversibles d'énergie ? Oui, il y en a plein. Si tu brûles un litre d'essence pour réchauffer ton appartement, tu profiteras de la chaleur mais une fois ce litre d'essence brûlé, tu ne peux pas retransformer la chaleur récupérée en essence. Tu peux utiliser une explosion de poudre pour projeter une balle mais pas l'impact de la balle. pour créer de la poudre. Quand tu freines en voiture, ta voiture perd de l'énergie cinétique et les plaquettes de frein chauffent mais tu ne peux pas utiliser cette chaleur pour relancer la voiture. Ok mais ça porte un peu à confusion que l'acceptation commune du mot énergie ne correspond pas à… Sa définition physique. Oui, et en plus en physique, il y a une notion thermodynamique qui correspond à l'énergie utilisable. Ça s'appelle l'exergie. L'exergie, c'est l'énergie qu'on peut transformer en travail. C'est une mesure de l'énergie maximum utilisable pour faire quelque chose. Et même dans le langage courant, quand on dit par exemple je suis plein d'énergie on sous-entend qu'on pourrait faire plein de choses, être actif, transformer le monde. En fait, on devrait dire je suis plein d'exergie L'énergie maximum utilisable. Tu veux dire quoi par là ? Eh bien au fil de ces vidéos, il va falloir bien différencier deux choses. Limites techniques et pratiques qui peuvent évoluer avec le temps et les connaissances et les limites physiques qui sont absolument indépassables. L'exergie donne la limite physique. L'énergie utilisable qu'on tirera en situation réelle sera donc toujours inférieure à l'exergie. Par exemple, l'exergie nous permettra de calculer le rendement maximum de conversion d'une énergie en une autre et les rendements réels seront toujours inférieurs à ça. Ok, là t'es en train de nous... embêtés pour quelques mots de vocabulaire. Mais je le fais parce que c'est important. Quand on nous dit qu'il y a de l'énergie tout autour de nous, c'est vrai, mais il ne faut pas croire que c'est de l'énergie dont on peut se servir. Quand on nous dit que le soleil émet un énorme montant d'énergie, c'est vrai, mais ça ne veut pas dire que c'est facile de lui donner une forme qui nous est utile. On peut le faire, les panneaux photovoltaïques ou les plantes en sont la preuve, mais seule une partie de l'énergie solaire est de l'exergie, de l'énergie utilisable. Cette confusion entre ce qu'est l'énergie dans le monde physique et comment on utilise ce mot couramment peut avoir des effets dramatiques sur la compréhension des problématiques énergétiques. Si l'énergie se conserve, la part de l'énergie qui est utilisable ne se conserve pas. Cette exergie ne peut que se perdre, que se dégrader au cours du temps. C'est lié au deuxième principe de la thermodynamique et à la notion d'entropie qui n'est pas évidente à expliquer. Pour ne pas trop s'étendre sur le sujet, il suffit de retenir que dans un système isolé, l'exergie ne peut pas croître. Ok ok, je crois que j'ai re... retenu l'essentiel. Dans un système isolé, l'énergie se conserve mais l'énergie utilisable ne fait que décroître et toute transformation d'énergie s'accompagne de pertes d'exergie. Cool. Attends, c'est quoi un système isolé ? C'est un système qui n'échange rien, ni énergie, ni matière avec ce qui l'entoure. Si tu mets un bol plein de glaçons, une tasse de thé brûlant et une plante dans une boîte fermée, qu'est-ce qui se passe ? Je parie que les glaçons vont fondre et le thé va refroidir. Exact. Toute la boîte va finir à la même température. Une différence de température peut être utilisée dans un moteur pour convertir de l'énergie thermique en énergie mécanique. Mais vu que l'eau des glaçons et le thé finissent à la même température, l'exergie associée diminue au fil du temps jusqu'à être nulle. Une fois que la boîte est à l'équilibre thermique et mécanique, il ne se passe plus rien. Et dans ce cas, qu'est-ce qui est arrivé à la plante ? Eh bien si on attend assez longtemps, la plante meurt. La plante meurt parce qu'elle n'a plus de lumière donc plus d'énergie. Mais c'est ce que tu as dit au début de la vidéo, l'énergie c'est indispensable à la vie. Mieux que ça, l'exergie est indispensable à la vie. Pour exister, la vie doit réussir à puiser et utiliser de l'énergie de son environnement. Comme tu dis, la plante a besoin du soleil pour vivre. La terre n'est pas un système fermé. La terre n'est pas dans une petite boîte. La terre reçoit tous les jours une énergie considérable du soleil et une partie de cette énergie est utilisable. C'est cette énergie qui permet à peu près tout sur terre, y compris l'existence d'une quantité foisonnante d'organismes vivants. D'accord mais nous, on n'utilise pas… pas le soleil. On tire l'essentiel de l'énergie qu'on utilise de ce qu'on mange et ces aliments ont directement ou indirectement tiré leur énergie du rayonnement solaire. Ok mais du coup je me demande, combien un humain utilise d'énergie ? Les besoins d'un adulte dépendent de son âge, de son activité, de son sexe mais c'est souvent compris entre 2000 et 2500 kcal par jour. Attention, petite parenthèse, les diététiciens utilisent parfois la calorie avec un grand C qui vaut 1000 calories avec un petit c. Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué hein ? Bref, dans le cas de notre alimentation, il s'agit d'exergies que l'on extrait de notre nourriture qui est présente sous forme d'énergie chimique, de l'énergie présente dans certaines molécules que notre corps va récupérer en les décomposant. Du coup, la calorie c'est une unité pour l'énergie ? Oui, mais ce n'est pas une unité très courante. Je pense que la calorie est surtout utilisée pour l'alimentation et par les biologistes. L'unité standard pour l'énergie est le joule et une calorie vaut 4,184 joules. Je ne suis pas sûr qu'on reparlera de la calorie dans les vidéos sur l'énergie mais il y a d'autres unités pour l'énergie que l'on utilise souvent comme le kWh. Je suis sûr que tu es familier avec cette unité puisque c'est comme ça que l'électricité nous est facturée. Et ça fait combien de joules ? Un kWh fait 3,6 mégajoules donc 3,6 millions de joules. Un humain qui consomme 2000 kcal consomme donc environ 2,4 kWh par jour. Cette unité est l'occasion de parler d'autre chose de très important quand on parle d'énergie, la différence entre la puissance et l'énergie. La puissance c'est tout simplement une énergie par unité de temps et ça se mesure en watts. Pour le coup, Du coup, le langage courant saisit bien la notion de pire. puissance donc je vais pas trop m'étendre sur le sujet. Une belle illustration de la puissance peut être 1 kg de TNT. Un kilo de TNT contient moins d'énergie qu'un kilo de pétrole mais restitue cette énergie beaucoup plus rapidement. La TNT est plus puissante que le pétrole d'où son rôle d'explosif. Ok et quel est le rapport avec le kWh ? Un radiateur électrique d'une puissance d'un kW consomme 1 kWh d'électricité en une heure ou plutôt transforme cette énergie électrique en énergie thermique. Le kWh est une unité d'énergie tout simplement parce que c'est une une puissance, le kilowatt, multiplié par un temps, l'heure. Si on reprend le corps humain, 2,4 kilowattheures consommés en 24 heures, ça fait une puissance de 100 watts. On convertit l'énergie à la même vitesse environ qu'un écran plat ou qu'une grosse ampoule incandescente. On consomme juste l'énergie au même rythme qu'une télé. En fait, ce que consomme notre corps, c'est rien par rapport à ce qu'on consomme dans notre vie de tous les jours. Effectivement, l'énergie est indispensable à la vie, c'est vrai, mais elle est aussi indispensable à nos sociétés industrielles. L'essor de l'humanité peut très bien être analysé historiquement par l'utilisation que l'on a fait de l'énergie. On a commencé par maîtriser le feu pour extraire une énergie considérable du bois, énergie qui nous a permis de commencer à transformer le monde de façon non négligeable. Puis on a maîtrisé l'énergie animale pour l'agriculture, le vent pour les voiliers et les moulins et l'eau avec les roues à aubes. La première révolution industrielle et l'énorme essor qui s'ensuit est due à l'utilisation des énergies fossiles, de l'énergie chimique que l'on convertit en énergie thermique puis mécanique grâce à la vapeur. La deuxième révolution industrielle c'est... c'est la maîtrise non pas d'une nouvelle source d'énergie mais d'une nouvelle forme l'électricité. En tout cas, la consommation d'énergie par tête n'a jamais été aussi élevée dans l'histoire. Et tu as des chiffres à nous montrer ? Entre 1800 et 2000, la consommation d'énergie mondiale a été multipliée par 300. Dans le même temps, la population mondiale a été multipliée par 6. En moyenne, l'énergie utilisée par habitant a donc été multipliée par 50. Ici, je divise juste la consommation totale d'énergie par la population, donc ça inclut tous les secteurs et zones géographiques. Après tout, si l'industrie fonctionne, c'est pour nous fournir des objets et des services. Mais quand même va- vachement fort. C'est quoi notre consommation annuelle d'énergie ? Pour répondre à cette question, on va avoir besoin d'une dernière unité pour l'énergie, la tonne équivalent pétrole. C'est tout simplement l'énergie contenue dans une tonne de pétrole, environ 42 gigajoules, 42 milliards de joules ou encore 11 630 kWh. On utilise les kWh quand on parle de notre consommation au jour le jour parce que c'est l'ordre de grandeur. Mais l'énergie qu'on consomme en une année à travers toutes nos activités est bien plus élevée. On parle donc en tonnes équivalent pétrole parce que c'est plus pratique. Ok, donc notre consommation annuelle en tonnes équivalent pétrole, ça fait combien du coup ? La production totale d'énergie primaire dans le monde s'élève à plus de 13 milliards de tonnes équivalent pétrole. La moyenne mondiale de consommation d'énergie primaire est donc de 1,9 tonnes équivalent pétrole par personne. Mais ça cache des inégalités entre les pays. Les Etats-Unis sont à 6,8 alors que la France est à 3,7 et le Sénégal à 0,3. Et une moyenne nationale cache aussi évidemment des inégalités entre les habitants. Mais là nous avons un problème, ce sont des chiffres assez abstraits. On saisit bien qu'une tonne de pétrole, c'est quelque chose qui contient beaucoup d'énergie. Mais la débauche d'énergie à notre disposition reste dure à saisir. Il faudrait une image pour s'en rendre compte, une comparaison. Et c'est ce que propose Jean-Marc Jancovici et d'autres avec la notion d'esclave énergétique. Je vous laisserai le lien avec le détail des calculs mais en gros, il se pose la question suivante. Combien il faudrait d'esclaves pour remplacer l'ensemble de l'énergie qu'un français utilise ? Il trouve entre 400 et 500 esclaves énergétiques sans même prendre en compte les émissions. importations qui en ajouterait une centaine. Wow ! L'énergie qu'on a à notre disposition est absolument gigantesque ! Et oui, nous avons en moyenne en France l'équivalent énergétique de centaines d'esclaves à notre disposition. Ce sont ces esclaves énergétiques qui nous transportent en tout confort sur de longues distances, qui chauffent notre maison et notre eau, qui nettoient notre linge, qui éclairent nos rues, etc. Aujourd'hui, pratiquement tout le monde dans les pays développés a plus d'énergie à sa disposition que beaucoup de rois et de princes d'antan. C'est cool mais je te vois venir ! je commence à te connaître moi. Tu vas nous dire que tout ça ne peut pas durer pour toujours. Effectivement, notre civilisation a deux gros soucis avec l'énergie. Premier gros problème, elle en consomme toujours plus alors qu'une large part de cette énergie provient de sources non redoublables. Si on prend les chiffres les plus récents, 2017 donc, 32% de l'énergie primaire consommée par l'humanité provient du pétrole, 28% du charbon et 21% du gaz naturel. Du coup, 80% de l'énergie primaire consommée provient encore des énergies fossiles. auquel il faut rajouter 5% de nucléaire qui n'est pas fossile mais pas renouvelable non plus, ces sources d'énergie sont destinées à péricliter. Et si tu ne l'as pas déjà fait, je te conseille de regarder la vidéo sur le pic pétrolier. Si on les perd du jour au lendemain, ce n'est pas juste la fin du transport et des loisirs. C'est la fin d'un système qui nous fournit tout ce qu'on consomme, y compris notre eau et notre nourriture. On peut manquer de bien des choses, mais si on manque d'énergie, on manque de tout le reste. Le problème, c'est que l'épuisement des ressources énergétiques dans notre société tout entière dépend peut s'avérer un petit peu compliqué à régler. On n'a qu'à utiliser que des énergies renouvelables. On parle d'énergie renouvelable quand l'énergie que l'on extrait se renouvelle. Que l'on utilise ou non l'énergie solaire, le soleil continue de briller. Mais ça ne veut pas dire que nos moyens d'extraire cette énergie sont durables. Et on verra entre autres dans cette série les limites des énergies renouvelables et pourquoi on n'en a pas déjà beaucoup plus. Ok, le renouvelable n'est pas toujours durable. Bientôt tu vas nous dire qu'il n'y a pas d'énergie propre. Il n'y a pas d'énergie propre. A chaque fois qu'on utilise de l'énergie, on a un impact sur le monde. C'est une réalité avec laquelle il faut vivre. Les activités économiques sans aucun impact n'existent pas et on verra qu'on n'a pas de source d'énergie parfaite. Par contre, il y a des énergies beaucoup plus sales que d'autres, en commençant par la pire possible, le charbon. Ce qu'on veut, ce n'est pas une énergie propre, c'est une énergie la plus propre possible. On ne veut pas que nos activités n'aient aucun impact. On cherche à ce que cet impact soit suffisamment petit pour que les activités en question soient durables. C'est à dire suffisamment petit pour que l'environnement puisse absorber cet impact. En tout cas, si vous voulez que votre consommation d'énergie ait moins d'impact sur le monde et ne pas avoir de doute sur la portée réelle de votre démarche, le premier pas est simple, consommer moins d'énergie. Et vu que tout demande de l'énergie, moins consommer tout court est toujours une bonne option pour une personne qui cherche à diminuer son impact. Et c'est quoi l'autre souci avec l'énergie ? Et bien ce n'est pas un souci mais plusieurs. En gros une bonne partie des problèmes environnementaux dont on a parlé sur cette chaîne. La question du changement climatique en particulier est fortement corrélée à la question de l'énergie. Nous devons modifier l'énergie que nous consommons et la façon... dont nous la consommons si nous voulons éviter de payer trop cher nos impacts environnementaux. Parce qu'on peut perdre nos sociétés si on continue de les construire sur des ressources qui disparaissent mais on peut aussi les perdre si on modifie l'environnement jusqu'à ce qu'ils nous deviennent beaucoup moins sympathiques. Wow ! C'est super joyeux tout ça ! Les questions énergétiques sont des questions clés pour le futur. Ce sont des questions techniques puisque l'extraction de l'énergie et sa transformation est technique par nature mais ce sont aussi et surtout des questions politiques, économiques, culturelles et sociales pour que nous puissions prendre individuellement et collectivement les meilleures décisions sur ces questions, il est toujours préférable d'être bien informé. On peut bien sûr échouer quand on a toutes les connaissances en main, mais on est à peu près sûr d'échouer quand on n'en a aucune. Je vais donc apporter mon minuscule caillou à l'édifice à travers cette série où on va parler des différentes sources d'énergie, de leurs avantages et de leurs défauts. On parlera aussi de la façon dont on peut consommer moins et de ce qui peut changer à l'avenir dans notre mode de vie à cause des contraintes énergétiques. Je vous donne donc rendez-vous dans les prochaines vidéos en espérant vous éclairer un petit peu sur ces questions complétistes. et très importants. L'énergie est une variante physique qui caractérise le changement d'état d'un système. Dans un système fermé, l'énergie se conserve, mais l'exergie, c'est-à-dire l'énergie que l'on peut utiliser, ne peut que se perdre. Heureusement pour nous, nous ne vivons pas dans un système isolé, mais nous recevons constamment de l'énergie solaire. L'énergie peut prendre différentes formes et on peut la convertir d'une forme à l'autre. Malheureusement, chaque conversion, chaque utilisation de l'exergie s'accompagne inévitablement de pertes. Un organisme vivant ne peut exister que s'il est capable d'extraire de l'exergible de son environnement pour son utilisation. Nous n'échappons pas à cette règle et récupérons l'énergie chimique contenue dans notre alimentation pour vivre. Mais nous avons besoin de beaucoup plus d'énergie pour faire fonctionner nos sociétés industrielles. Malheureusement, l'utilisation de l'énergie dans nos sociétés pose deux problèmes majeurs l'épuisement des sources d'énergie majoritairement utilisées et les impacts environnementaux de cette consommation qui mettent nos sociétés en danger. Le travail de l'entreprise Merci à tous d'avoir regardé cette première vidéo sur l'énergie. Comme d'habitude, si vous voulez m'aider, abonnez-vous et partagez cette vidéo. Si vous voulez être tenu au courant des prochaines sorties, vous pouvez cliquer sur la petite cloche à côté de mon profil. J'attaque un très gros sujet ici. Alors j'ai J'espère que ce que je vais faire vous plaira. Dans les prochaines vidéos, on va aborder plein de sujets très intéressants et très importants. En attendant, je vous conseille le MOOC qu'a fait Avenir Climatique et l'association Bilan Carbon qui est très intéressant et assez court. Et je vous conseille aussi deux sites web sur l'énergie, le site Connaissance des énergies et celui de Jean-Marc Jancovici. Dans les prochains mois, je vais avoir plus de temps et ça veut dire que le rythme de parution des vidéos devrait pas mal augmenter. J'envisage aussi de lancer un Tipeee d'ici pas trop longtemps. Merci à tous, c'était Le Réveilleur et à bientôt sur le net.

Est-ce que vous savez vraiment ce qu'est l'énergie ? Quelles sont les limites des énergies renouvelables ? Pourquoi les énergies fossiles sont encore largement utilisées ?

Bonjour à tous et bienvenue dans cette nouvelle série de vidéos où on va parler d'un truc super important, l'énergie. En plusieurs vidéos, on va essayer de répondre à ces questions et bien d'autres. L'énergie est un concept absolument central dans les sciences et notamment en physique.

Toute vie a besoin d'énergie et notre société industrielle repose sur une énorme consommation d'énergie pour son fonctionnement. Pourtant, définir l'énergie n'est pas si facile. Bah physiquement ça doit être bien défini non ? L'énergie c'est ce qui rend toutes les transformations possibles. A chaque fois que quelque chose a été modifié, il y a eu de l'énergie en jeu.

Pour chauffer de l'eau, il vous faut de l'énergie. Pour déplacer un objet, il vous faut de l'énergie. Pour allumer une lampe, il vous faut de l'énergie.

Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie. Pour aller à l'église, il vous faut de l'énergie.

Pour aller à l'église, faut de l'énergie. Donc l'énergie c'est ce qui permet des transformations ? En gros oui. C'est une grandeur physique qui caractérise un changement d'état d'un système.

A chaque fois qu'il y a des modifications autour de nous, de l'énergie est impliquée. Je parle d'électricité, de mouvement, de lumière, tout ça c'est de l'énergie ? Oui, l'énergie peut prendre différentes formes.

Par exemple, l'énergie contenue dans un litre d'essence est de l'énergie chimique alors que l'énergie d'un objet chaud est de l'énergie thermique. On différencie souvent les énergies potentielles des autres. L'énergie contenue dans un litre d'essence n'est libéré que si on met feu à cette essence.

C'est donc une énergie potentielle. Elle est présente dans le litre d'essence mais libérée que sous une condition. Par contre, la chaleur qui se dégage de la combustion n'est pas potentielle. Elle est dégagée de toute façon une fois que le feu est mis à l'essence.

Autre exemple, l'eau contenue dans un barrage fournit de l'énergie à condition qu'on la libère, qu'on la laisse tomber. C'est aussi une forme potentielle d'énergie, de l'énergie potentielle de pesanteur. Et donc l'énergie peut changer de forme ? Oui, par exemple.

L'essentiel de l'énergie que l'on a sur Terre nous vient du soleil. Le soleil convertit une énergie potentielle nucléaire en une énergie qui peut traverser le vide puisqu'elle nous atteint, l'énergie radiative. Attention, je n'ai pas dit radioactive.

L'énergie radiative est l'énergie associée à un rayonnement. Le rayonnement solaire permet donc au soleil de transférer de l'énergie à la Terre. Si j'installe un panneau solaire photovoltaïque sur mon toit, Je vais pouvoir convertir une partie de cette énergie radiative en énergie électrique.

Et si j'utilise cette électricité dans une voiture électrique, je vais convertir une partie de cette énergie électrique en énergie cinétique. Ok, je t'ai grillé. Tu as dit une partie, donc je suppose que l'énergie ne fait pas n'importe quoi.

L'énergie ne fait pas n'importe quoi et il y a un grand principe qui va nous aider à y voir plus clair. La conservation de l'énergie. C'est LE grand principe de l'énergie.

C'est simple, l'énergie totale d'un système isolé se conserve. Comme disait monsieur Lavoisier, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. C'est exactement ce qui se passe pour l'énergie.

Mais attends, il y a un problème là. Si l'énergie se conserve, ça veut dire qu'on ne peut pas en produire et qu'on ne peut pas la consommer. Effectivement et quand on parle de produire de l'énergie et de consommer, Consommer de l'énergie, c'est un abus de langage et il y a des chances que je commette aussi ce type d'abus de langage.

Ce qu'on produit, c'est de l'énergie que l'on peut utiliser pour faire quelque chose et cette énergie utilisable, on peut la consommer. Prenons par exemple l'électricité. Je peux faire plein de choses avec l'électricité. Je peux par exemple chauffer mon appartement à 20°C.

Mais une fois que c'est fait, je ne peux pas utiliser la chaleur de mon appartement et la retransformer en électricité. La transformation d'énergie électrique en thermique que j'ai fait dans mon appartement est tierce. irréversible. Je n'ai pas consommé de l'énergie au sens physique mais j'ai transformé de l'énergie utile en énergie inutilisable. On devrait dire qu'on a dégradé de l'énergie.

On a utilisé de l'énergie de haute qualité, de l'électricité et on a la fin de la chaleur, de l'énergie de basse qualité dont on ne peut plus rien faire à part profiter d'un appartement chauffé. Mais attends, la chaleur c'est pas si nul que ça. Quand on brûle du charbon dans une centrale, on peut tirer de l'électricité cette chaleur.

C'est un peu plus compliqué que ça et on reviendra sur cet aspect dans d'autres vidéos mais ce qu'il faut retenir, c'est que tu peux tirer de l'énergie utilisable d'une différence de température quand tu as par exemple du charbon qui brûle et une source d'eau froide. Mais tu ne peux pas tirer d'énergie utilisable de la chaleur d'une pièce où tout est à la même température. Ok, tu as d'autres exemples de transformations irréversibles d'énergie ? Oui, il y en a plein.

Si tu brûles un litre d'essence pour réchauffer ton appartement, tu profiteras de la chaleur mais une fois ce litre d'essence brûlé, tu ne peux pas retransformer la chaleur récupérée en essence. Tu peux utiliser une explosion de poudre pour projeter une balle mais pas l'impact de la balle. pour créer de la poudre.

Quand tu freines en voiture, ta voiture perd de l'énergie cinétique et les plaquettes de frein chauffent mais tu ne peux pas utiliser cette chaleur pour relancer la voiture. Ok mais ça porte un peu à confusion que l'acceptation commune du mot énergie ne correspond pas à… Sa définition physique. Oui, et en plus en physique, il y a une notion thermodynamique qui correspond à l'énergie utilisable. Ça s'appelle l'exergie. L'exergie, c'est l'énergie qu'on peut transformer en travail.

C'est une mesure de l'énergie maximum utilisable pour faire quelque chose. Et même dans le langage courant, quand on dit par exemple je suis plein d'énergie on sous-entend qu'on pourrait faire plein de choses, être actif, transformer le monde. En fait, on devrait dire je suis plein d'exergie L'énergie maximum utilisable.

Tu veux dire quoi par là ? Eh bien au fil de ces vidéos, il va falloir bien différencier deux choses. Limites techniques et pratiques qui peuvent évoluer avec le temps et les connaissances et les limites physiques qui sont absolument indépassables.

L'exergie donne la limite physique. L'énergie utilisable qu'on tirera en situation réelle sera donc toujours inférieure à l'exergie. Par exemple, l'exergie nous permettra de calculer le rendement maximum de conversion d'une énergie en une autre et les rendements réels seront toujours inférieurs à ça.

Ok, là t'es en train de nous... embêtés pour quelques mots de vocabulaire. Mais je le fais parce que c'est important.

Quand on nous dit qu'il y a de l'énergie tout autour de nous, c'est vrai, mais il ne faut pas croire que c'est de l'énergie dont on peut se servir. Quand on nous dit que le soleil émet un énorme montant d'énergie, c'est vrai, mais ça ne veut pas dire que c'est facile de lui donner une forme qui nous est utile. On peut le faire, les panneaux photovoltaïques ou les plantes en sont la preuve, mais seule une partie de l'énergie solaire est de l'exergie, de l'énergie utilisable.

Cette confusion entre ce qu'est l'énergie dans le monde physique et comment on utilise ce mot couramment peut avoir des effets dramatiques sur la compréhension des problématiques énergétiques. Si l'énergie se conserve, la part de l'énergie qui est utilisable ne se conserve pas. Cette exergie ne peut que se perdre, que se dégrader au cours du temps. C'est lié au deuxième principe de la thermodynamique et à la notion d'entropie qui n'est pas évidente à expliquer. Pour ne pas trop s'étendre sur le sujet, il suffit de retenir que dans un système isolé, l'exergie ne peut pas croître.

Ok ok, je crois que j'ai re... retenu l'essentiel. Dans un système isolé, l'énergie se conserve mais l'énergie utilisable ne fait que décroître et toute transformation d'énergie s'accompagne de pertes d'exergie. Cool. Attends, c'est quoi un système isolé ?

C'est un système qui n'échange rien, ni énergie, ni matière avec ce qui l'entoure. Si tu mets un bol plein de glaçons, une tasse de thé brûlant et une plante dans une boîte fermée, qu'est-ce qui se passe ? Je parie que les glaçons vont fondre et le thé va refroidir.

Exact. Toute la boîte va finir à la même température. Une différence de température peut être utilisée dans un moteur pour convertir de l'énergie thermique en énergie mécanique. Mais vu que l'eau des glaçons et le thé finissent à la même température, l'exergie associée diminue au fil du temps jusqu'à être nulle.

Une fois que la boîte est à l'équilibre thermique et mécanique, il ne se passe plus rien. Et dans ce cas, qu'est-ce qui est arrivé à la plante ? Eh bien si on attend assez longtemps, la plante meurt.

La plante meurt parce qu'elle n'a plus de lumière donc plus d'énergie. Mais c'est ce que tu as dit au début de la vidéo, l'énergie c'est indispensable à la vie. Mieux que ça, l'exergie est indispensable à la vie. Pour exister, la vie doit réussir à puiser et utiliser de l'énergie de son environnement. Comme tu dis, la plante a besoin du soleil pour vivre.

La terre n'est pas un système fermé. La terre n'est pas dans une petite boîte. La terre reçoit tous les jours une énergie considérable du soleil et une partie de cette énergie est utilisable. C'est cette énergie qui permet à peu près tout sur terre, y compris l'existence d'une quantité foisonnante d'organismes vivants.

D'accord mais nous, on n'utilise pas… pas le soleil. On tire l'essentiel de l'énergie qu'on utilise de ce qu'on mange et ces aliments ont directement ou indirectement tiré leur énergie du rayonnement solaire. Ok mais du coup je me demande, combien un humain utilise d'énergie ?

Les besoins d'un adulte dépendent de son âge, de son activité, de son sexe mais c'est souvent compris entre 2000 et 2500 kcal par jour. Attention, petite parenthèse, les diététiciens utilisent parfois la calorie avec un grand C qui vaut 1000 calories avec un petit c. Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué hein ? Bref, dans le cas de notre alimentation, il s'agit d'exergies que l'on extrait de notre nourriture qui est présente sous forme d'énergie chimique, de l'énergie présente dans certaines molécules que notre corps va récupérer en les décomposant. Du coup, la calorie c'est une unité pour l'énergie ?

Oui, mais ce n'est pas une unité très courante. Je pense que la calorie est surtout utilisée pour l'alimentation et par les biologistes. L'unité standard pour l'énergie est le joule et une calorie vaut 4,184 joules. Je ne suis pas sûr qu'on reparlera de la calorie dans les vidéos sur l'énergie mais il y a d'autres unités pour l'énergie que l'on utilise souvent comme le kWh. Je suis sûr que tu es familier avec cette unité puisque c'est comme ça que l'électricité nous est facturée.

Et ça fait combien de joules ? Un kWh fait 3,6 mégajoules donc 3,6 millions de joules. Un humain qui consomme 2000 kcal consomme donc environ 2,4 kWh par jour.

Cette unité est l'occasion de parler d'autre chose de très important quand on parle d'énergie, la différence entre la puissance et l'énergie. La puissance c'est tout simplement une énergie par unité de temps et ça se mesure en watts. Pour le coup, Du coup, le langage courant saisit bien la notion de pire. puissance donc je vais pas trop m'étendre sur le sujet. Une belle illustration de la puissance peut être 1 kg de TNT.

Un kilo de TNT contient moins d'énergie qu'un kilo de pétrole mais restitue cette énergie beaucoup plus rapidement. La TNT est plus puissante que le pétrole d'où son rôle d'explosif. Ok et quel est le rapport avec le kWh ?

Un radiateur électrique d'une puissance d'un kW consomme 1 kWh d'électricité en une heure ou plutôt transforme cette énergie électrique en énergie thermique. Le kWh est une unité d'énergie tout simplement parce que c'est une une puissance, le kilowatt, multiplié par un temps, l'heure. Si on reprend le corps humain, 2,4 kilowattheures consommés en 24 heures, ça fait une puissance de 100 watts. On convertit l'énergie à la même vitesse environ qu'un écran plat ou qu'une grosse ampoule incandescente.

On consomme juste l'énergie au même rythme qu'une télé. En fait, ce que consomme notre corps, c'est rien par rapport à ce qu'on consomme dans notre vie de tous les jours. Effectivement, l'énergie est indispensable à la vie, c'est vrai, mais elle est aussi indispensable à nos sociétés industrielles.

L'essor de l'humanité peut très bien être analysé historiquement par l'utilisation que l'on a fait de l'énergie. On a commencé par maîtriser le feu pour extraire une énergie considérable du bois, énergie qui nous a permis de commencer à transformer le monde de façon non négligeable. Puis on a maîtrisé l'énergie animale pour l'agriculture, le vent pour les voiliers et les moulins et l'eau avec les roues à aubes. La première révolution industrielle et l'énorme essor qui s'ensuit est due à l'utilisation des énergies fossiles, de l'énergie chimique que l'on convertit en énergie thermique puis mécanique grâce à la vapeur.

La deuxième révolution industrielle c'est... c'est la maîtrise non pas d'une nouvelle source d'énergie mais d'une nouvelle forme l'électricité. En tout cas, la consommation d'énergie par tête n'a jamais été aussi élevée dans l'histoire.

Et tu as des chiffres à nous montrer ? Entre 1800 et 2000, la consommation d'énergie mondiale a été multipliée par 300. Dans le même temps, la population mondiale a été multipliée par 6. En moyenne, l'énergie utilisée par habitant a donc été multipliée par 50. Ici, je divise juste la consommation totale d'énergie par la population, donc ça inclut tous les secteurs et zones géographiques. Après tout, si l'industrie fonctionne, c'est pour nous fournir des objets et des services.

Mais quand même va- vachement fort. C'est quoi notre consommation annuelle d'énergie ? Pour répondre à cette question, on va avoir besoin d'une dernière unité pour l'énergie, la tonne équivalent pétrole. C'est tout simplement l'énergie contenue dans une tonne de pétrole, environ 42 gigajoules, 42 milliards de joules ou encore 11 630 kWh.

On utilise les kWh quand on parle de notre consommation au jour le jour parce que c'est l'ordre de grandeur. Mais l'énergie qu'on consomme en une année à travers toutes nos activités est bien plus élevée. On parle donc en tonnes équivalent pétrole parce que c'est plus pratique. Ok, donc notre consommation annuelle en tonnes équivalent pétrole, ça fait combien du coup ? La production totale d'énergie primaire dans le monde s'élève à plus de 13 milliards de tonnes équivalent pétrole.

La moyenne mondiale de consommation d'énergie primaire est donc de 1,9 tonnes équivalent pétrole par personne. Mais ça cache des inégalités entre les pays. Les Etats-Unis sont à 6,8 alors que la France est à 3,7 et le Sénégal à 0,3.

Et une moyenne nationale cache aussi évidemment des inégalités entre les habitants. Mais là nous avons un problème, ce sont des chiffres assez abstraits. On saisit bien qu'une tonne de pétrole, c'est quelque chose qui contient beaucoup d'énergie.

Mais la débauche d'énergie à notre disposition reste dure à saisir. Il faudrait une image pour s'en rendre compte, une comparaison. Et c'est ce que propose Jean-Marc Jancovici et d'autres avec la notion d'esclave énergétique. Je vous laisserai le lien avec le détail des calculs mais en gros, il se pose la question suivante. Combien il faudrait d'esclaves pour remplacer l'ensemble de l'énergie qu'un français utilise ?

Il trouve entre 400 et 500 esclaves énergétiques sans même prendre en compte les émissions. importations qui en ajouterait une centaine. Wow !

L'énergie qu'on a à notre disposition est absolument gigantesque ! Et oui, nous avons en moyenne en France l'équivalent énergétique de centaines d'esclaves à notre disposition. Ce sont ces esclaves énergétiques qui nous transportent en tout confort sur de longues distances, qui chauffent notre maison et notre eau, qui nettoient notre linge, qui éclairent nos rues, etc. Aujourd'hui, pratiquement tout le monde dans les pays développés a plus d'énergie à sa disposition que beaucoup de rois et de princes d'antan.

C'est cool mais je te vois venir ! je commence à te connaître moi. Tu vas nous dire que tout ça ne peut pas durer pour toujours. Effectivement, notre civilisation a deux gros soucis avec l'énergie.

Premier gros problème, elle en consomme toujours plus alors qu'une large part de cette énergie provient de sources non redoublables. Si on prend les chiffres les plus récents, 2017 donc, 32% de l'énergie primaire consommée par l'humanité provient du pétrole, 28% du charbon et 21% du gaz naturel. Du coup, 80% de l'énergie primaire consommée provient encore des énergies fossiles.

auquel il faut rajouter 5% de nucléaire qui n'est pas fossile mais pas renouvelable non plus, ces sources d'énergie sont destinées à péricliter. Et si tu ne l'as pas déjà fait, je te conseille de regarder la vidéo sur le pic pétrolier. Si on les perd du jour au lendemain, ce n'est pas juste la fin du transport et des loisirs.

C'est la fin d'un système qui nous fournit tout ce qu'on consomme, y compris notre eau et notre nourriture. On peut manquer de bien des choses, mais si on manque d'énergie, on manque de tout le reste. Le problème, c'est que l'épuisement des ressources énergétiques dans notre société tout entière dépend peut s'avérer un petit peu compliqué à régler. On n'a qu'à utiliser que des énergies renouvelables. On parle d'énergie renouvelable quand l'énergie que l'on extrait se renouvelle.

Que l'on utilise ou non l'énergie solaire, le soleil continue de briller. Mais ça ne veut pas dire que nos moyens d'extraire cette énergie sont durables. Et on verra entre autres dans cette série les limites des énergies renouvelables et pourquoi on n'en a pas déjà beaucoup plus.

Ok, le renouvelable n'est pas toujours durable. Bientôt tu vas nous dire qu'il n'y a pas d'énergie propre. Il n'y a pas d'énergie propre. A chaque fois qu'on utilise de l'énergie, on a un impact sur le monde. C'est une réalité avec laquelle il faut vivre.

Les activités économiques sans aucun impact n'existent pas et on verra qu'on n'a pas de source d'énergie parfaite. Par contre, il y a des énergies beaucoup plus sales que d'autres, en commençant par la pire possible, le charbon. Ce qu'on veut, ce n'est pas une énergie propre, c'est une énergie la plus propre possible.

On ne veut pas que nos activités n'aient aucun impact. On cherche à ce que cet impact soit suffisamment petit pour que les activités en question soient durables. C'est à dire suffisamment petit pour que l'environnement puisse absorber cet impact. En tout cas, si vous voulez que votre consommation d'énergie ait moins d'impact sur le monde et ne pas avoir de doute sur la portée réelle de votre démarche, le premier pas est simple, consommer moins d'énergie.

Et vu que tout demande de l'énergie, moins consommer tout court est toujours une bonne option pour une personne qui cherche à diminuer son impact. Et c'est quoi l'autre souci avec l'énergie ? Et bien ce n'est pas un souci mais plusieurs. En gros une bonne partie des problèmes environnementaux dont on a parlé sur cette chaîne.

La question du changement climatique en particulier est fortement corrélée à la question de l'énergie. Nous devons modifier l'énergie que nous consommons et la façon... dont nous la consommons si nous voulons éviter de payer trop cher nos impacts environnementaux. Parce qu'on peut perdre nos sociétés si on continue de les construire sur des ressources qui disparaissent mais on peut aussi les perdre si on modifie l'environnement jusqu'à ce qu'ils nous deviennent beaucoup moins sympathiques. Wow !

C'est super joyeux tout ça ! Les questions énergétiques sont des questions clés pour le futur. Ce sont des questions techniques puisque l'extraction de l'énergie et sa transformation est technique par nature mais ce sont aussi et surtout des questions politiques, économiques, culturelles et sociales pour que nous puissions prendre individuellement et collectivement les meilleures décisions sur ces questions, il est toujours préférable d'être bien informé.

On peut bien sûr échouer quand on a toutes les connaissances en main, mais on est à peu près sûr d'échouer quand on n'en a aucune. Je vais donc apporter mon minuscule caillou à l'édifice à travers cette série où on va parler des différentes sources d'énergie, de leurs avantages et de leurs défauts. On parlera aussi de la façon dont on peut consommer moins et de ce qui peut changer à l'avenir dans notre mode de vie à cause des contraintes énergétiques. Je vous donne donc rendez-vous dans les prochaines vidéos en espérant vous éclairer un petit peu sur ces questions complétistes.

et très importants. L'énergie est une variante physique qui caractérise le changement d'état d'un système. Dans un système fermé, l'énergie se conserve, mais l'exergie, c'est-à-dire l'énergie que l'on peut utiliser, ne peut que se perdre.

Heureusement pour nous, nous ne vivons pas dans un système isolé, mais nous recevons constamment de l'énergie solaire. L'énergie peut prendre différentes formes et on peut la convertir d'une forme à l'autre. Malheureusement, chaque conversion, chaque utilisation de l'exergie s'accompagne inévitablement de pertes.

Un organisme vivant ne peut exister que s'il est capable d'extraire de l'exergible de son environnement pour son utilisation. Nous n'échappons pas à cette règle et récupérons l'énergie chimique contenue dans notre alimentation pour vivre. Mais nous avons besoin de beaucoup plus d'énergie pour faire fonctionner nos sociétés industrielles.

Malheureusement, l'utilisation de l'énergie dans nos sociétés pose deux problèmes majeurs l'épuisement des sources d'énergie majoritairement utilisées et les impacts environnementaux de cette consommation qui mettent nos sociétés en danger. Le travail de l'entreprise Merci à tous d'avoir regardé cette première vidéo sur l'énergie. Comme d'habitude, si vous voulez m'aider, abonnez-vous et partagez cette vidéo.

Si vous voulez être tenu au courant des prochaines sorties, vous pouvez cliquer sur la petite cloche à côté de mon profil. J'attaque un très gros sujet ici. Alors j'ai J'espère que ce que je vais faire vous plaira. Dans les prochaines vidéos, on va aborder plein de sujets très intéressants et très importants.

En attendant, je vous conseille le MOOC qu'a fait Avenir Climatique et l'association Bilan Carbon qui est très intéressant et assez court. Et je vous conseille aussi deux sites web sur l'énergie, le site Connaissance des énergies et celui de Jean-Marc Jancovici. Dans les prochains mois, je vais avoir plus de temps et ça veut dire que le rythme de parution des vidéos devrait pas mal augmenter. J'envisage aussi de lancer un Tipeee d'ici pas trop longtemps. Merci à tous, c'était Le Réveilleur et à bientôt sur le net.

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