Résumé — Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

Ce résumé condense l’exigible du chapitre. L’idée directrice : la plupart de nos sources d’énergie viennent du Soleil, directement ou indirectement — la différence entre renouvelable et non renouvelable est une question de durées.

Le Soleil, à l’origine de presque tout

De nombreuses sources ou flux d’énergie sont directement ou indirectement issus de l’énergie radiative transférée par le Soleil : rayonnement solaire capté par les panneaux, vent (air chauffé inégalement), cycle de l’eau (barrages), et surtout la photosynthèse qui fabrique la matière organique.
On distingue les énergies disponibles sous forme de flux (rayonnement solaire, vent, marées) et sous forme de stocks (charbon, pétrole, gaz, uranium).

Renouvelable ou non : une affaire de durées

Le critère du programme

$\text{durée de formation} \quad \text{comparée à} \quad \text{durée d'épuisement}$

Une source est renouvelable si elle se reconstitue au moins aussi vite qu’on la consomme à l’échelle des temps humains. Les combustibles fossiles se forment en dizaines à centaines de millions d’années et s’épuisent en quelques siècles : non renouvelables.

Les combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) se sont formés à partir de la matière organique produite par photosynthèse il y a plusieurs dizaines à centaines de millions d’années, enfouie et transformée à l’abri du dioxygène.
Leur combustion rejette en quelques décennies du CO₂ fixé pendant des millions d’années : c’est le cœur du déséquilibre actuel du carbone.

La biomasse, l’énergie solaire d’aujourd’hui

Biomasse : matière organique utilisable comme source d’énergie (bois, déchets agricoles, cultures dédiées).
L’énergie en est extraite principalement par combustion (chaleur) ou par fermentation (biogaz, bioéthanol).
Les biomasses n’ont pas toutes la même efficacité : on compare leurs pouvoirs calorifiques, c’est-à-dire l’énergie libérée par unité de masse.

Pouvoir calorifique

$PC = \frac{E}{m}$

Énergie libérée par la combustion divisée par la masse brûlée, en J·kg⁻¹ (ou kWh·kg⁻¹). Ordre de grandeur : le bois sec libère environ trois fois moins d’énergie par kilogramme que le fioul.

Les pièges classiques

Trois confusions à éviter

Renouvelable ne veut pas dire inépuisable ni « propre » : une forêt surexploitée s’épuise, et la combustion de biomasse émet du CO₂ et des polluants. Les fossiles sont d’origine solaire eux aussi — c’est de la photosynthèse ancienne, pas une énergie « de la Terre ». Enfin, ne pas confondre source d’énergie (le pétrole, le vent) et forme d’énergie (thermique, électrique).