Chapitre 1 : L'énergie dans l'habitat

1. L'énergie

1. Définition

Un système possède de l'énergie lorsqu'il peut fournir du travail, de la chaleur ou du rayonnement.

Une source d'énergie primaire est une forme d'énergie disponible dans la nature avant toute transformation. Parmi les sources d'énergies primaires, on distingue les énergies non renouvelables comme le pétrole, le gaz naturel ou le nucléaire. Leurs réserves sont limitées donc inépuisable. Les énergies renouvelables comme le solaire, l'éolien, l'hydraulique, le géothermie (chaleur de la Terre) et la biomasse (bois, ordures ménagère et déchets agricoles). On les trouve en quantités illimitées, et elles n'engendrent pas ou peu de déchets ou d'émission polluantes.

2. Les usitées d'énergie

L'énergie comme le travail qu'elle peut produire, se mesure en Joule (J), elle se note E ou W.

Dans certain cas, on utilise d'autre unité :

- Pour électricité on utilise le kilowattheure (kWh).

1 kWh = 3,6 . 10⁶ J

L'énergie libérée par une lampe de 100W pendant 10 heures.

- La t.e.p. : tonne équivalent pétrole. Elle est utilisé en économie.

1 t.e.p. = 4,2 . 10¹⁰ J

L'énergie libéré par une tonne de pétrole

- En physique atomique elle s'exprime en électron volt noté e.V

1 e.V = 1,6 . 10^-16 J

L'énergie acquise par un électron accéléré par une tension de 1 volt.

- En diététique la calorie (cal)

1 cal = 4,1845 J

L'énergie nécessaire pour augmenter de 1°C la température de 1 gramme d'eau.

3. Les formes d'énergies

L'énergie peut se présenter sous des formes très diverse :

- L'énergie mécanique se présente sous deux formes, cinétique si les corps sont en mouvement, potentielle si l'énergie est en resserve;

- L'énergie thermique

- L'énergie électrique

- L'énergie chimique

- L'énergie nucléaire

- L'énergie lumineuse ou rayonnante.

2. Relation entre énergie et puissance.

La puissance moyenne échangé par un système dépend de sa variation d'énergie ΔE pendant une durée Δt :

P = ΔE / Δt	P en W
	ΔE en J
	Δt en s

Pour un système qui reçoit de l'énergie on comte la variation positive.

Pour un système qui perd de l'énergie on compte la variation négative.

Exemple : Calculer l'énergie consommer par un radiateur de puissance P = 750 W, fonctionnant une durée Δt = 10 h. L'exprimer en J puis en kWh.

ΔE = P . Δt	ΔE = 2,7 . 107 / 3,6 . 106
ΔE = 750 . 10 . 3600	ΔE = 7,5 kWh
ΔE = 2,7 . 107 J

3. Transformation et conservation de l'énergie

1. Conservation de l'énergie

Dans l'habitat les énergies mises en jeux sont :

- L'énergie thermique, pour le chauffage

- L'énergie électrique, pour les appareils électroménagers

- L'énergie lumineuse pour l'éclairage

Cependant une partie de l'énergie fournie est perdu : par la toiture, les murs et les fenêtres. Il y a conservation de toutes les formes d'énergies.

Fournie = Ethermique + Eélectrique + Elumineuse + Eperte

2. Le rendement

Le rendement énergétique d'un appareil est une grandeur définie par :

η = (Eutile / Econsommée) x 100