Le principe des barrages appliqu� en mer, le jus de tofu devient de l'�lectricit�, la voiture �lectrique, le v�lo �lectrique, se chauffer gr�ce au num�rique,
 bac L, ES 2017.

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Une batterie bleue pour de l’énergie verte
Bordé par la mer Baltique et la mer du Nord, le Danemark est un pays constitué d’une péninsule et de 443 îles, dont le point le plus haut est situé à seulement 173 m d’altitude. L’une de ses particularités est son important littoral de 7 314 km, aux côtes plates et aux fonds marins assez superficiels (peu profonds).
Le Danemark est compté parmi les leaders mondiaux en matière d’éolien, en produisant déjà une part de 20 % de son électricité à partir d’installations terrestres et offshore. Le pays prévoit d’augmenter cette part de 20 % à 30 % d’ici 2020. Afin de lisser les fluctuations de production et de consommation, le Danemark continue pour l’instant de solliciter ses centrales thermiques à combustibles fossiles, sur lesquelles reposent encore une part de 44 % de la production électrique du pays.
  Le principe des barrages appliqué en mer.

---> R�seaux �lectriques, les fl�ches indiquent le sens des d�placements.
-->  Sens des d�placements d'eau.
1 : fonctionnement en p�riode de forte demande en �lectricit� et de faible production des �oliennes. L'eau de mer remplit l'atoll en passant par les turbines.
2. Fonctionnement en p�riode de faible demande en �lectricit� et de forte production des �oliennes. Des pompes �lectriques vident le r�servoir de l'atoll.
D'apr�s les Echos le 24 / 09 / 2009.
Question 1 :
Donner deux raisons encourageant le Danemark, comme de nombreux autres pays, à abandonner progressivement l’usage des énergies fossiles.
Les r�serves en �nergies fossiles sont limit�es ; ces �nergies vont s'�puiser.
La combustion des �nergies fossiles lib�re du dioxyde de carbone, gaz � effet de serre.
Question 2 :
Citer le principal problème auquel le Danemark se heurte en augmentant sa dépendance au vent comme source d’énergie. Expliquer brièvement la réponse.
Le vent est une �nergie  renouvelable, mais intermittente. Lors d'une forte demande en �lectricit�, il n'y a pas forc�ment suffisamment de vent.
Lors d'une faible demande en �lectricit�, il peut y avoir beaucoup de vent. Or on ne sait pas encore stocker de mani�re peu on�reuse l'exc�s d'�lectricit�.
Question 3 :
Sans recopier les chaînes énergétiques ci-dessous et à partir du document 1, indiquer la forme d’énergie à faire apparaître dans chaque cadre numéroté de 1 à 4.

 Question 4 :
 4.1. Expliquer pourquoi le projet d'atoll en pleine mer répond au contexte du Danemark tant du point de vue énergétique évoqué à la question 2, que du point de vue géographique.
Ce projet permet de stocker l'exc�s d'�lectricit� ( en pr�sence de vent  important et de faible demande ) et de la restituer lors d'une demande importante en �lectricit� et de vent faible. L'intermittence du vent est un probl�me r�solu.
Ce pays poss�de un vaste domaine maritime et une mer peu profonde.
4.2. Donner deux arguments montrant que le projet � Green Power Island � s’inscrit bien dans une démarche de développement durable.
 Le r�servoir de l'atoll est utilisé pour cultiver des algues, dont le rôle est à la fois d’absorber du dioxyde de carbone CO2 lors de leur croissance et de servir de matière première pour la fabrication de biocarburants.
Ce projet utilise les �nergies renouvelables ( eau, vent, soleil, biomasse).
Il limite le recours aux �nergies thermiques en cas de vent faibleet contribue � la diminution de l'�mission de CO2 dans l'atmosph�re.
Question 5 :
Dans l’hypothèse où l’atoll énergétique prévu au large de Copenhague permettrait d’alimenter en électricité toutes les installations domestiques de la ville pendant une durée de 24 heures en l’absence totale de vent, calculer la puissance moyenne équivalente électrique de son réservoir d’eau.
Ce projet permet de régénérer une énergie électrique totale de 2,4 GWh.
Puissance ( W) = �nergie ( Wh) / temps (heure) = 2,4 109 / 24 =1,0 108 W ou 0,1 GW.




Le jus de tofu devient de l'�lectricit�.
� Kalisari, en Indon�sie (Asie), on fabrique depuis des si�cles du tofu qui est un fromage � base de lait de soja. On fait cailler le lait par ajout d’acide ac�tique (ou de vinaigre), puis on presse la p�te ainsi obtenue afin d’en extraire l’exc�dent de liquide. Cela correspond � une extraction de 33 litres de liquide par kilogramme de tofu.
Des milliers de litres de ce liquide �taient auparavant d�vers�s dans les rivi�res de la r�gion, souillant les cours d’eau et contaminant les rizi�res en aval. Ce liquide contient des mati�res organiques et constitue une partie importante des d�chets �vacu�s par des petites entreprises.
� pr�sent, pas moins d’une centaine de petites entreprises �vacuent leurs d�chets gr�ce � un traitement dans des cuves o� une transformation chimique se produit pour permettre la fabrication de biogaz.
La cog�n�ration est la production simultan�e d’�nergie �lectrique et d’�nergie thermique (chaleur) � partir d’un combustible, ici le biogaz, dans un dispositif unique appel� cog�n�rateur et constitu� d’un moteur et d’un alternateur.

Question 1 :
Pendant longtemps, les producteurs de tofu �taient d�pendants des livraisons sporadiques des bouteilles de gaz naturel servant � alimenter leurs fours. � pr�sent ils peuvent se procurer du biogaz � tout moment.
Expliquer pourquoi le biogaz peut �tre qualifi� de ressource �nerg�tique renouvelable.
Tant qu'il y aura du lait de soja ( est � dire du soleil et de l'eau ), on fabriquera du fromage et un sous-produit le jus de tofu.
Cette �nergie ne s'�puise pas elle est sans cesse renouvel�e.
Question 2 :
� Kalisari, gr�ce au seul usage du biogaz, les petits producteurs de tofu b�n�ficient d’�lectricit� dans leur maison.
Pr�ciser sans calcul si cette solution �cologique serait suffisante � l’�chelle de l’Indon�sie, sachant que ce pays comporte des milliers de petits producteurs de tofu et plus de 60 millions de familles.
Non, des milliers de petits producteurs ne peuvent pas contribuer � fournir de l'�lectricit� � des millions de foyers. Par contre cela permet d'avoir de l'�lectricit� dans des endroits isol�s.
Question 3 :
Recopier le num�ro de la bonne proposition de cha�ne �nerg�tique de l’ensemble constitu� par le moteur et l’alternateur, sur la copie :

Question 4 : 
En Indon�sie, la production d’�lectricit� se fait essentiellement gr�ce aux centrales thermiques � flamme utilisant du charbon. Une centrale de ce type peut d�livrer une �nergie �lectrique �gale � environ 9,0�10 9 kWh pendant une ann�e (soit environ 9 000 h).
4.1. Calculer l’�nergie produite par un cog�n�rateur de puissance P �gale � 100 kW pendant une ann�e (soit environ 9 000 h).
Energie ( kWh) = puissance ( kW) x temps (heure) = 100 x9000 =9,0 105 kWh.
4.2. En d�duire combien il faudrait de cog�n�rateurs de m�me puissance �lectrique �gale � 100 kW pour assurer une production d’�nergie �lectrique identique � celle d’une centrale thermique � flamme pendant une ann�e (soit environ 9 000 h).
9,0  109 /(9,0 105)= 10 000.
Question 5 :
Donner deux arguments montrant l’int�r�t environnemental d’un dispositif m�thanisation-cog�n�ration � Kalisari.
On �vite la contamination des rizieres en aval.
Production d'�nergie thermique et �lectrique � partir d'�nergie renouvelable, donc sans �mission de gaz � effet de serre.


La voiture �lectrique.
D'après les journaux spécialisés, le moteur électrique d'une voiture hybride est très silencieux, particulièrement au démarrage. En conduite urbaine et à faible vitesse, seul fonctionne le moteur électrique grâce à des batteries au lithium. En fonctionnement mixte, électrique et thermique, la puissance du moteur électrique s’ajoute à la puissance délivrée par le moteur à explosion. La contribution en énergie de chacun des moteurs est régulée automatiquement. Une voiture hybride peut passer de 0 à 100 km/h(*) en moins de 11 secondes. Pendant les phases de freinage, l’énergie cinétique du véhicule est utilisée pour recharger les batteries. Source : ADEME, agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie
Question 1
Identifier la(les) forme(s) d’énergie utilisée(s) par une voiture hybride.
Energie �lectrique fournie par les batteries.
Energie thermique fournie par la combustion du carburant.
Energie cin�tique lors du freinage pour la recharge des batterie.
Question 2
2.1 - À partir du diagramme suivant, nommer les formes d’énergie 1 et 2 mises en jeu par le moteur électrique pendant une phase de freinage.
Question 3
3.1 - Donner deux arguments qu'un vendeur automobile peut avancer en faveur d’un véhicule électrique.
Pas d'�mission de CO2,  gaz � effet de serre.
Voiture assez silencieuse.
3.2 - Expliquer en quoi la contribution à l’effet de serre d’une voiture électrique n’est pas négligeable.
L'�lectricit�, utilis�e pour la recharge des batteries, est en partie produite par des centrales thermiques.

Question 4
Dans le document 3 est mentionnée l’unité kWh. 
4.1 - Donner la signification du symbole kWh.
4.2 - Indiquer la grandeur physique exprimée dans cette unité.
L'�nergie peut s'exprimer en kilo wattheure.

Question 5
Une voiture électrique en France consomme 10 kWh pour parcourir 100 km. Déterminer l'impact carbone par km parcouru.
En France, impact carbone par kWh produit :  83 g de CO2.
Soit 830 g pour 10 kWh consomm� pour parcourir 100 km ou 8,9 g par km.

Le v�lo �lectrique.
Un habitant d’une grande ville se rend en v�lo � son bureau. Il effectue cinq allers-retours par semaine. Le trajet aller est de 5 kilom�tres, qu’il parcourt en 20 minutes. Il appr�cie d’emprunter les pistes cyclables : le trajet est plus court, il s’y sent davantage en s�curit�, un peu � l’�cart de la circulation automobile.
Question 1 :
Expliquer le mot � assistance � dans l’expression � v�lo � assistance �lectrique �.
 Le moteur �lectrique g�n�re une certaine puissance m�canique aidant, facilitant le p�dalage.
Question 2 :
Pr�ciser, en justifiant, si les v�los A, B et C du document 3 sont des v�los � assistance �lectrique ou des v�los �lectriques.
La puissance du moteur �lectrique des v�los A et B est de 250 W ; la capacit� de la batterie est de 300 Wh. Ce sont des v�los � assistance �lectrique.
La puissance du moteur �lectrique du v�lo C est de 600 W ; la capacit� de la batterie est de 500 Wh. C'est  un v�lo �lectrique.
Question 3 :
Les arguments de vente. Indiquer si l’argument 1 est correct. Justifier. Indiquer si l’argument 2 est correct. Justifier.
  Argument 1 : � Vous mettrez deux fois moins de temps pour vous rendre au travail.
 Vitesse moyenne de d�placement en ville selon le mode de transport :

Cet argument est faux ; les viteses moyennes du bus, de la voiture, de la moto et du VAE sont presque les m�mes.
– Argument 2 : � Vous aurez besoin de le recharger une fois par semaine seulement.
Distance parcourue en une semaine : (5 + 5) x2 = 50 km.
L'argument est vrai seulement pour le v�lo A, faux pour les deux autres.
Question 4 : 
D�terminer, pour le v�lo A, dans le cas d’une assistance �lectrique maximale, compte tenu de la capacit� de la batterie, la dur�e de l’assistance.
Capacit� de la batterie 300 Wh ; puissance du moteur : 250 W.
Dur�e de l'assistance : 300 / 250 =1,2 h ou 1 h  12 min.
Question 5 : 
Identifier les formes d’�nergie figurant dans le diagramme �nerg�tique ci-dessous, relatif au v�lo �lectrique lorsque l’assistance est enclench�e :

Se chauffer gr�ce au num�rique ?
 
Document 1 : co�t �nerg�tique des courriels
En une heure, dix milliards de courriels sont exp�di�s aujourd’hui.
La consommation d’�nergie �lectrique induite �quivaut � la production de 15 centrales nucl�aires, pendant une heure, soit environ 4000 tep (tonne �quivalent p�trole*).
En effet, d’apr�s Coline Tison, il faut fournir une �nergie de 5 Wh pour envoyer un courriel simple et de 24 Wh pour un envoi avec une pi�ce jointe de 1 Mo.
Ce n’est pas le transport de l’information, sur des dizaines de milliers de kilom�tres, qui consomme le plus. De tr�s loin, c’est le stockage dans les centres de donn�es (data centers), dans les serveurs et les disques durs, ainsi que les sauvegardes sur d’autres machines.
* La tonne �quivalent p�trole (tep) est l’�nergie produite par la combustion d’une tonne de p�trole. 1 tep repr�sente environ 11,6 MWh. D’apr�s http://www.futura-sciences.com/.
Question 1 :
D�finir le caract�re renouvelable d’une ressource d’�nergie. Citer deux ressources d’�nergie renouvelable et une ressource d’�nergie non renouvelable.
L'�nergie solaire, l'�nergie hydraulique, l'�nergie �oliennesont des �nergies renouvelables. Elles sont in�puisables et se renouvellent naturellement est rapidement.
Le p�trole, le charbon sont des �nergies fossiles qui s'�puisent.
 Question 2 :
Calculer la puissance moyenne fournie par une centrale nucl�aire d’apr�s les informations fournies.
4000 x 11,6 MWh consomm�s � chaque heure.
Puissance moyenne d'une centrale nucl�aire : 4000 x11,6 / 15 ~3100 MW.
Question 3 :
Identifier les solutions envisag�es pour limiter l’impact �cologique de l’utilisation des serveurs informatiques.
  data centers aliment�s par l’�nergie �olienne, solaire ou hydraulique.
L’�nergie thermique d�gag�e par l’activit� intensive des processeurs est transmise � des dissipateurs puis restitu�e pour chauffer une pi�ce.
 
Question 4 :
Reproduire puis compl�ter la cha�ne �nerg�tique suivante correspondant au fonctionnement simplifi� d’une centrale nucl�aire en identifiant la forme d’�nergie dans chaque rectangle :


 


  

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