Physique chimie,
SVT,
brevet 2017 Pondich�ry
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Question 1. 
Dans
l'image ci-dessus, on recense diff�rents types d'�nergies
renouvelables. Les nommer et associer � chacun une source d'�nergie.
Energie hydraulique : chute d'eau.
Energie g�othermique : eau chaude sous pression.
Energie solaire : soleil.
Energie �olienne : vent.
Energie de biomasse : mati�re organique d'origine animale ou v�g�tale.
On s'int�resse au fonctionnement d'une centrale �olienne. Sous l'action
du vent, les pales de l'�olienne entrainent l'alternateur en rotation,
qui produit un courant alternatif. Les �l�ments en mouvement subissent
un �chauffement, ainsi, une partie de l'�nergie m�canique est
transform�e en �nergie thermique dite " perdue" car elle n'est pas
utilis�e.
2. Compl�ter la
chaine �nerg�tique suivante.
3.a. On
consid�re une masse d'air de 1 kg dont la vitesse passe de 3 m /s � 9
m/s.
En
s'appuyant sur un calcul, dire si l'�nergie cin�tique de la masse d'air
reste la m�me, est multipli�e par 3, est multipli�e par 9.
Energie cin�tique initiale �mv2 = 0,5 x32 = 4,5 J.
Energie cin�tique finale : 0,5 x92 = 40,5 J soit 9 x4,5.
3.b. Le physicien A
Betz affirme que 60 % seulement de l'�nergie cin�tique du vent est
transform�e en �nergie m�canique au niveau des pales. On donne
ci-dessous la valeur annuelle ( en MWh), des �nergies intervenant dans
la chaine �nerg�tique d'une �olienne.
Energie cin�tique du vent : 17 530 ; �nergie m�canique produite ; 10
510 ;
�nergie �lectrique produite : 4030.
V�rifier par un calcul l'affirmation du physicien.
10 510 / 17 530 x100 ~60 %.
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La consommation �lectrique fran�aise est
�gale � 478 200 GWh.
4.a. Sachant que la
production
�lectrique annuelle d'une �olienne est de 4030 MWh et que la surface
minimale n�cessaire � son installation est de 24 hectares, �valuer par
un calcul la surface qu'occuperait un parc �olien r�pondant aux besoins
de la consommation fran�aise.
1 GWh = 1000 MWh.
478 200 000 / 4030 x24 = 2,8 106 ha.
4b. Expliquer, en
apportant au
moins 2 arguments, pourquoi l'�nergie �olienne ne peut pas �tre le seul
choix pour r�pondre aux besoins croissants en �lectricit�.
Quand il n'y a pas de vent, l'�olienne ne fournit pas d'�lectricit�.
Pour l'instant, le stockage de l'exc�s d'�lectricit� lorsqu'il y a trop
de vent, est couteux. L'�nergie �olienne est intermittente.
La surface occup�e par les �oliennes serait �gale � celle de 2,8 106 / (2,85 106)
soit environ un d�partement fran�ais. Il faudrait installer les
�oliennes en mer.
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SVT
Estimation de la part des diff�rents types d'�nergie dans
l'approvisionnement �nerg�tique mondial.
Type
d'�nergie
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2010
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2020
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2035
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Non
renouvelables
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P�trole,
charbon, gaz
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81%
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80%
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74%
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Energie
nucl�aire
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nucl�aire
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6%
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5%
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6%
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Energies
renouvelables
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g�othermie,
solaire, �olien,biomasse
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13%
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15%
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20%
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1. Comparer
l'�volution de la part des diff�rents types d'�nergie dans
l'approvisionnement �nerg�tique entre 2010 et 2035.
La part du nucl�aire reste � peu pr�s constante.
La part des �nergies fossiles diminue d'environ 7%.
La part des �nergies renouvelables cro�t d'environ 7 %.
2.
Citer sans justifier la ou les �nergies renouvelables les plus
pertinentes pour les villes de Strasbourg, Brest, Marseille.
Brest : �nergie �olienne ; Marseille : Energies solaire et �olienne ;
Strasbourg : g�othermie.
3. Proposer une
solution � l'approvisionnement �nerg�tique de la ville de Reims en
justifiant.
Une �olienne ne produit pas d'�lectricit� si la vitesse du vent est
inf�rieure � 7,5 m/s. A Reims la vitesse moyenne du vent est de 5,5 m/s.
Certains panneaux solaires ne sont pas rentables si l'ensoleillement
est inf�rieur � 1800 heures par an. A Reims l'ensoleillement est voisin
de 1500 heures /an. Il faudrait choisir de bons panneaux.
Une centrale g�othermique est install�e � partir d'un d�bit moyen de
120 mW /m2. Cette solution sera retenue, de l'eau chaude
sous pression, avec un bon d�bit, se trouve dans le sous sol proche de
Reims.
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