Énergie - gardiens du climat

Nous regardons la télévision, nous jouons sur des tablettes, nous allumons des lampes, nous conduisons des voitures... Toutes ces activités ont besoin d’énergie ! Jusqu’à présent, cette énergie provenait principalement du pétrole et du gaz, dont l’utilisation libère d’importantes quantités de gaz à effet de serre qui réchauffent la Terre. Nous devons donc passer à une énergie plus « verte » provenant du Soleil, du vent, de l’eau et de la Terre.

Le savais-tu ?

1 Avec l’énergie que t’apporte une tartine au choco, tu peux courir et jouer pendant une demi-heure.

2 Une éolienne peut produire assez d’électricité pour alimenter un petit village (quand il y a du vent bien sûr !).

3 Il existe des voitures qui tirent leur énergie de panneaux solaires. Un avion solaire a même fait le tour du monde de cette manière !

De quoi parle-t-on ?1. L’énergie, c’est quoi ?

• D’où provient notre électricité ?2. Quelestleproblèmeaveclescombustiblesfossiles?

• Ils ne sont pas renouvelables • Ils sont polluants

3. Vers une énergie 100 % renouvelable ? •Oui,volontiers! • Énergie solaire • Énergie éolienne • Hydroélectricité • Géothermie

4. EtcommentsepositionnelaBelgiqueàcesujet?5. Et qu’en est-il de l’énergie nucléaire ?

ÉNERGIEQu’est-ce qu’une énergie respectueuse du climat ?

1 L’énergie, c’est quoi ?À la maison, nous avons tou·te·s des prises de courant, qui fournissent du courant électrique. Ce courant nous permet d’allumer une lampe ou un poste de télévision.Nouschauffonsaussinotremaison,enutilisant,leplussouvent,dugaz naturel ou du mazout.

L’électricité, la lumière et la chaleur sont des formes d’énergie. Pour produire cetteénergie,nousutilisonsdifférentessources d’énergie, comme le bois, le gaz naturel, le mazout, le vent ou le soleil.

Notre corps aussi a besoin de son carburant,qu’iltiredel’alimentation.Ceque nous mangeons est ainsi « brûlé » par notre organisme pour être transformé en énergie.

Cuisine au feu de bois

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Électricité

Combustible (p. ex. charbon, pétrole, gaz ou

biomasse)

Chaudière à combustion

Vapeur

Turbine

Générateur

D’où vient notre électricité ?Nous convertissons souvent l’énergie d’une forme à une autre. Ainsi, l’énergie du vent est utilisée pour faire tourner les pales des éoliennes. Un appareil spécial (générateur) convertit l’énergie des pales en mouvement en énergie électrique. Nous utilisons ensuite cette électricité pour allumer, par exemple, une lampe.

Dans une centrale électrique ordinaire, on brûle du charbon ou du gaz naturel pour faire bouillir de l’eau, qui se transforme en vapeur. La vapeur fait tourner les pales d’une turbine (un type de moulin). Le générateur convertit l’énergie de ce mouvement rotatif en électricité. Dans une centrale hydroélectrique, c’est l’eau qui tombe ou qui coule de la rivière qui fait tourner les aubes de la turbine.

On fait le test ! Qu’est-ce que l’énergie ? Page 10

On fait le test ! Comment fonctionne un générateur ? Page 12

J’ai pigé ? D’où provient notre électricité ? Voir exercice en ligne

THÈME : ÉNERGIE 2

2 Quel est le problème avec les combustibles fossiles ? L’homme a inventé de nombreuses machines pour se faciliter la vie : la voiture, lachaudière,l’ordinateur,lamachineàlaver,etc.Maispourfonctionner,toutesces machines ont besoin d’énergie.

Jusqu’àprésent,lesprincipalessourcesutiliséespourproduirecetteénergieont été le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Par exemple, pour faire rouler une voiture, le moteur d’une voiture brûle de l’essence ou du diesel (obtenu àpartirdepétrole).Pourproduiredel’électricité,lesgrossescentralesélectriquesutilisentprincipalementlecharbonetlepétrole.

Ils ne sont pas renouvelables !

As-tu déjà vu un fossile dans un musée ? Les fossiles sont des restes de plantes ou d’animaux qui peuvent avoir des milliers ou des millions d’années.

Le charbon, le gaz naturel et le pétrole sont appelés des combustibles fossiles.Ilsontétécréésàpartirderestes de plantes et d’animaux qui vivaient il y a des millions d’années. Le charbon est le résultat de la décompositiondeplantesterrestres;le pétrole et le gaz naturel sont le résultatdeladécompositiond’animauxet de plantes marins.

Pour produire ces sources d’énergie, il a fallu des millions d’années.Or,aufuretàmesurequ’onlesutilise,leursréservesdiminuent,carnotreplanètenepeutpaslesrecréeraurythmeoùnouslesutilisons.Aurythme actuel, toutes les réserves de pétrole sur Terre seront complètement épuiséesd’icienviron40ans!C’estpourquoinousparlonségalementdesources d’énergie non renouvelables.Quandiln’yenaplus,iln’yaenaplus!

Ils sont polluants !

Quand nous brûlons du charbon, du gaz naturel ou du pétrole, une grande quantitédeCO2 est libérée. Le CO2estungazàeffetdeserrequiréchauffenotre planète et cause de nombreux problèmes (voir le thème 2 sur le changementclimatique).Nousdevonsdoncarrêterd’utiliserlescombustiblesfossilesleplusrapidementpossibleetpasserauxénergiesrenouvelables!

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Centrale à charbon

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THÈME : ÉNERGIE 3

Vers une énergie 100 % renouvelable ?

Oui, volontiers !

Les sources d’énergie renouvelables sont des sources d’énergie que nous pouvonsutiliserautantquenouslevoulons,carellessontinépuisables.Le soleil, le vent, la chaleur de la terre et l’énergie hydraulique en sont des exemples. En plus de se renouveler, leur grand avantage réside dans le fait qu’ellesnelibèrentpasdegazàeffetdeserrenocifstelsqueleCO2 quand on lesutilise.C’estpourquoionlesappelleaussi«énergiesvertes».

Énergie solaire

On ne peut pas dire que la Belgique est le pays le plus ensoleillé du monde... Pourtant, même chez nous, le soleilpeutconstitueruneimportantesource d’énergie. Tu as probablement déjà vu des panneaux solaires sur les toitsdesmaisonsetdesbâtiments.Ilsconvertissentlesrayonsdusoleilenélectricité. On parle de panneaux solaires photovoltaïques.

Il existe aussi des panneaux qui ne produisent pas d’électricité, mais de l’eau chaude.Cetteeauchaudepeutêtreutiliséepourladoucheetlechauffagedela maison. C’est ce qu’on appelle des chauffe-eau solaires.

Comme il n’y a pas toujours de soleil, nous devons toujours combiner l’énergie solaire avec d’autres sources d’énergie.

Énergie éolienne

Les éoliennes existent dans toutes les tailles et sous toutes les formes. Il existe ainsi des éoliennes dont les pales ont une longueur pouvant aller jusqu’à 75 mètres. Ces grandes éoliennes fournissent assez d’électricité pour 6 000 familles(quandleventsoufflebiensûr!).

Elles ont cependant un inconvénient : leventnesoufflepasenpermanence.De plus, tout le monde n’aime pas avoir une éolienne près de chez soi. Les éoliennes sont ainsi souvent installées en mer, car il y a plus de vent que sur terre et elles dérangent moins les gens.

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THÈME : ÉNERGIE 4

Hydroélectricité

En plus des éoliennes, tu connais peut-être aussi les centrales hydrauliques. Dans ce type de centrale, c’est l’énergie de l’eau qui coule qui fait tourner la centrale. Pour produire beaucoup d’électricité, un haut barrage est construit sur une rivière. Ce barrageretientl’eaudelarivièreetcréeunlacartificiel.Onlaisseensuitel’eaucoulerdulacverslarivièreàtraversdegrandesturbines.Etc’estainsiqu’onproduitdel’électricité!

Quand on construit un barrage, cependant, il s’écoule beaucoup moins d’eau qu’auparavantducôtédelarivière.Cettesituationpeutparfoisposerdesproblèmesdepréservationdelanature.Ilestdoncimportantdebienréfléchiraux endroits où on construit des barrages.

Géothermie

Ontrouveaussidel’énergie(chaleur)danslesol.Plusnous nous rapprochons du centre de la Terre, plus la température est élevée. À une profondeur de 10 mètres, la température est d’environ 13 °C. La température augmente ensuite progressivement de 2 à 3 °C tous les 100mètres.L’hommeutilisecettechaleurpourchaufferdesbâtimentsoumêmepourproduiredel’électricité.

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On fait le test ! Fabrique ta propre éolienne Voir page 14

J’ai pigé ? Énergie verte ? Oui, volontiers ! Voir exercice en ligne

J’ai pigé ? Quelle quantité d’électricité produit une éolienne ? Voir exercice en ligne

THÈME : ÉNERGIE 5

Et comment se positionne la Belgique à ce sujet ?Les Belges sont de gros consommateurs d’énergie, tant dans leur façon de vivre que dans leur façon de se déplacer. En Belgique, pour produire notre énergie,nousutilisonsprincipalementdescombustiblesfossilesetdel’énergienucléaire. Seuls 8 % de l’énergie que nous consommons provient de sources d’énergierenouvelable.Onpeutfairenettementmieux,non?

Que faut-il faire ? Veiller à ce que nos besoins en énergie soient aussi faibles que possible et que l’énergie que nous utilisonsprovienneautantquepossiblede sources d’énergie renouvelable.

Essaie de convaincre tes parents de n’acheter que de l’électricité verte. Pour t’y aider, tu peux consulter le site monelectriciteverte.be pour voir dans quelle mesure leur fournisseur d’électricité actuel propose de l’énergie verte. Silefournisseurn’obtientpasdebonsrésultats,c’estpeut-êtreunebonneoccasiondechanger!

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5 Et qu’en est-il de l’énergie nucléaire ?Lescentralesnucléairesproduisentenvironlamoitiédel’électricitéconsomméedansnotrepays.Pourproduiredel’électricité,ellesutilisentl’énergiecontenuedanscertainessubstances(commel’uraniumetleplutonium).L’avantage:onpeutproduirebeaucoupd’énergiesansémissiondegazàeffetdeserre.L’inconvénient : les réserves de ces substances sont limitées. Autre inconvénient majeur : elles présentent de nombreux risques pour la nature et notre santé. En casd’accident,lesconséquencessontdramatiquesetdifficilesàmaîtriser.Pourt’enconvaincre,iltesuffitdefaireunepetiterecherchesurlesconséquencesde

l’accident qui a eu lieu à la centrale nucléaire de Fukushima au Japon, à la suite d’un tremblement de terre...

Cettetechniquedeproductiond’électricitégénèredesdéchetsradioactifstrèsdangereuxpourl’homme,carilsémettentun«rayonnementradioactif».Parailleurs,cesdéchets restent dangereux pendant des milliers d’années. Ils doivent donc être conservés dans un endroit sûr pendant tout ce temps.

L’énergie nucléaire présente clairement plus d’inconvénients que d’avantages, contrairement aux énergies renouvelables ànotredisposition.Heureusement,ilyaquelquesannées,le gouvernement a décidé de fermer toutes les centrales

nucléairesdanslesprochainesannées.Cettemesurepermettradepasseràuneproductiond’électricitéàpartirdesourcesd’énergierenouvelable(«vertes»).

Déchets nucléaires

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THÈME : ÉNERGIE 6

http://www.monelectriciteverte.be

Le QUIZ CLIMAT

1. Quellesactionspeut-onfairesansélectricité? Regarder la télévision Monter les escaliers Allumer la lumière

2. Lepétroleetlegaznaturelproviennentdeladécompositionderestesdeplantesetd’animauxsurdesmillionsd’années.L’utilisationdecesressources appauvrit les réserves qui se trouvent dans le sol. Quand il n’y enaplus,iln’yenaplus!Cescombustiblessontdonc

non renouvelables verts renouvelables

3. Quellesourced’énergielibèredanssonutilisationdesgazàeffetdeserre,responsablesduréchauffementdeTerre?

L’énergie éolienne L’énergie solaire Le pétrole

4. Qu’est-cequipermetdeconvertirl’énergiesolaireenélectricité? Une chaudière Un panneau solaire Unchauffe-eausolaire

5. EnBelgique,quellequantitéd’énergieprovientdesourcesd’énergierenouvelable ?

8 % 28 % 48 %

QUESTIONSPOUR TOU·TE·S

THÈME : ÉNERGIE 7

1. Nosmaisonsetnosbâtimentsconsommentbeaucoupd’énergie,enparticulierpourlechauffage.EnBelgique,quelpourcentaged’émissionsdegazàeffetdeserreprovientdesbâtiments?

50 % 20 % 5 %

2. Quel énoncé n’est pas correct ? Lescombustiblesfossilesproviennentdeladécompositiondesrestes

de plantes et d’animaux. Il faut des millions d’années pour que ces restes se transforment

encombustiblesfossiles. LacombustiondecombustiblesfossilesnelibèrepasdeCO2

(=gazàeffetdeserre).

3. Laquelledecestroispropositionsn’estpasunesourced’énergiefossile? Le pétrole La géothermie Le gaz naturel

4. EnBelgique,quellequantitéd’énergieprovientdesourcesd’énergierenouvelable ?

8 % 28 % 48 %

5. L’électricité s’achète auprès : du producteur d’énergie dugestionnairederéseau du fournisseur d’énergie

Le QUIZ CLIMAT

QUESTIONSPOUR LES PROS

THÈME : ÉNERGIE 8

1.Onl’installesurlecontinentoudanslamerpourproduire de l’électricité.

2.Dispositifquiutiliselesoleilpourchaufferl’eau.3. Le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont des combustibles...

4.L’utilisationdel’énergienucléairegénèredesdéchets...

5.Onleconstruitsurunerivièrepourpouvoirtirerde l’énergie de l’eau.

6.L’utilisationdesourcesd’énergievertenegénèreaucun...

Le MOT MYSTÈRE

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MOT MYSTÈRE

THÈME : ÉNERGIE 9

15MIN.

ON FAIT LE TEST !

Qu’est-ce que l’énergie ?En brefFabrique ton propre moulin et utilise trois sources d’énergie différentes pour le faire tourner.

De quoi as-tu besoin ?• 1 bouteille en plastique avec son bouchon• 1 crayon • 1 bout de ficelle (environ 30 cm de long)• 1 paire de ciseaux

6 Enroule la ficelle autour

du bouchon. Tire sur la ficelle et observe comment le moulin tourne.

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1 Coupe la bouteille en

deux et garde un morceau de 7 cm de long.

2 Coupe des languettes

de 2 cm de large et plie-les vers le haut comme sur le dessin.

3 Place un crayon sous le

bouchon.

4 Souffle sur la bouteille et

observe comment le moulin tourne.

5 Place le moulin sous

un filet d’eau et observe comment le moulin tourne.

THÈME : ÉNERGIE 10

Que constates-tu ?Tuasfaittournertonpropremoulin.Quellessourcesd’énergieas-tuutilisées?

Tuasutilisél’énergieéolienne(tuascréédu«vent»ensoufflant),l’énergiehydraulique(avecl’eauquicoule)etlaforcemusculaire(detamainenmouvement)pourfairetournerlemoulin.Nouspouvonsdoncutilisertroissourcesd’énergiedifférentespourréaliserlamêmeaction.

On fait le test ! Qu’est-ce que l’énergie ?


Comment fonctionne un générateur ?En brefIl est presque toujours nécessaire d’avoir un générateur pour produire de l’électricité. Un géné... quoi ? Observe un mini-générateur en fonctionnement.

De quoi as-tu besoin ?• 1 lampe de poche mécanique avec manivelle • 1 tournevis adapté

ON FAIT LE TEST !

15MIN.

1 Tourne la manivelle de la lampe de poche pour faire fonctionner la lampe. Si tu tournes plus vite, tu verras que l’intensité de la lampe est plus forte.

2 Prêt·e pour un super bricolage ? Dévisse la lampe de poche (il est préférable que tu demandes au propriétaire de la lampe si tu peux le faire, dans le cas où son remontage

ne se passe pas comme prévu) pour voir le mécanisme qui se trouve à l’intérieur.

3 Tourne ensuite la manivelle.

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Batterie chargée par le générateur : elle permet d’allumer la lampe sans tourner la manivelle.

Pignons : ils transmettent le mouvement de la manivelle au générateur.

Générateur : il convertit le mouvement en électricité.


Que constates-tu ?Quels éléments vois-tu ? Quels éléments sont en mouvement lorsque tu tournes la manivelle ?

Danslalampedepochesetrouveunpetitgénérateur.Ilconsisteenunaimantentouréd’unfildecuivre(bobine).Peux-turetrouverceséléments?En tournant la manivelle, tu fais tourner l’aimant dans la bobine, ce qui crée un courantélectriquequifaitfonctionnerlalampe.

Si c’est trop compliqué pour toi, tu peux arrêter ici la lecture de cetteexpérience.

L’électricitéproduiteprovientdepetitesparticules(électrons)danslecuivrequisontmisesenmouvementparlarotationdel’aimant.Pluslarotationdelamanivelle - et donc de l’aimant - est rapide, plus le mouvement des électrons estrapide,etdoncpluslaquantitéd’électricitéproduiteestimportante.Voilàpourquoil’intensitédelalampeestplusfortequandtuactionneslamanivelleplus rapidement.

Touts’éclairemaintenant!

On fait le test ! Comment fonctionne un générateur ?


15MIN.

ON FAIT LE TEST !

Fabrique ta propre éolienneEn brefL’homme construit des éoliennes depuis des siècles. Aujourd’hui, il s’en sert surtout pour produire de l’électricité. Comme il y aura toujours du vent, on pourra toujours produire de l’énergie de cette façon. On parle ainsi d’énergie « renouvelable ». Fabrique maintenant ta propre éolienne !

De quoi as-tu besoin ?• 1 feuille de papier épais ou de carton léger • 1 ruban adhésif• 1 bouchon de liège• 1 punaise • 1 paille

• 1 rouleau en carton (p. ex. un rouleau de papier essuie-tout)• 1 bâtonnet (p. ex. 1 pique à brochette) • 1 sachet de thé• 1 paire de ciseaux

1 Dessine un carré sur la feuille de papier ou

sur le carton (dimensions de 20 cm de côté par exemple) et découpe-le. Trace les diagonales et coupe-les jusqu’à la moitié.

2 Plie ensuite quatre pointes (une pointe

sur deux) vers le milieu du carré et fixe-les avec du ruban adhésif. Tu viens de fabriquer ta première éolienne.

3 Épingle ton éolienne sur

le bouchon à l’aide de la punaise.

4 Découpe le bas du

rouleau de façon à renforcer sa stabilité.

5 Crée deux ouvertures l’une

en face de l’autre sur le dessus du rouleau, qui sont suffisamment grandes pour faire passer la paille.

6 Fais ensuite passer le bâtonnet dans la paille. Le bâtonnet

doit être plus long que la paille, tu devras donc peut-être couper un morceau de ta paille. Attache le sachet de thé sur un côté du bâtonnet (du côté aplati).

7 Pique l’autre côté du bâtonnet

dans le bouchon de ton éolienne. Ton éolienne est prête. Fais tourner ton éolienne en soufflant sur ses pales ou installe-la à l’extérieur.


Que constates-tu ?Que se passe-t-il avec le sachet de thé lorsque ton éolienne tourne ?

Lorsdecetteexpérience,lemouvementrotatifdel’éolienne fait tourner le bâtonnet et monter le sachet de thé. Dans le cas d’une vraie éolienne, le vent fait tourner les pales, qui font tourner un axe. Cet axe fait tourner un aimant, ce qui produit de l’électricité (cf. expérience n° 2 surlegénérateurélectrique).L’hommeutilised’ailleursl’énergie éolienne depuis des siècles. Dans le passé, ilutilisaitparexemplelesmoulinsàventpourmoudre le grain.

On fait le test ! Fabrique ta propre éolienne


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Énergie - gardiens du climat

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