Exercices: Sources renouvelables et non renouvelables

Classer ces sources d'énergie en renouvelables ou non renouvelables :

1. a) L'énergie du Soleil.
2. b) Le charbon.
3. c) Le vent.
4. d) Le gaz naturel.

Pourquoi dit-on que l'énergie solaire est renouvelable ? L'expliquer avec ses propres mots, en se demandant si le Soleil s'« use » quand on l'utilise.

Compléter la phrase avec les mots manquants : « Les sources non renouvelables sont celles qui $\dots$ quand on les utilise, parce que la nature met $\dots$ d'années à les reformer. Deux exemples sont le $\dots$ et le $\dots$ ».

Quelle source d'énergie utilise chacune de ces installations ?

1. a) Des moulins géants en haut d'une colline.
2. b) Des panneaux sombres sur le toit d'une maison.
3. c) Un barrage qui lâche de l'eau par ses vannes.
4. d) Une centrale qui brûle du gaz pour chauffer de la vapeur.

Dire si c'est vrai ou faux et corriger les phrases fausses :

1. a) « Le pétrole est une source renouvelable ».
2. b) « Le bois de chauffage et les déchets d'élagage sont de la biomasse, une source renouvelable ».
3. c) « Si on met beaucoup d'éoliennes, le vent s'épuise ».

Dans certains villages, il y a des eaux thermales chaudes qui sortent du sol, chauffées par l'intérieur de la Terre.

1. a) Comment s'appelle la source d'énergie qui exploite cette chaleur ?
2. b) Est-elle renouvelable ou non renouvelable ? Justifier.

Dans une centrale nucléaire, on utilise l'uranium comme « combustible ».

1. a) L'énergie nucléaire est-elle renouvelable ou non renouvelable ? Se demander si l'uranium s'épuise.
2. b) Nommer le problème le plus connu de cette énergie, lié à ce qui reste après son utilisation.

Chez Léo, on cuisine avec une bouteille de butane et, en hiver, on se chauffe avec une cheminée à bois.

1. a) Quelle source d'énergie utilise la cuisine et laquelle la cheminée ?
2. b) Laquelle des deux est renouvelable ? Pourquoi ?

Le collège a installé des panneaux solaires sur le toit du gymnase.

1. a) Donner deux avantages de produire ainsi sa propre électricité.
2. b) Donner un inconvénient de l'énergie solaire et expliquer comment on peut le résoudre ou l'atténuer.

Un quartier entier se chauffe grâce à la chaleur du sous-sol grâce à une installation géothermique.

1. a) Pourquoi la considère-t-on comme une source renouvelable ?
2. b) Quel avantage présente-t-elle par rapport au chauffage au gaz ?
3. c) Pourrait-on installer un tel système n'importe où ? Justifier la réponse.

Une chaudière à biomasse brûle $4\ \text{kg}$ de granulés par jour, et chaque kilogramme fournit $5\ \text{kWh}$ de chaleur.

1. a) Combien de $\text{kWh}$ de chaleur la chaudière fournit-elle chaque jour ?
2. b) Combien de $\text{kWh}$ fournit-elle en un mois de $30$ jours ?

Le charbon et le gaz naturel sont des sources fossiles.

1. a) Quel problème commun posent-ils pour le climat de la planète ? Nommer le gaz qu'ils émettent en brûlant.
2. b) Si ce problème est si grave, pourquoi pensez-vous que de nombreux pays continuent à les utiliser ? Donner au moins une raison.

Un barrage hydroélectrique produit de l'électricité en lâchant l'eau retenue, comme le montre le schéma de la figure.

1. a) Écrire un avantage de cette source.
2. b) Écrire un inconvénient pour l'environnement de la rivière et de la vallée.
3. c) Est-elle renouvelable ? Justifier.

L'étiquette d'une voiture électrique indique « zéro émission ».

1. a) Expliquer pourquoi cela n'est proche de la réalité que si l'électricité utilisée pour la recharger provient de sources renouvelables.
2. b) Si l'électricité est produite dans une centrale qui brûle du charbon, où les gaz sont-ils alors émis ? Le problème a-t-il disparu ou s'est-il seulement déplacé ?

Dans une ferme d'élevage de vaches, on utilise le lisier pour fabriquer du biogaz, avec lequel on cuisine.

1. a) Pourquoi le biogaz est-il considéré comme une source renouvelable ?
2. b) En plus de fournir de l'énergie, quel autre avantage présente la valorisation du lisier ?
3. c) Cette source pourrait-elle alimenter à elle seule une grande ville ? Justifier la réponse.

Pour faire tes devoirs, tu peux utiliser un ordinateur de bureau de $200\ \text{W}$ ou un ordinateur portable de $50\ \text{W}$, et tu y passes $2\ \text{h}$ avec l'un ou l'autre.

1. a) Quelle énergie chacun consomme-t-il, en $\text{Wh}$ ?
2. b) Combien de $\text{Wh}$ économises-tu chaque soir en utilisant le portable ?

La mairie d'un village doit choisir entre installer un parc éolien dans la montagne ou une petite centrale à gaz près de la zone industrielle.

1. a) Écrire deux arguments en faveur du parc éolien.
2. b) Écrire deux arguments en faveur de la centrale à gaz.
3. c) Choisir l'une des deux options et la défendre avec ses propres arguments, en répondant à l'un de ses inconvénients.

Chez Camille, la télé et la console de jeux restent toujours en veille, avec le petit voyant allumé. À elles deux, elles consomment $0,5\ \text{kWh}$ par jour sans que personne les utilise.

1. a) Combien de $\text{kWh}$ gaspillent-elles en une année de $365$ jours ?
2. b) Combien d'argent est jeté à la poubelle par an, à $0,20\ \text{€/kWh}$ ?
3. c) Proposer deux habitudes de consommation responsable qui réduisent cette dépense.

Un camarade affirme : « Comme le Soleil et le vent sont gratuits et ne s'épuisent pas, économiser l'énergie ne sera plus nécessaire quand tout sera renouvelable ».

1. a) Expliquer pourquoi l'énergie renouvelable n'est pas vraiment « gratuite » : penser aux installations, aux matériaux et au terrain.
2. b) Donner une raison pour laquelle il faudra continuer à économiser l'énergie même si toute l'énergie est renouvelable.
3. c) Reformuler la phrase de ton camarade pour qu'elle soit correcte.

Un village consomme $1000\ \text{kWh}$ d'électricité par jour et $40\ \%$ proviennent de sources renouvelables. Le graphique résume la consommation du village et sa part renouvelable.

1. a) Combien de $\text{kWh}$ renouvelables consomme-t-il par jour ?
2. b) L'année suivante, les panneaux solaires sont doublés et les kilowattheures renouvelables passent à $800$. Si la consommation reste de $1000\ \text{kWh}$, quel pourcentage renouvelable le village atteint-il ?
3. c) Imaginer qu'avec tant d'énergie propre, les gens gaspillent et que la consommation monte à $1600\ \text{kWh}$ par jour. Quel pourcentage renouvelable reste-t-il alors ? Quelle conclusion tirer sur l'installation d'énergies renouvelables et les économies d'énergie ?

Au sujet de l'énergie nucléaire, les opinions sont très partagées.

1. a) Écrire deux arguments de ceux qui sont pour : penser à la quantité d'énergie fournie, aux émissions de dioxyde de carbone pendant le fonctionnement et à la dépendance au temps qu'il fait.
2. b) Écrire deux arguments de ceux qui sont contre : penser aux déchets et aux accidents.
3. c) Donner son opinion argumentée : un pays devrait-il miser sur l'énergie nucléaire tout en installant davantage d'énergies renouvelables ?

Fabriquer un téléphone portable consomme beaucoup d'énergie : les mines, les usines et le transport en dépensent autant que des années d'utilisation de l'appareil.

1. a) Expliquer pourquoi changer de portable chaque année consomme beaucoup d'énergie même si le nouveau portable passe la plus grande partie de la journée éteint.
2. b) Proposer deux décisions de consommation responsable qui réduisent cette dépense.
3. c) Relier cette économie à l'utilisation de sources non renouvelables.

Quelqu'un affirme : « En France, il y a beaucoup de soleil, donc toute l'électricité devrait déjà être solaire ».

1. a) Donner deux raisons pour lesquelles ce n'est pas aussi facile qu'il y paraît.
2. b) Proposer une combinaison de sources renouvelables pouvant aussi fournir de l'électricité la nuit et la justifier.
3. c) Expliquer le rôle que peuvent jouer les batteries ou les stations de pompage-turbinage dans ce système.

Un bus urbain avec $40$ passagers consomme sur un trajet la même énergie que $10$ voitures effectuant le même parcours avec une seule personne dans chacune, comme le montre la figure.

1. a) Combien de fois moins d'énergie par personne le bus consomme-t-il que la voiture ?
2. b) Expliquer pourquoi utiliser les transports en commun aide à consommer moins de sources non renouvelables.
3. c) Proposer deux autres façons de réduire l'énergie que nous dépensons dans les transports.

Défi du thème. Audit énergétique d'une tasse de tisane.

1. Phase 1 : mesure à la maison. Chauffer $200\text{ ml}$ d'eau dans une casserole ou au micro-ondes. Mesurer avec un thermomètre de cuisine (incertitude de $\pm 0,5\text{ }^\circ\text{C}$) la température toutes les $30\text{ s}$ pendant $2\text{ min}$. Dresser un tableau de données ($t$, $T$) et tracer le graphique $T$ en fonction de $t$. Expliquer quelles transformations d'énergie ont eu lieu et où il y a eu des pertes d'énergie utile.

2. Phase 2 : traçage de la source. Se rendre sur le site de RTE (section « éCO2mix », consommation et production en temps réel) à l'heure où l'expérience a été réalisée. Noter le pourcentage de production d'électricité issu de sources renouvelables (éolien, solaire, hydraulique) et non renouvelables (gaz, nucléaire).

3. Phase 3 : rapport bref. Rédiger une proposition d'une page qui relie l'énergie utilisée dans ta cuisine à l'impact environnemental du mix électrique consulté, en proposant deux mesures d'économie d'énergie réalisables chez toi.

Seront évalués :

• La rigueur dans le recueil des données, le calcul de l'incertitude et la représentation graphique ($T$ en fonction de $t$).

• L'identification correcte des formes, des transformations et de la dégradation de l'énergie.

• L'analyse critique des données réelles de RTE (renouvelables et non renouvelables) et la faisabilité des propositions.