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Accueil / FORMULES-PHYSIQUE GÉNÉRALE / G3.NOTIONS ÉNERGÉTIQUES

G3.NOTIONS ÉNERGÉTIQUES

-puissance énergétique

Une puissance énergétique est une énergie considérée pendant un certain temps.

Dans le tableau ci-après figurent les puissances usuelles que l'on peut rencontrer en Physique >>> en regard de chaque puissance du tableau, figure l'énergie correspondante (qui correspond bien sûr au temps pendant lequel ladite puissance est appliquée)

Origine ou usage de l'énergie	Consom. réelle	Puissance équival.	Réserve d'énergie
---	en Joules	# en Watts	en Joules
énergie d'un quasar	10⁴⁹ J/ an	10⁴²	pour X milliards ans
énergie de la voie lactée	10⁴⁷ J/ an	10⁴⁰	pour 50 milliards ans
explosion de supernova	10⁴³ J/ sur 3 mois	10³⁶	--
énergie très grosse étoile	10³⁷ J/ an	10³⁰	pour 10^{11 à 12} ans
rayonnement du soleil (luminosité)	10³²J/ an	10²⁵	pour 10 milliards ans
consommation énergie mondiale	10²¹ J/ an	10¹³	--
énergie pétrole	10²⁰ J/ an	10¹³	réserves pétrole = 50 ans
énergie des schistes bitumineux	10²⁰ J/ an	10¹⁵	réserves schistes = 80 ans
énergie gaz naturels	10²⁰ J/ an	10¹⁵	réserves gaz = 60 ans
énergie charbon	10²⁰ J/ an	10¹²	réserves C = 150 ans
consommation électrique mondiale	10²⁰ J/ an	10²⁰	--
tremblement de terre	10^{17 à 25} J/ sur 10 s .	10^{16 à 24}	--
un cyclone de durée 4 jours	10^{15 à 21} J/ en 1 h. en 1 lieu	10^{12 à 18}	--
énergie hydraulique rivières	10¹⁹ J/ an	10¹³	produc° possible = 10²⁰ J / an
réserve de biomasse	10¹⁸ J/ an	10¹³	produc° possible = 10¹⁹ J / an
énergie solaire utile au sol sur Terre	10¹⁷ J/ an	10¹⁷	produc°.possible = 10²⁰ J / an
météorite de Sibérie // bombe H russe	10¹⁷ J/ en 10 s.	10¹⁶	--
annihilation d'un kilo d'antiparticules	10¹⁷ J/ en 10 s.	10¹⁶	--
énergie des marées	10¹⁷ J/ an	10¹⁴	produc° possible = 10¹⁹ J / an
bombe Hiroshima	10¹⁵ J/ en 10 secondes	10¹⁴	--
un réacteur nucléaire standard	10¹⁴ J/ an	10⁹	réserve de U = 200 ans
un paquebot / usine de la Rance	10¹⁴ J/ an	10⁸	80% du temps
plus forte explosion connue, à l'explosif	10¹² J/ en 1 minute	10¹⁰	--
une locomotive	10¹² J/ an	10⁷	discontinu
1 éolienne / 1 baleine	10¹² J/ an	10⁶	discontinu
énergie géothermique	10¹¹ J/ an	10²¹	produc°.possible = 10¹⁶ J / an
énergie éolienne mondiale	10¹¹ J/ an	10¹⁴	produc possible = 10¹⁸ J / an
un moteur de voiture	10^{10 à 11}J/ an	10⁵	discontinu
énergie de la houle	10¹⁰ J/ an	10¹²	produc° possible = 10¹⁷ J / an
jet d'énergie du plus fort laser	108 J / en 10-7 seconde	10¹⁵	--
corps humain, lampe élect.	10⁸ J / an	10²	discontinu
cerveau humain	10⁷ J par an	10	discontinu
effort homme en course	10⁶ J / an	10³	discontinu
calorie mangée / seconde	10⁶ J / an	10³	discontinu
petits appareils électroniques	10⁴ J par an	1	discontinu
flash photo	10 J en 1/1000° sec	10⁴	--
énergie température des mers	néant	10¹²	produc° possible = 10¹⁵ J / an
déplacer 1 kg sur 1 m en 1 seconde	1 kgm = 10 J en 1 sec.	10	--
déplacer 1 kg sur 10 cm en 1 seconde	1 Joule en 1 sec.	1	--
fluctuation d'énergie / grosse particule	10^-13 J (1 GeV) en 1 sec.	10^-13	--
1 électron soumis à un effet électrique	10^-19 J (1 eV) en 1 sec.	1,6.10^-19	--
puissance cinétique 1 molécule à 20°	10^-21 J (1/100 eV) en 1 s.	10^-21	--

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-puissance linéique

Une puissance linéique (ou densité linéique de puissance) est une puissance reçue -ou fournie- sur une ligne (ou segment) donné

Equation aux dimensions : L.M.T^-3 Symbole de désignation : r* Unité S.I.+ : le (W/m)

On trouve parfois le terme de Puissance linéique spectrique, qui est une redondance, puisque spectrique veut dire linéique

Mieux vaut s'en tenir toutefois à la rigueur du langage, et dire puissance linéique spectrale, c'est à dire une puissance linéique relative à l'ensemble du spectre

Pour la lumière, une puissance linéique est dite flux monochromatique (ou RAYONNEMENT spectrique)

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-puissance massique

Une puissance massique est une puissance, ramenée à la masse du corps en cause

Notion surtout utilisée en dosimétrie

Equation aux dimensions : L².T^-3 Symbole : p’

Unité S.I.+ = le Watt par kilogramme (W/kg)

p’ = P / m

où P(W)= puissance (énergétique)

m(kg)= masse impliquée

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-puissance spatiale

Une Puissance spatiale est une puissance (ou flux) répartie dans un angle solide. Son nom d'usage est intensité énergétique ou

intensité de RAYONNEMENT (cas des rayons)

Equation aux dimensions : L².M.T^-3.A^-1 Symbole de désignation : P'

Unité S.I.+ le W/sr

On utilise cette grandeur en acoustique, en thermique, en mécanique et pour les phénomènes lumineux (où là, les unités sont spéciales)

Exemple d'un quelconque émetteur de puissance >>> P’= dP/ dΩ

où P’(W/sr)= puissance spatiale (ou intensité énergétique) d'une puissance P(W) diffusée (ou émise ou reçue, ou transmise) en un angle solide Ω(sr)

On a aussi (par exemple en émission) >>> P' = D_m.S.i*_d

avec P'(W/sr)= puissance spatiale (ou intensité énergétique)

D_m(W/m²)= émittance concernant une émission depuis une surface S(m²)

i*_d= cosθ.e^-Jb.^l= coefficient de directivité et λ(m) = longueur d’onde

J_b= coefficient d’atténuation linéaire

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-puissance surfacique

Une puissance surfacique est une puissance émise ou diffusée ou perçue dans une section (ou une surface) donnée

Synonymes: densité superficielle de puissance ou flux d’énergie surfacique

Equation aux dimensions structurelles : M.T^-3Symbole de désignation : p*

Unité S.I.+ = le Watt par mètre carré(W / m²)

DEFINITION

p* = P / S

où p*(W/m²)= puissance surfacique

P(W)= puissance (énergétique) transférée dans une surface S(m²)

DOMAINES d'UTILISATION de cette NOTION de PUISSANCE SURFACIQUE

1. ACOUSTIQUE

voir chapitres audition, récepteurs et bruit

2.CLIMATISATION

on utilise la puissance surfacique frigorifique

3.COSMOLOGIE

la constante solaire est la puissance surfacique (ou éclairement énergétique) reçue depuis le soleil à une distance de 1 unité astronomique (u.a), distance forfaitairement supposée être celle entre Terre et Soleil et estimée précisément à 1,49559787.10¹¹mètres

4. ELECTRICITE

--la puissance surfacique est utilisée pour les phénomènes d'induction

--la loi d'Ohm devient p* = M.?U où p*(W/m²) est la puissance surfacique, M(A/m) est l'aimantation et U(V) le potentiel d'induction

Cette loi est en similitude d'écriture avec la loi de Fick, la loi de Fourier et la loi de viscosité, qu'on peut trouver par ailleurs dans ce présent chapitre

--les valeurs sécuritaires dans l'utilisation d'appareils électriques (par exemple à micro-ondes ) sont telles qu'on doit rester en puissance surfacique < 50 W/m² (ou 5 mW/cm²)

5. FLUIDIQUE

--la loi de Fick devient p* = n.?p où p*(W/m²) est la densité superficielle de flux, n(m²/s) est la diffusivité et p(P) la pression

--la loi des viscosités (ou loi de transfert d'impulsion) s'écrit par ailleurs

p* = h.?v² où p*(W/m²) est la densité superficielle de flux, h(pl) est la viscosité dynamiqueetv(m/s) la vitesse

Ces deux lois sont en similitude d'écriture avec la loi de Fourier et la loi d'Ohm qu'on peut trouver aussi dans ce présent chapitre

6.NORMES pour l'HABITAT

on utilise la notion de puissance surfacique dans les normes d'habitats >>>

En France, il existe désormais un classement des bâtiments d'habitation en fonction de leur consommation énergétique>>> une norme impose que l'énergie consommée dans telle construction, soit limitée à une valeur légale de 120 kilowattheures d'énergie primaire par m² et par an.

Cette valeur est une puissance surfacique

L'énergie consommée est celle regroupant le chauffage, la climatisation, la ventilation, l'eau chaude, l'éclairage et les auxiliaires

L'énergie primaire fournie est celle, décomptée en amont ultime, c'est à dire en ajoutant à la consommation de l'habitat, toutes les incidences énergétiques antérieures (transport, pertes dues aux installations, à la distribution, à la vétusté, etc)

Selon la valeur d'énergie consommée, le bâtiment obtient un label de performance exprimé en kWh/m²-an. On distingue donc:

--le BTHPE = bâtiment à très haute performance, soit 96 kWh/m²-an

--le BHPE = haute perfo, soit 80 kWh/m²-an

—le BBC à basse perfo, soit 50 kWh/m²-an

—le BEPAS = passive, soit 15 kWh/m²-an

--et même le BEPOS, où le producteur est < 0

Pour bénéficier de la performance usuelle BBC, il faut ne pas dépenser plus que

50.y₆. E _{(énergie primaire en kWh ep)}par m² SHON _{(surface hors œuvre nette)} et par durée _{(1 an)}

y₆ est un coefficient de situation géographique (valeur allant de 0,8 à 1,5 selon altitude et ensoleillement)

7.RAYONS LUMINEUX

la puissance surfacique reçue est dite éclairement (exprimée en lux, qui vaut

1W/m²x (y_é l'équivalent mécanique de la lumière) Voir en particulier l'énergie solaire au sol

8.RAYONS à EFFET THERMIQUE

--de provenance solaire, il faut se rappeler que nous recevons une énergie surfacique de 168 W/m² globale moyenne, sur sol terrestre

--la loi de Fourier devient p* = d'.n.nablaT où p*(W/m²) est la densité de flux de chaleur, d'(W/m-K) est la conductivité thermique et T(K) la température

Cette loi est en similitude d'écriture avec la loi de Fick, la loi d'Ohm et la loi de viscosité, qu'on peut trouver par ailleurs dans ce présent chapitre

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-puissance volumique

Une puissance volumique (ou spécifique) est une puissance diffusée ou mesurée dans un volume donné

Synonyme : densité volumique de puissance

Equation aux dimensions : L^-1.M.T^-3Symbole : P* Unité S.I.+ : le (W /m³)

P* = P / V

avec P*(W/m³)= puissance volumique d’un volume V(m³)

P(W)= puissance potentielle contenue dans ce volume

-puissance volumique spatiale

C’est une puissance diffusée (ou présente) dans un angle solide et ramenée à un volume donné.

Synonyme: densité volumique de puissance spatiale

Equation aux dimensions : L^-1.M.T^-3.A^-1 Symbole de désignation : Z'

Unité S.I.+ : le W /m³-sr

Z’ = P / V.Ω

Z'(W/m³-sr)= puissance spatiale volumique en un point

P(W)= puissance P qui est présente dans le volume V(m³)

Ω(sr)= angle solide dans lequel il y a émission de puissance

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-puissances (en pratique)

TOUTES	LES	PUISSANCES
Origine ou usage de l'énergie	Puissance	Consommation correspond°	Réserve d'énergie
en vert = renouvelable	# en Watts	réelle en Joules	en Joules
énergie d'un quasar	10⁴²	10⁴⁹ J/ an	pour X milliards ans
énergie de la voie lactée	10⁴⁰	10⁴⁷ J/ an	pour 50 milliards ans
explosion de supernova	10³⁶	10⁴³ J/ sur 3 mois	--
énergie très grosse étoile	10³⁰	10³⁷ J/ an	pour 10 milliards ans
rayonnement du soleil (luminosité)	10²⁵	10³² J/ an	pour 10 milliards ans
énergie géothermique	10²¹	10¹¹ J/ an	produc°.possible = 10¹⁶J / an
consommation électrique mondiale	10²⁰	10²⁰J/ an	--
tremblement de terre	10^{16 à 24}	10^{17 à 25} J/ sur 10 s .	--
énergie solaire utile au sol sur Terre	10¹⁷	10¹⁷ J/ an	produc°.possible = 10²⁰ J / an
météorite de Sibérie // bombe H russe	10¹⁶	10¹⁷ J/ en 10 s.	--
annihilation d'un kilo d'antiparticules	10¹⁶	10¹⁷ J/ en 10 s.	--
énergie des schistes bitumineux	10¹⁵	10²⁰ J/ an	réserves schistes = 80 ans
énergie gaz naturels	10¹⁵	10²⁰ J/ an	réserves gaz = 60 ans
un cyclone de durée 4 jours	10^{12 à 18}	10^{15 à 21} J/ en 1 h. en 1 lieu	--
jet d'énergie du plus fort laser	10¹⁵	10⁸ J / en 10^-7 seconde	--
énergie des marées	10¹⁴	10¹⁷ J/ an	produc° possible = 10¹⁹ J / an
bombe Hiroshima	10¹⁴	10¹⁵ J/ en 10 secondes	--
consommation énergie mondiale	10¹³	10²¹ J/ an	--
énergie pétrole	10¹³	10²⁰ J/ an	réserves pétrole = 50 ans
énergie hydraulique rivières	10¹³	10¹⁹ J/ an	produc° possible = 10²⁰ J / an
réserve de biomasse	10¹³	10¹⁸ J/ an	produc° possible = 10¹⁹ J / an
énergie charbon	10¹²	10²⁰ J/ an	réserves C = 150 ans
énergie de la houle	10¹²	10¹⁰J/ an	produc° possible = 10¹⁷ J / an
énergie température des mers	10¹²	expérimental	produc° possible = 10¹⁵ J / an
énergie éolienne mondiale	10¹¹	10¹⁷ J/ an	produc° possible = 10²⁰ J / an
plus forte explosion connue, à l'explosif	10¹⁰	10¹² J/ en 1 minute	--
un réacteur nucléaire standard	10⁹	10¹⁴ J/ an	réserve de U = 200 ans
un paquebot / une usine comme la Rance	10⁸	10¹⁴ J/ an	80% du temps
une locomotive	10⁷	10¹² J/ an	discontinu
1 éolienne / 1 baleine	10⁶	10¹² J/ an	discontinu
un moteur de voiture	10⁵	10^{10 à 11} J/ an	discontinu
flash photo	10⁴	10 J en 1/1000° sec	--
effort homme en course	10³	10⁶ (# 1 kg TNT # 1 MJ) / an	discontinu
calorie mangée / seconde	10³	10⁶ (# 1thermie # 1 kWh) / an	discontinu
corps humain, lampe élect.	10²	10⁸ (# 1 TéC # 1 TéP ) / an	discontinu
cerveau humain	10	10⁷ J par an	discontinu
petits appareils électroniques	1	10⁴ J par an	discontinu
déplacer 1 kg sur 1 m en 1 seconde	10	1 kgm = 10 J en 1 sec.	--
déplacer 1 kg sur 10 cm en 1 seconde	1	1 Joule en 1 sec.	--
fluctuation d'énergie / grosse particule	10^-13	10^-13 J (1 GeV) en 1 sec.	--
1 électron soumis à un effet électrique	1,6.10^-19	10^-19 J (1 eV) en 1 sec.	--
puissance cinétique 1 molécule à 20°	10^-21	10^-21 J (1/100 eV) en 1 s.	--

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-que peut-on faire avec un kilowattheure

Le kilowattheure (kwh) est une unité de mesure d'énergie, très utilisée en pratique

(et pas seulement en électricité)

C'est une unité valant 3,6.10⁶Joules, utilisée dans les domaines ci-après >>

-un kilowattheure est l'énergie de 2000 m³d'air se déplaçant dans un très fort ouragan

>> (E = 1/2 mv²) soit (0,5)x(2600)x(52²)

-un kilowattheure permet de réchauffer 660 m³d'air de (seulement) un degré

>> (E_q= c'.m.ΔT) soit (4185)x(660 fois 1,293)x(1)

-un kilowattheure est l'énergie d'un gros camion chargé, arrivant sur 1 obstacle à 80 km/h

<< (E = 1/2 mv²) soit (0,5)x(15000)x(22²)

-un kilowattheure permet à une voiture de rouler pendant 4 km à vitesse normale

-un kilowattheure est l'énergie (travail) de 1,2 tonne tombée du haut de la tour Eiffel

>> (E_q= m.g.l_h) soit (1200)x(9,81)x(300)

-un kilowattheure est -similairement- l'énergie de 1 m³d'eau tombé sur la turbine électrique située en dénivelé de 360 mètres sous un barrage

-un kilowattheure permet de faire fondre 10 kg de glace

-un kilowattheure permet de chauffer 9 litres d'eau de 0 à 100 degrés C°

>> (E_q= c'.m.ΔT) soit (4185)x(9)x(100)

-un kilowattheure permet de chauffer sa maison l'hiver pendant 30 minutes avec une pompe à chaleur >> 2 kW installés pendant 1/2 heure

-un kilowattheure est donné par la combustion d'un petit verre de pétrole

>> (E_q= m. q’_p) soit (0,085)x(pouvoir calor. de 4,2.10⁷ J/kg)

-un kilowattheure est la consommation d'une lampe électrique incandescence halogénée de 40 W pendant 1 journée complète

>> (E = P.t) soit #(40)x(86400)

-un kilowattheure est l'énergie produite par un fort travail du corps humain (énergie métabolique) pendant 3 heures >> soit E = P.t donc (330 W)x(3 fois 3600 s)

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-rayons-rayonnements

Un rayon est le phénomène représentatif de la trajectoire d'une particule énergétique portée par une onde

Le groupage de plusieurs rayons est nommé rayonnement (ce mot écrit en minuscules , pour le distinguer du RAYONNEMENT -en majuscules- qui est une puissance énergétique, à voir par ailleurs)

Les rayonnements sont essentiellement étudiés à travers des notions d'énergie >>>

-énergie de rayonnement (proprement dite)

-énergie temporelle (dite puissance ou flux) quand l'énergie est ramenée à une durée

-énergie massique si elle est ramenée à une masse

-énergie surfacique si elle est ramenée à une surface (ou section)

-énergie spatiale si elle est ramenée à un angle solide

-énergie volumique si elle est ramenée à un volume

-énergie à adjectif composé avec ces divers cas (massico-volumique, ou volumico-spatial, etc)

Voir les chapitres spéciaux >>> rayonnements ionisants, rayonnements lumineux, rayonnements à effet thermique

L'énergie des rayons est souvent nommée en abréviation du rôle que jouent les rayons dans un phénomène : par exemple Absorption, Atténuation, Diffusion, Réflexion, Transmission...

où tous ces termes expriment l'énergie (énergie d'absorption, énergie d'atténuation, énergie de diffusion etc...)

Tous les rayonnements électromagnétiques donnent de la chaleur, mais plus particulièrement ceux de fréquences < à 10¹⁶Hz (donc de longueurs d'ondes > 10^-8m)

L'énergie est toujours égale à h.ν où h est la constante de Planck (6,62606876.10^-34 J-s) et νla fréquence (Hz), donc l'énergie augmente avec ν

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-rétroaction (ou contre-réaction)

La rétroaction (ou contre-réaction) est le phénomène consistant à réinjecter une partie de l’énergie de sortie (produite par un système) dans l’entrée dudit système.

On peut aussi trouver le terme de boucle récursive

Exemples

-en mécanique (on réinjecte l’énergie des gaz d’échappement pour activer un turbo-compresseur -et cette réinsertion d'une partie d’énergie sert à réguler l’énergie d’entrée-)

-en optique (l’oeil rétroactive l’entrée de lumière en diminuant le diamètre de sa pupille)

-en électricité (on récupère une partie de ce qui sort, pour augmenter le rendement global du courant de sortie)

-en électronique (synonyme Feed-back)

-en électronique (on réinjecte, par l'intermédiaire d'un circuit annexe, nommé boucle de contre-réaction, une partie du signal de sortie, mais inversé)

Toute rétroaction se mesure avec un facteur de contre-réaction (qui est un pourcentage de l’énergie prise sur la sortie)

-sources d'énergies (épuisables et renouvelables)

Les énergies disponibles sur Terre appartiennent à 2 familles : épuisables et renouvelables

ÉNERGIES ÉPUISABLES

Les données ci-après sont très estimatives car elles concernent les réserves d'énergies exploitables, avec les moyens connus à ce jour.

Les énergies y sont exprimées en Joules

Le PÉTROLE 6.10²¹J (réserves de 1000 gigabarils soit 160 km³à 3,7 J/m³de pouvoir calorifique) Durée estimative d'épuisement >>> 50 ans

Les SCHISTES BITUMINEUX 10²²J (# comme le pétrole, soit # 80 ans de réserves)

Le GAZ NATUREL 10²¹J (soit 60 ans de réserves)

Le CHARBON 10²³J (soit 200 ans de réserves)

L'URANIUM réserves = 10⁷kg pour une consommation de 5.10⁴kg, soit pour 200 ans

ÉNERGIES RENOUVELABLES

Il est plus parlant de les exprimer en unités de puissance (énergie instantanée, en Watts), la première valeur notée ci-dessous étant la totalité potentielle exploitable et (entre parenthèses, la production réelle actuelle mondiale)

Pour traduire en énergie -annuelle par exemple- multiplier par 3,15.10⁷ secondes

L'ÉNERGIE SOLAIRE

La puissance solaire arrivant sur Terre est de # 1,2.10¹⁷ Watts dont 30% sont réfléchis et renvoyés dans l'espace, 45% sont absorbés, 24% servent aux échanges hydrauliques, 2% aux mouvements d'air et moins de 1% à la photosynthèse)

La puissance surfacique (p*) utilisable en moyenne sur Terre est donc

p* = P. r / S où P est égal à 1,2.10¹⁷W, r est le rendement (70 %) et S lasurface du globe (5.10¹⁴m²) d'où p* = 168 W/m².

Cette valeur moyenne présente des variations en fonction de la latitude (entre 120 et 260 W/m²) et des pics dans les régions très ensoleillées (1600 W/m²)

Pour ces 168 W/m², il y en a une partie due aux rayons du spectre visible (36%), une partie due aux rayons infra-rouges (52%) et une partie due aux ultra-violets (12%)

Exprimons cette p* lumineuse en unités psychophysiques (donc en lux, utilisés pour une dite puissance surfacique, dite d'ailleurs "éclairement") on a:

-pour le cas de bon ensoleillement (92% de 683) x 36% de 168 W/m² = 38.000 lx

-pour le cas d'un ciel couvert nuageux (10% de 683) x 36% de 168 W/m² = 4.200 lx

Nota : 683 est le nombre maximal de lux que peut donner un W/m² (et celà quand la lumière est jaunâtre) Mais dès qu'on s'éloigne de cette couleur, celà entraîne un vif abattement de cette valeur (par exemple 10% dans le cas cité ci-dessus)

Voir aussi chapître énergie solaire pour les appareils producteurs d'énergie solaire

L'ÉNERGIE ÉOLIENNE estimation potentielle mondiale: 10¹⁴Watts

Voir aussi le chapître concernant l'hélice éolienne

L'ÉNERGIE HYDRAULIQUE (FLEUVES)

estimation potentielle mondiale: 3.10¹²Watts dont (6% exploités)

L'ÉNERGIE MARÉMOTRICE

estimation potentielle mondiale: 4.10¹⁰Watts (< 1% exploité)

L'ÉNERGIE DE LA HOULE (les VAGUES)

estimation potentielle mondiale: 3.10¹²Watts inexploitée

L'ÉNERGIE DE TEMPÉRATURE DES MERS

estimation potentielle mondiale: 10¹²Watts (inexploitée)

Il s'agit de récupérer (thermodynamique) la différence de température entre la surface (à 14 degrés C. moyenne) et à une moyenne profondeur, où elle est à -6°C)

L'ÉNERGIE DE BIOMASSE

estimation potentielle mondiale: 10¹³Watts (2% exploités)

L'ÉNERGIE GÉOTHERMIQUE

La géothermie étudie la récupération de chaleur dans le manteau terrestre

Le potentiel est de # 10²³ Watts (mais seulement 10¹³ W sont actuellement exploités pour la partie proche de la croûte et cela représente # 0,2 W/m²)

Les variations naturelles de températures du globe sont de 3 degrés par 100m de dénivelé en profondeur et peuvent atteindre 600 degrés / 100m. pour des zones volcaniques

Pour des ΔT de 10 à 30 °C on utilise des pompes à chaleur géothermiques >>> Usage individuel

Pour des ΔT de 35 à 90 °C on utilise du pompage de nappe avec échangeur de chaleur >>> Usage chauffage urbain

Pour des ΔT de 100 à 150 °C on utilise des fluides échangeurs >>> Usage industriel

Pour des ΔT >150 °C on utilise la vapeur agissant sur une turbine avec production d'électricité >>> Usage public

-transducteur

Un transducteur est un appareil de transformation énergétique

Voir chapitre conversion d'énergies

Exemples de transducteurs (E= énergie)

APPAREIL ÉLECTRO...ACOUSTIQUE

(comme un micro, un haut-parleur, un écouteur)

On y transforme E électrique en E acoustique

APPAREIL ÉLECTRO...MÉCANIQUE

(comme une sonde Hall)

On y transforme E électrique en E mécanique

APPAREIL THERMO...ACOUSTIQUE

(comme résonateur, stack)

On y transforme E thermique en E acoustique

APPAREIL THERMO...ÉLECTRIQUE

(comme un thermocouple)

On y transforme E thermique en E électrique