Physique chimie, SVT, brevet 2017 Pondichéry

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.






Question 1.
Dans l'image ci-dessus, on recense différents types d'énergies renouvelables. Les nommer et associer à chacun une source d'énergie.
Energie hydraulique : chute d'eau.
Energie géothermique : eau chaude sous pression.
Energie solaire : soleil.
Energie éolienne : vent.
Energie de biomasse : matière organique d'origine animale ou végétale.

On s'intéresse au fonctionnement d'une centrale éolienne. Sous l'action du vent, les pales de l'éolienne entrainent l'alternateur en rotation, qui produit un courant alternatif. Les éléments en mouvement subissent un échauffement, ainsi, une partie de l'énergie mécanique est transformée en énergie thermique dite " perdue" car elle n'est pas utilisée.
2. Compléter la chaine énergétique suivante.

3.a. On considère une masse d'air de 1 kg dont la vitesse passe de 3 m /s à 9 m/s.
En s'appuyant sur un calcul, dire si l'énergie cinétique de la masse d'air reste la même, est multipliée par 3, est multipliée par 9.
Energie cinétique initiale ½mv2 = 0,5 x32 = 4,5 J.
Energie cinétique finale : 0,5 x92 = 40,5 J soit 9 x4,5.
3.b. Le physicien A Betz affirme que 60 % seulement de l'énergie cinétique du vent est transformée en énergie mécanique au niveau des pales. On donne ci-dessous la valeur annuelle ( en MWh), des énergies intervenant dans la chaine énergétique d'une éolienne.
Energie cinétique du vent : 17 530 ; énergie mécanique produite ; 10 510 ;
énergie électrique produite : 4030.
Vérifier par un calcul l'affirmation du physicien.
10 510 / 17 530 x100 ~60 %.






La consommation électrique française est égale à 478 200 GWh.
4.a. Sachant que la production électrique annuelle d'une éolienne est de 4030 MWh et que la surface minimale nécessaire à son installation est de 24 hectares, évaluer par un calcul la surface qu'occuperait un parc éolien répondant aux besoins de la consommation française.
1 GWh = 1000 MWh.
478 200 000 / 4030 x24 = 2,8 106 ha.
4b. Expliquer, en apportant au moins 2 arguments, pourquoi l'énergie éolienne ne peut pas être le seul choix pour répondre aux besoins croissants en électricité.
Quand il n'y a pas de vent, l'éolienne ne fournit pas d'électricité. Pour l'instant, le stockage de l'excès d'électricité lorsqu'il y a trop de vent, est couteux. L'énergie éolienne est intermittente.
La surface occupée par les éoliennes serait égale à celle de
2,8 106  / (2,85 106) soit environ un département français. Il faudrait installer les éoliennes en mer.











SVT
Estimation de la part des différents types d'énergie dans l'approvisionnement énergétique mondial.

Type d'énergie

2010
2020
2035
Non renouvelables
Pétrole, charbon, gaz
81%
80%
74%
Energie nucléaire
nucléaire
6%
5%
6%
Energies renouvelables
géothermie, solaire, éolien,biomasse
13%
15%
20%
1. Comparer l'évolution de la part des différents types d'énergie dans l'approvisionnement énergétique entre 2010 et 2035.
La part du nucléaire reste à peu près constante.
La part des énergies fossiles diminue d'environ 7%.
La part des énergies renouvelables croît d'environ 7 %.

2. Citer sans justifier la ou les énergies  renouvelables les plus pertinentes pour les villes de Strasbourg, Brest, Marseille.

Brest : énergie éolienne ; Marseille : Energies solaire et éolienne ; Strasbourg : géothermie.
3. Proposer une solution à l'approvisionnement énergétique de la ville de Reims en justifiant.
Une éolienne ne produit pas d'électricité si la vitesse du vent est inférieure à 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 inférieur à 1800 heures par an. A Reims l'ensoleillement est voisin de 1500 heures /an. Il faudrait choisir de bons panneaux.
Une centrale géothermique est installée à partir d'un débit moyen de 120 mW /m2. Cette solution sera retenue, de l'eau chaude sous pression, avec un bon débit, se trouve dans le sous sol proche de Reims.



.




  

menu