et ainsi de suite. On parle de réaction en chaîne. Rq : Plus il y a de

Correction activités Chap 2
Activité 1 : Utilisation des ressources énergétiques disponibles
1- Les combustibles fossiles
1- Ce type de centrale produit de l'électricité.
2- Dans une centrale thermique à flamme, on utilise des
combustibles fossiles : pétrole, gaz, charbon. (on peut
aussi utiliser du bois).
Ces ressources subissent une réaction de combustion :
Thème 3
Rq : * Le dioxyde de carbone peut être mis en évidence
par un trouble de l’eau de chaux.
3- Ces centrales présentent l’inconvénient :
– d’utiliser des ressources épuisables d’ici quelques années avec risques de tension sur le prix et
l’approvisionnement,
– d’engendrer, lors de la combustion, des gaz à effet de serre participant au réchauffement climatique.
4- La turbine tourne à l’aide de la vapeur d’eau.
L’eau liquide a subit une vaporisation pour devenir vapeur qui subira une liquéfaction par refroidissement.
5- Conversion d’énergie dans une centrale thermique à flamme :
6- La vapeur d’eau formée dans la centrale doit être refroidie, ce qui est réalisé par de l’eau venant d’une rivière,
de la mer.
7- La chaudière brûle 50 tonnes (50x103g) de fioul par heure (1h=3600s).
La masse, m, de fioul consommé en 1 seconde est donc : m= 1x50x103/3600 = 14kg (0,014 tonne)
8- Le rendement µ= Puissance disponible/puissance reçue = 250/560 = 0,45 = 45%
Ce type de centrale est donc loin de présenter un rendement optimal.
2- L'énergie nucléaire
1- Dans le réacteur d’une centrale nucléaire, il se produit une fission.
une réaction de fission nucléaire.
On peut y associer la réaction A car le numéro atomique
des noyaux diminuent en passant des réactifs aux
produits : les noyaux lourds sont brisés en noyaux plus
légers après collision avec un neutron, ils subissent donc
2- Ces réactions libèrent de la chaleur. Cette chaleur permet de chauffer l’eau sous pression du circuit primaire
qui engendre ensuite la vaporisation de l’eau dans le circuit secondaire.
3- La vapeur du circuit secondaire permet de faire tourner la turbine ce qui engendre la rotation de l’alternateur,
ce dernier induit la production d’énergie électrique.
4- Conversion d’énergie dans une centrale nucléaire :
5- On peut parler de centrale thermique puisque la fission nucléaire libère de la chaleur au début de la chaîne
énergétique.
6- Le noyau d’uranium 235 (23592U ) contient 235 nucléons dont 92 protons et (235-92) = 143 neutrons.
La particule 10n représente un nucléon qui n’est pas un proton, il s’agit donc d’un neutron.
7- D’après la réaction A, le noyau d’uranium 235 subissant une fission, on dit qu’il est fissile.
Les 2 neutrons libérés par la réaction de fission permettent d’engendrer 2 autres réactions de fission avec de
nouveaux noyaux d’uranium qui vont libérées chacune 2 neutrons qui vont engendrer encore des réactions de fission
et ainsi de suite. On parle de réaction en chaîne. Rq : Plus il y a de réactions, plus l’énergie libérée est importante !
8- S’il y a trop de neutrons libérés, il y aura trop de réactions de fission et donc trop de chaleur libérée et donc un
risque d’emballement puis d’explosion. Pour s’en prémunir, on contrôle le nombre de neutrons en introduisant des
barres de graphites dans le cœur des réacteurs. Ces barres vont alors absorber un certain nombre de neutrons et
ainsi limiter le nombre de réactions de fission.
9- L’uranium 238 a pour représentation symbolique : 23892U
Les deux noyaux possèdent le même numéro atomique Z = 92 mais des nombres de nucléons différents (A = 235 ou
238), on parle alors de noyaux isotopiques.
Contrairement à l’uranium 235, l’uranium 238 n’est pas fissile, on ne peut donc pas l’utiliser dans une centrale
nucléaire.
10- La réaction B montre que le numéro atomique augmente en passant des réactifs aux produits, on parle de
réaction de fusion. Cette réaction se produit dans le Soleil.
11- 1 gramme d’uranium 235 libère une énergie de 7,5.10 10 J alors qu’1 gramme de tritium (31H) libère 56.1010 J.
rapport des énergie libérées = 1g de tritium/1g d'uranium = 56x1010/7,5x1010 = 7,5
La réaction de fusion (avec le tritium) libère 7,5 fois plus d’énergie que la réaction de fission (avec l’uranium).
Activité 2 : Optimisation de la gestion et de l'utilisation de l'énergie
1- Transporter l'énergie
1- On constate que certains pays produisent plus de ressources énergétiques ( pétrole, gaz) qu’ils n’en consomment
(ex : L’Arabie Saoudite produit plus de 10 millions de barils de pétrole par jour et n’en consomme que 2 millions ) et
d’autres ont besoin d’importer de l’énergie car leur production est insuffisante ou nulle ( ex : Les États-Unis
consomment -19 millions de barils par jour- de deux fois plus de pétrole qu’ils n’en produisent -8 millions- ).
Les ressources énergétiques ne coïncident pas toujours spatialement avec les besoins, il faut donc pouvoir les
transporter du lieu de production au lieu de consommation.
2- Il existe de nombreux moyens de transports permettant le transfert des énergies fossiles :
– moyens mobiles : pétroliers et méthaniers sur mer ; camions-citernes sur terre,
– structures fixes : gazoducs pour le gaz & oléoducs pour le pétrole.
3- Au cours du transport d’énergie, il y a forcément des pertes. Le transfert d’énergie présentant un minimum de
pertes se fait via l’énergie électrique.
2- Stocker l'énergie
1- La consommation d’énergie fluctue selon les saisons, le climat, les heures de la journée.
La production d’énergie varie aussi avec les ressources renouvelables (solaire, éolien).
Il faut donc être capable de stocker l’énergie formée en prévision des pics de consommation.
On ne sait pas stocker l’énergie électrique, il convient donc de trouver d’autres moyens de stockages.
2- Pour le ressort, le gaz comprimé et le barrage, l’énergie est stockée sous forme d’énergie mécanique (elle a le
potentiel de se mettre en mouvement).
3- La centrale hydroélectrique est une centrale à énergie renouvelable tandis que la centrale thermique utilise des
combustibles fossiles, ressources non renouvelables.
4- L’énergie stockée dans un véhicule à moteur est de l’énergie chimique (celle des molécules d’essence prêtes à
brûler).
3- L'effet de serre
1- Une partie du rayonnement en provenance du Soleil pénètre dans la serre et réchauffe alors l’intérieur. Le sol
chaud de la serre émet à son tour un rayonnement infrarouge mais celui-ci reste confiné en majeur partie à
l’intérieur de la serre car il est renvoyé par les vitres. Ainsi, l’intérieur de la serre chauffe encore plus.
2- La principale conséquence de l’effet de serre pour la Terre est donc une augmentation de la température.
Les inconvénients qui en découlent sont une élévation du niveau des mers, la fonte des glaciers, des
perturbations et catastrophes climatiques, des biotopes modifiés …
3- Les gaz de l’atmosphère de la Terre jouent le rôle de la vitre : les rayons solaires pénètrent vers le sol
terrestre mais les rayonnements infrarouges restent en majorité confinés à l’intérieur de l’atmosphère.
4- L’eau est le principal gaz à effet de serre, il provient de l’évaporation des mers et océans et
l’évapotranspiration des animaux et végétaux.
Le dioxyde de carbone (et autres oxydes d’azote et de soufre) est un gaz à effet de serre qui provient de la
combustion des ressources énergétiques fossiles (pétrole, gaz, charbon) ou non (bois) au niveau des centrales
thermiques à flamme, des activités industriels ou encore des moyens de transport (moteurs à explosion).
Rq : C’est l’augmentation de la quantité de ce dernier dans l’atmosphère qui accentue l’effet de serre.
5- Pour diminuer l’effet de serre dû aux activités humaines, il faut diminuer les activités humaines rejetant des
gaz à effet de serre en réduisant notamment la consommation énergétique.