Les énergies

Énergie électrique

L'énergie électrique est l'énergie qu'on trouve sous forme d'électricité. Elle permet de faire fonctionner la plupart des objets techniques : dans ce cas, elle est transformée en un autre type d'énergie par un système de conversion. Par exemple, on trouve les moteurs, qui permettent de passer de l'énergie électrique vers l'énergie mécanique.

L'énergie électrique est facile à produire et à transporter. En revanche, son stockage en grande quantité est compliqué (avec des batteries).

Énergie mécanique

L'énergie mécanique est l'énergie qu'on trouve sous forme de mouvement. Tous les objets techniques se déplaçant, ou possédant des pièces mobiles, produisent de l'énergie mécanique.

Énergie rayonnante

L'énergie rayonnante est l'énergie qu'on trouve sous forme de lumière. On utilise l'énergie rayonnante pour éclairer les habitations ou les villes.

Énergie thermique

L'énergie thermique est l'énergie qu'on trouve sous forme de chaleur. On utilise l'énergie thermique pour chauffer les habitations, ou dans les moteurs thermiques (voiture à essence, avion, etc.).

Énergie chimique

L'énergie chimique est contenue dans la matière, elle peut être libérée par combustion. On trouve de l'énergie chimique dans l'essence ou le bois qu'on fait brûler.

Énergie nucléaire

L'énergie nucléaire est aussi contenue dans la matière. En France, on s'en sert beaucoup pour produire de l'électricité, avec les centrales à fission nucléaire.

Les convertisseurs d'énergie

Comme son nom l'indique, un convertisseur d'énergie transforme une source d'énergie en une autre source d'énergie.

Convertisseurs d'énergie à grande échelle

Les plus connues sont les installations industrielles qui produisent de l'énergie électrique à partir de différentes sources.

• Les éoliennes qui transforment l'énergie cinétique du vent (force du vent, souvent appelée énergie éolienne), en énergie électrique ;
• Les centrales électriques qui transforment différentes sources d'énergie telles que la combustion du charbon ou des déchets organiques (énergie thermique), la chaleur du sol (géothermie), en énergie électrique ;
• Ou encore les centrales nucléaires qui transforment l'énergie nucléaire (fusion et fission) en énergie électrique.

Convertisseurs d'énergie du quotidien

Mais il existe des convertisseurs d'énergie plus petits qui sont couramment utilisés au quotidien, comme les moteurs : énergie électrique ou à explosion (moteur à essence/diesel de la voiture) en énergie mécanique de rotation, ils vont permettre de faire bouger un ensemble mécanique en tournant.

• Les vérins, qui sont de grandes tiges qui poussent et tirent des systèmes, eux convertissent de l'énergie électrique ou pneumatique ou parfois hydraulique (de l'huile !) en énergie mécanique de translation.
• Les radiateurs sont des convertisseurs d'énergie électrique en énergie thermique (souvent appelée « calorifique »). L'inverse du radiateur est le réfrigérateur.
• Une pile est un convertisseur d'énergie chimique en énergie électrique.
• Une lampe, d'énergie électrique en énergie lumineuse.
• Un panneau solaire photovoltaïque, d'énergie solaire en énergie électrique.

Les pertes énergétiques dans les convertisseurs

Tous les convertisseurs subissent des pertes lors de la transformation d'énergie, elles sont souvent thermiques (chaleur).

Exemple concret : le moteur de voiture

Par exemple, un moteur de voiture à essence ou diesel (« gasoil », c'est la même chose) chauffe beaucoup, il suffit de s'approcher du capot pour s'en rendre compte.

La voiture aura donc utilisé une grande partie de l'essence (ou du gasoil) consommée pour permettre au moteur de développer son énergie mécanique et à la voiture de bouger, mais une toute petite partie sera perdue en chaleur…

Le concept de rendement

Alors, on peut dire que chaque convertisseur d'énergie a son rendement, c'est-à-dire un coefficient entre l'énergie utilisée et l'énergie consommée.

L'amélioration du rendement

Les ingénieurs qui conçoivent les systèmes (voiture, avion, objet électromécanique, etc.) sont en perpétuelle réflexion pour essayer d'améliorer le rendement des objets qu'ils doivent créer, car si l'objet est mal conçu, il faudra utiliser plus d'énergie à la source !