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Conversion d'énergie et efficacité énergétique

Hélène Horsin Molinaro

ENS Paris-Saclay

Bernard Multon

Département Mécatronique de l'ENS Rennes

Delphine Chareyron

26/09/2018

Résumé

Un article riche et complet qui rappelle les définitions de l'énergie, de la puissance, de la conversion de l'énergie et de la notion de rendement. Un article du site ENS/DGESCO Culture Sciences de l'Ingénieur


L’énergie est un élément fondamental de nos sociétés, elle est extraite de ressources primaires, transportées, transformées, stockées… Depuis l’aube de l’humanité, les ressources primaires exploitées ont été le bois, puis les fossiles (charbon, pétrole, gaz), transformées via des combustions et plus récemment, l’uranium à travers la fission nucléaire ; l’énergie mécanique des cours d’eau et du vent a également été mise à contribution. Des transformations stellaires aux transformations d’énergie terrestres : les conversions d’énergie sont au cœur de nos vies.

En à peine plus d’un siècle, l’électricité, forme moderne de l’énergie par excellence, a pris une place de premier plan. Sa production absorbe désormais plus du tiers de la consommation d’énergie primaire mondiale. La combustion à grande échelle des carburants fossiles conduit à des dégagements massifs de gaz à effet de serre qui modifient les équilibres du système climatique ; par ailleurs, si leurs ressources restent extrêmement abondantes, au point de causer des dégâts environnementaux incommensurables, elles finiront par s’épuiser. Les déchets nucléaires, produits de l’extraction de l’uranium jusqu’au démantèlement des centrales, ont des durées de vie souvent extrêmement longues et s’accumulent dangereusement.

Parallèlement, la nature nous dispense, de façon assez bien répartie sur la terre, une quantité d’énergie renouvelable plus que suffisante pour satisfaire nos besoins ; en effet la ressource solaire et ses sous-produits (vent, hydraulique…) représentent environ 8 000 fois la consommation annuelle d’énergie primaire de l’humanité.

Cette ressource pédagogique aborde les conversions d’énergie, la problématique de l’efficacité énergétique, les possibilités et limites des conversions. Les notions de rendement instantané et rendement sur cycle sont formalisées, puis celle de rendement sur cycle de vie est introduite en incluant des notions de soutenabilité ; la gestion des conversions, le juste dimensionnement des convertisseurs et des usages sont abordés, quelques exemples sont alors développés.

Sommaire :

  • 1. Rendement énergétique et efficacité énergétique
  • 2. L'énergie
  • 3. La puissance
  • 4. Conversions d'énergie, possibilités et limites
  • 5. Cycle de vie complet
  • 6. Rendements et indicateurs
  • 7. Quelques exemples de conversions et analyses de leur efficacité énergétique
  • 8. Conclusion

Lire la présentation de la ressource « Conversion d'énergie et efficacité énergétique », sur le site Culture Sciences de l'Ingénieur

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