Actualités - économie d'énergie, énergie solaire

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L'énergie (du grec : ενεργεια, energeia, force en action[1]) est la capacité d'un système à produire un travail entraînant un mouvement, de la lumière ou de la chaleur. C'est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système et qui est d'une manière globale conservée au cours des transformations. Dans le Système international d'unités, l'énergie s'exprime en joul


Formes d’énergie

L’énergie se manifeste sous diverses formes :

On qualifie également l’énergie selon la source d’où elle est extraite ou le moyen par lequel elle est acheminée: l’énergie nucléaire, l’énergie de masse, l’énergie solaire, l’énergie électrique, l’énergie chimique, l’énergie thermique, l’énergie éolienne... L’énergie mécanique désigne la combinaison de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle mécanique.

Principe de conservation de l'énergie [modifier]

L'énergie ne peut ni se créer ni se détruire mais uniquement se transformer d'une forme à une autre (principe de Mayer) ou être échangée d'un système à un autre (principe de Carnot). C'est le principe de conservation de l'énergie.

Ce principe empirique a été validé, bien après son invention, par le théorème de Noether. La loi de la conservation de l'énergie découle de l'homogénéité du temps. Elle énonce que le mouvement ne peut être créé et ne peut être annulé : il peut seulement passer d'une forme à une autre. Afin de donner une caractéristique quantitative des formes de mouvement qualitativement différentes considérées en physique, on introduit les formes d'énergie qui leur correspondent

La foudre illustre généralement l'énergie à l'état naturel. Paradoxalement elle en contient assez peu. Sa violence vient surtout de la rapidité et de l'extrême localisation du phénomène.

Historique

Le mot énergie vient du bas-latin energia qui vient lui-même du grec ancien ἐνέργεια (energeia), qui signifie « force en action »[1], par opposition à δύναμις (dynamis) signifiant « force en puissance ».

L’énergie est un concept ancien. Après avoir exploité sa propre force, celle des esclaves, des animaux, l’homme a appris à exploiter les énergies contenues dans la nature (d’abord les vents, énergie éolienne et les chutes d’eau, énergie hydraulique) et capables de lui fournir une quantité croissante de travail mécanique par l’emploi de machines : machines-outils, chaudières et moteurs. L’énergie est alors fournie par un carburant (liquide ou gazeux, énergie fossile ou non).

L’expérience humaine montre que tout travail requiert de la force et produit de la chaleur ; que plus on « dépense » de force par quantité de temps, plus vite on fait un travail, et plus on s’échauffe.

Comme l’énergie est nécessaire à toute entreprise humaine, l’approvisionnement en sources d'énergie est devenu une des préoccupations majeures des sociétés humaines.

Énergétique

Relations entre les différents types d'énergies

Dans les sociétés industrielles, l'activité humaine passe par la fourniture d'énergie électrique produite par des matières premières, principalement charbon, gaz naturel, pétrole et uranium ; on parle alors d'énergie fossile ; ces matières premières sont appelées par extension « énergies ». On parle aussi d'énergies renouvelables lorsque l'on utilise l'énergie solaire, l'énergie éolienne ; l'énergie hydraulique des barrages est la plus importante des énergies renouvelables. (Voir aussi : politique énergétique.) L'énergie est un concept essentiel en physique, qui se précise depuis le XIXe siècle.

On retrouve le concept d'énergie dans toutes les branches de la physique :

Les pâturages transformés en source de méthane par les bovins

Le côté obscur des ruminants est largement connu par quiconque s'intéresse de près ou de loin à l'environnement. Toutefois, à côté du méthane dégagé par la digestion bovine, une équipe de chercheurs, de l'Institut d'écologie du sol du Centre Helmholtz de recherche en environnement et santé (GSF), vient de montrer que les vaches contribuent à la libération de gaz à effet de serre également en influant sur les microorganismes du sol.

Les prairies, qui ne sont pas utilisées pour l'agriculture intensive, fonctionnent généralement comme des puits de méthane, de dioxyde de carbone et de protoxyde d'azote. Cependant, cet effet peut être inversé quand les pâturages sont utilisés pour l'élevage intensif des bovins, particulièrement en hiver lorsque le bétail est laissé en plein champ. L'étude réalisée par les chercheurs du GSF avait pour but de déterminer comment et dans quelle mesure l'hivernage des bovins en plein air pouvait amplifier la libération de gaz à effet de serre par le sol.

L'étude a été mise en oeuvre sur une prairie de 4 hectares, utilisée depuis 1995 pour l'hivernage d'environ 90 vaches, entre octobre et début mai. A la fin de la période d'hivernage, la différence entre pâturage d'été et d'hiver est très nette. L'hiver, le bétail a tendance à rester groupé autour du fourrage, créant ainsi une zone où le sol est dépourvu de végétation et largement comprimé. Par ailleurs, ces espaces se retrouvent fortement enrichis en substances organiques issues des excréments. Ainsi, il a été montré que l'émission de méthane par ces espaces, à proximité des écuries et du fourrage, est presque 1.000 fois supérieure à celle d'une prairie (sans bétail).

Le rôle de puits de méthane, généralement associé aux sols, est en réalité dû aux bactéries méthanotrophes qui utilisent ce gaz comme source de carbone. Les scientifiques ont ici montré que ce processus d'oxydation aérobie du méthane était largement inhibé dans les espaces où la concentration animale était importante, et ceci à cause de l'enrichissement du sol en urée. Par ailleurs, ils ont constaté que des microorganismes du tube digestif bovin s'établissaient dans le sol, aux vues de l'environnement favorable (concentration importante en composés organiques), et déplaçaient une partie des populations naturelles.

L'équipe souhaite désormais poursuivre ses investigations afin, par exemple, de comprendre l'effet de l'hivernage en plein air sur le cycle de l'azote. Par ailleurs, les chercheurs ont remarqué que les pâturages fortement chargés en bétail pouvaient être le siège d'une oxydation anaérobie du méthane. Ces derniers comptent donc poursuivre leurs investigations afin d'éclaircir ce phénomène.

Source : Dépêche idw, communiqué de presse du GSF - 09/10/2007

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