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 :

Réduire la consommation des avions avec un nouveau design

Un groupe de recherche de l'Université de Cambridge étudie un nouveau design qui devrait permettre aux avions de réduire leur consommation en énergie. Les études montrent qu'en insérant les réacteurs directement au-dessus des ailes, on réduit considérablement la force de traînée. En effet, avec un tel design, on élimine l'écoulement d'air à faible vitesse sur la face supérieure de l'aile qui est directement responsable de la force de traînée. Ainsi, en modifiant cette condition aux limites, les pertes par frottements de l'avion sont réduites de façon drastique et un gain de la consommation en énergie de dix à vingt pour cent peut être envisagé. Cette méthode déjà utilisée pour la propulsion des torpilles est appelée "ingestion des conditions aux limites".

Aujourd'hui, les moteurs d'avions fonctionnent de façon inefficace avec les flux d'air fortement non uniformes que l'on trouve au niveau des conditions aux limites. Toutefois des avions à ailes delta pourraient permettre de résoudre ce problème. Des chercheurs de Cambridge pensent introduire avant le réacteur une conduite profilée qui modifierait le flux d'air rentrant non uniforme en un flux uniforme. De telles recherches sont possibles aujourd'hui grâce aux méthodes numériques de simulations de l'aérodynamique.

Ce projet de recherche fait suite à la Silent Aircraft Initiative (SAI) qui avait été lancée en 2003 en partenariat avec le MIT (voir les Actualités scientifiques au Royaume-Uni de janvier 2007, p. 40). Cependant, ce nouveau design envisagé par l'Université de Cambridge semble difficilement compatible avec une réduction du bruit. L'interaction du débit d'air non uniforme avec la conduite et le réacteur est en effet potentiellement très bruyante.

Le Docteur Hall, directeur du projet à Cambridge, admet lui-même que la transition vers les ailes deltas dans l'aviation civile ne se fera sans doute pas avant une vingtaine d'année. Mais il affirme aussi que, compte tenu des avantages en terme de gains d'énergie qu'elle représente, l'aile delta sera un passage obligé.

Src: http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53075.htm

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