Énergie solaire et combustibles fossiles
À l’échelle des temps géologiques, la matière organique issue de la photosynthèse peut, dans certaines conditions, être à l’origine des combustibles fossiles.
Quels sont les indices d’une origine biologique des combustibles fossiles ?
Objectif
Montrer que les combustibles fossiles se sont formés à partir de matière organique issue de la photosynthèse et expliquer en quoi les combustibles fossiles sont des sources d’énergie non renouvelables.
Documents
Durée de formation des combustibles fossiles
Les énergies fossiles (le gaz naturel, le pétrole et la houille dont on extrait le charbon) mettent des millions d’années à se former. La durée exacte de leur formation dépend de différentes conditions (température, pression, profondeur, etc.). Selon les spécialistes, les gisements actuels datent de deux périodes principales (200 à 350 millions d’années et 20 à 150 millions d’années). On estime que moins de 1 % de la biomasse des êtres vivants qui ont peuplé la Terre a formé les ressources fossiles.
On peut faire un petit calcul : si l’on compare la durée de formation des énergies fossiles (environ 200 millions d’années) à une durée d’une semaine, les hommes commencent à utiliser les énergies fossiles le dimanche à moins d’une seconde de minuit. À minuit, les énergies fossiles sont épuisées.
Formation du pétrole et du gaz
Formation du charbon
| Type de combustible fossile | Pouvoir calorifique par unité de masse (kJ.kg-1) | Émissions de gaz à effet de serre (kg de CO2 par kg de combustible brûlé) |
|---|---|---|
| Pétrole brut | 41,9 x 103 | 3,07 |
| Gaz naturel | 49,6 x 103 | 2,77 |
| Charbon (anthracite) | 26,7 x 103 | 2,64 |
Vocabulaire
- Combustible fossile
- combustible riche en carbone formé par la transformation de matière organique enfouie dans le sol pendant plusieurs millions d’années.
- Houille
- roche carbonée présentant 80 à 90 % de sa masse en atomes de carbone, et qui, lorsqu’elle est exploitée comme combustible fossile, est appelée charbon.
- Pouvoir calorifique par unité de masse
- énergie libérée par la combustion d’un kilogramme de matière.
- Roche carbonée
- roche résultant de l’enfouissement de sédiments riches en matière organique.
Questions
- Rédigez un texte expliquant les grandes étapes nécessaires à la formation du charbon.
- Comparez la formation du charbon et du pétrole sous forme de tableau.
| Formation de charbon | Formation de pétrole | |
|---|---|---|
| Matière organique d’origine | ||
| Durée de formation | ||
| Conditions de formation |
- Expliquez pourquoi les combustibles fossiles ne peuvent pas être considérés comme des énergies renouvelables à l’échelle du temps humain.
- Lister les avantages et les inconvénients de l’usage de combustibles fossiles.
- Expliquer en quoi les combustibles fossiles stockent indirectement l’énergie issue du Soleil.
Formation des combustibles fossiles
Dans certains environnements particuliers, une faible partie de la matière organique issue de la photosynthèse n’est pas décomposée et s’accumule dans les sédiments. Sur plusieurs dizaines de millions d’années, cette matière organique se transforme et forme des combustibles fossiles différents selon les conditions de formation et l’origine de la matière organique : le charbon d’une part, le pétrole et le gaz d’autre part.
Les combustibles fossiles, des ressources épuisables et polluantes
La durée très importante et les conditions particulières de leur formation font des combustibles fossiles des ressources énergétiques non renouvelables à l’échelle du temps humain. Ainsi, l’exploitation actuelle de ces énergies fossiles au niveau mondial et la relative rareté des stocks identifiés permet de prévoir que ces ressources finiront par être épuisées. Par ailleurs, l’utilisation des énergies fossiles repose uniquement sur la combustion qui émet des substances polluantes et de grandes quantités de gaz à effet de serre, contribuant au réchauffement climatique.
Les sources d’énergie fossile sont dites sources de stock. Ils fournissent principalement de la chaleur par combustion. Cette chaleur est utilisée pour se chauffer ou pour mettre en mouvement des machines ou des turbines pour produire de l’électricité.
Une énergie de stock est issue de matière dont on récupère une partie de l’énergie chimique (ou nucléaire) suite à sa transformation contrôlée.
Le Soleil à l’origine des vents
Les enjeux de la transition énergétique
La loi du 10 mars 2023 veut faciliter l’installation d’énergies renouvelables pour permettre de rattraper le retard pris dans ce domaine.
En 2020, la France était le seul pays à ne pas avoir atteint l’objectif fixé par l’Union européenne de 23 % de part de renouvelables.
L’objectif visé d’ici 2050 par le président de la République est de multiplier par dix la production d’énergie solaire pour dépasser les 100 gigawatts (GW), de déployer 50 parcs éoliens en mer pour atteindre 40 GW et de doubler la production d’éoliennes terrestres pour arriver à 40 GW.
Le texte, modifié et enrichi par les parlementaires, s’articule autour de quatre axes : planifier les énergies renouvelables, simplifier les procédures, mobiliser les terrains déjà artificialisés pour déployer les énergies renouvelables et mieux partager la valeur générée par ces énergies.
Pourquoi est-il nécessaire de mettre en place une politique de transition énergétique ?
Objectifs
- Rappeler le contexte économique et politique de la France lorsque le projet de loi a été débattu à l’Assemblée nationale.
- Relever les arguments qui expliquent la nécessité d’une politique de transition énergétique.
- À l’aide de vos connaissances et des activités menées, proposer un texte qui aurait pu être présenté à l’Assemblée nationale par un député pour enrichir le débat.
Questions
- Attribuer les atouts et les limites liées aux sources d’énergie suivantes : les combustibles fossiles, le vent et le Soleil.
- Rechercher les atouts et les limites liées à la production d’énergie nucléaire.
- Rechercher les atouts et les limites liées à la géothermie.
- Rappeler ce qu’est la biomasse. Comment la biomasse est-elle exploitée pour produire de l’énergie ?