2 - LES MULTIPLES VISAGES DE L’ÉNERGIE
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De même, l’énergie solaire est a priori une énergie noble, transportée par un rayonnement ordonné. Sa dégradation par transformation en chaleur n’est pas inévitable.
Les mécanismes biologiques (assimilation chlorophyllienne, muscles) en convertissent une faible part en énergie chimique ou mécanique. Les piles photovoltaïques en
convertissent environ 10% en énergie électrique. Mais le progrès n’est pas limité
par des principes physiques.
En définitive, ce ne sont pas des raisons de principe qui nous obligent à passer par
la chaleur pour exploiter les énergies chimique et radiative, mais des questions de
faisabilité pratique, de connaissance scientifique ou technologique, de taille, lenteur
ou complexité trop grandes des mécanismes, ou de coût trop élevé.
2.2.3. STOCKAGE
Nous avons vu que certaines des formes de l’énergie sont emmagasinées dans la
matière, tandis que d’autres sont liées à des transferts. Evidemment, seules les
premières peuvent être utilisées pour le stockage, opération indispensable afin
d’assurer la souplesse d’emploi de l’énergie. Des énergies renouvelables comme
le solaire ou l’éolien sont intermittentes ; l’énergie électrique s’écoule dans les
conducteurs : il importe de savoir les mettre en réserve et les récupérer. Pour des
besoins particuliers, les modes de stockage de l’énergie sont multiples : chaleur
emmagasinée (en heures creuses) dans un chauffe-eau, énergie élastique dans un
ressort, énergie cinétique dans un volant en rotation rapide, énergie électrostatique
dans un condensateur chargé. Toutefois, seules deux formes d’énergie se prêtent
au stockage de quantités importantes d’énergie.
D’une part, l’énergie gravifique est mise en œuvre dans les barrages hydroélectriques. Ils assurent le stockage d’une énergie originellement apportée par le Soleil,
moteur de l’évaporation de l’eau de mer et de sa retombée sous forme de pluie.
Mais ils peuvent aussi être utilisés pour emmagasiner une énergie d’origine électrique, puis la restituer : on pompe de l’eau d’aval en amont en heures creuses et
on la laisse chuter en heures de pointe. Les énergies électrique et mécanique étant
toutes deux nobles, on peut rendre les pertes par dissipation relativement faibles.
D’autre part, la place prépondérante des carburants est liée au fait qu’ils emmagasinent de grandes quantités d’énergie chimique. Là encore, cette énergie leur a
été communiquée par le Soleil, lorsque dans un passé lointain se sont formés les
gisements de pétrole, de charbon ou de gaz. Malheureusement, il est difficile de
rendre une telle transformation réversible, en synthétisant des carburants à l’aide
d’une autre forme d’énergie. Des études sont cependant en cours pour y parvenir.
L’hydrogène, extrait de l’eau par électrolyse ou chauffage, puis utilisé dans une
pile à combustible pour produire de l’électricité (ce qui réduirait les pertes sous
forme de chaleur inhérentes aux moteurs thermiques), pourrait un jour remplacer
l’essence de nos voitures. L’énergie chimique associée, de 32 kWh/kg, est nettement supérieure à celle du pétrole (12 kWh/kg). Notons que, contrairement à ce
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De même, l’énergie solaire est a priori une énergie noble, transportée par un rayonnement ordonné. Sa dégradation par transformation en chaleur n’est pas inévitable.
Les mécanismes biologiques (assimilation chlorophyllienne, muscles) en convertissent une faible part en énergie chimique ou mécanique. Les piles photovoltaïques en
convertissent environ 10% en énergie électrique. Mais le progrès n’est pas limité
par des principes physiques.
En définitive, ce ne sont pas des raisons de principe qui nous obligent à passer par
la chaleur pour exploiter les énergies chimique et radiative, mais des questions de
faisabilité pratique, de connaissance scientifique ou technologique, de taille, lenteur
ou complexité trop grandes des mécanismes, ou de coût trop élevé.
2.2.3. STOCKAGE
Nous avons vu que certaines des formes de l’énergie sont emmagasinées dans la
matière, tandis que d’autres sont liées à des transferts. Evidemment, seules les
premières peuvent être utilisées pour le stockage, opération indispensable afin
d’assurer la souplesse d’emploi de l’énergie. Des énergies renouvelables comme
le solaire ou l’éolien sont intermittentes ; l’énergie électrique s’écoule dans les
conducteurs : il importe de savoir les mettre en réserve et les récupérer. Pour des
besoins particuliers, les modes de stockage de l’énergie sont multiples : chaleur
emmagasinée (en heures creuses) dans un chauffe-eau, énergie élastique dans un
ressort, énergie cinétique dans un volant en rotation rapide, énergie électrostatique
dans un condensateur chargé. Toutefois, seules deux formes d’énergie se prêtent
au stockage de quantités importantes d’énergie.
D’une part, l’énergie gravifique est mise en œuvre dans les barrages hydroélectriques. Ils assurent le stockage d’une énergie originellement apportée par le Soleil,
moteur de l’évaporation de l’eau de mer et de sa retombée sous forme de pluie.
Mais ils peuvent aussi être utilisés pour emmagasiner une énergie d’origine électrique, puis la restituer : on pompe de l’eau d’aval en amont en heures creuses et
on la laisse chuter en heures de pointe. Les énergies électrique et mécanique étant
toutes deux nobles, on peut rendre les pertes par dissipation relativement faibles.
D’autre part, la place prépondérante des carburants est liée au fait qu’ils emmagasinent de grandes quantités d’énergie chimique. Là encore, cette énergie leur a
été communiquée par le Soleil, lorsque dans un passé lointain se sont formés les
gisements de pétrole, de charbon ou de gaz. Malheureusement, il est difficile de
rendre une telle transformation réversible, en synthétisant des carburants à l’aide
d’une autre forme d’énergie. Des études sont cependant en cours pour y parvenir.
L’hydrogène, extrait de l’eau par électrolyse ou chauffage, puis utilisé dans une
pile à combustible pour produire de l’électricité (ce qui réduirait les pertes sous
forme de chaleur inhérentes aux moteurs thermiques), pourrait un jour remplacer
l’essence de nos voitures. L’énergie chimique associée, de 32 kWh/kg, est nettement supérieure à celle du pétrole (12 kWh/kg). Notons que, contrairement à ce