Détective de l'énergie : sources, conversions et bons gestes

Ce matin, ton réveil a sonné, tu as allumé la lumière, bu un chocolat chaud, puis tu es parti à pied, à vélo ou en voiture. Chaque fois, il a fallu de l'énergie. On ne la voit pas… mais on voit tout ce qu'elle permet de faire. Mène l'enquête : d'où vient-elle, comment change-t-elle de forme, et comment éviter de la gaspiller ?

1. L'énergie, c'est quoi ?

L'énergie, c'est ce qui permet de faire bouger un objet, de chauffer, d'éclairer ou de faire fonctionner un appareil. Elle existe sous plusieurs formes :

• l'énergie de mouvement : celle d'un ballon lancé, du vent, de l'eau d'une rivière ;
• l'énergie thermique : la chaleur ;
• l'énergie lumineuse : la lumière ;
• l'énergie électrique : celle du courant qui circule dans les fils ;
• l'énergie chimique : elle est stockée dans les aliments, le bois, l'essence ou une pile, et se libère quand on les utilise.

2. D'où vient l'énergie ? Les sources

Une source d'énergie est une ressource de la nature qui fournit de l'énergie. On en distingue deux familles.

Les sources renouvelables se reconstituent rapidement, à l'échelle d'une vie humaine : le Soleil, le vent, l'eau qui coule (rivières, barrages), le bois (si l'on replante les arbres) et la chaleur du sous-sol (la géothermie).

Les sources non renouvelables existent en quantité limitée : une fois utilisées, elles ne reviennent pas. Ce sont le pétrole, le gaz naturel et le charbon, appelés « énergies fossiles » car ils se sont formés à partir de restes d'êtres vivants enfouis pendant des millions d'années, et l'uranium, utilisé dans les centrales nucléaires.

Or, brûler du pétrole, du gaz ou du charbon rejette du dioxyde de carbone (CO₂), un gaz qui renforce l'effet de serre et provoque le réchauffement climatique.

Le Soleil chauffe tout ce qu'il éclaire. Une surface sombre absorbe davantage sa lumière et chauffe plus qu'une surface claire : voilà pourquoi un tee-shirt noir devient brûlant au soleil.

3. L'énergie se transforme

L'énergie ne sort pas de nulle part et ne disparaît jamais : elle change de forme. Beaucoup d'objets sont des convertisseurs : ils reçoivent une forme d'énergie et en fournissent une autre, ce que l'on représente par une chaîne d'énergie.

Exemple 1 — la lampe de poche. La pile stocke de l'énergie chimique. Quand tu appuies sur l'interrupteur, le circuit se ferme : la pile fournit de l'énergie électrique, que l'ampoule transforme en lumière… et un peu en chaleur.

pile (énergie chimique) → fils (énergie électrique) → ampoule → lumière + un peu de chaleur

Exemple 2 — le vélo à dynamo. Ta tartine contient de l'énergie chimique, que tes muscles transforment en mouvement : tu pédales. La roue fait tourner la dynamo, qui produit de l'électricité, et le phare s'allume. Avec un phare simple, sans pile, arrête de pédaler… et la lumière s'éteint !

Exemple 3 — l'éolienne. Le vent fait tourner les pales : l'énergie de mouvement du vent devient de l'énergie électrique, qui arrive par des câbles jusqu'à ta maison.

Une partie de l'énergie part presque toujours en chaleur inutile, dite « perdue ». Une ancienne ampoule à filament devient brûlante : elle transforme la plus grande partie de l'électricité en chaleur et très peu en lumière. Une ampoule LED éclaire autant en consommant environ 6 fois moins.

4. Pourquoi et comment économiser l'énergie ?

Produire de l'énergie coûte cher, épuise des ressources et pollue. L'énergie la plus propre est celle qu'on ne consomme pas ! Quelques gestes simples :

• éteindre la lumière en quittant une pièce ;
• éteindre complètement la télévision, la console ou l'ordinateur : en veille, un appareil continue de consommer ;
• prendre une douche courte plutôt qu'un bain : chauffer l'eau demande beaucoup d'énergie ;
• mettre un pull et baisser le chauffage : 19 °C suffisent dans les pièces où l'on vit, et chaque degré en moins économise environ 7 % de l'énergie de chauffage ;
• ne pas laisser la porte du réfrigérateur ouverte ;
• pour les petits trajets, marcher ou pédaler.

Exemple chiffré : la puissance d'un appareil se mesure en watts (W) : plus elle est grande, plus il consomme d'énergie à chaque seconde. On remplace 4 ampoules à filament de 60 W par 4 LED de 10 W qui éclairent autant. Avant : 4 × 60 = 240 W. Après : 4 × 10 = 40 W. Comme 240 ÷ 40 = 6, on consomme 6 fois moins pour le même éclairage !

À retenir

• L'énergie permet de bouger, chauffer, éclairer, faire fonctionner. Ses formes : mouvement, chaleur, lumière, électricité, énergie chimique.
• Les sources renouvelables (Soleil, vent, eau, bois, chaleur du sous-sol) se reconstituent ; les sources non renouvelables (pétrole, gaz, charbon, uranium) s'épuisent.
• L'énergie ne disparaît pas : elle se transforme, ce que montre une chaîne d'énergie ; une partie part souvent en chaleur perdue.
• Économiser l'énergie préserve les ressources, réduit la pollution et freine le réchauffement climatique.

★ Pour aller plus loin

Presque toute notre énergie vient, au départ, du Soleil. Les plantes captent sa lumière pour fabriquer leur matière : c'est l'énergie de tes aliments et du bois. Le Soleil chauffe l'air inégalement, ce qui crée les vents ; il évapore l'eau qui retombe en pluie et remplit les barrages. Même le pétrole vient d'êtres vivants qui ont poussé grâce au Soleil il y a des millions d'années ! Les exceptions sont rares : l'uranium, la chaleur du sous-sol… et les marées, dues surtout à la Lune. En Bretagne, l'usine marémotrice de la Rance en tire de l'électricité depuis 1966.

Enfin, ton corps est lui aussi un convertisseur : il transforme l'énergie des aliments en mouvement et en chaleur. Au repos, un adulte dégage à peu près autant de chaleur qu'une ampoule de 100 W : voilà pourquoi une salle pleine de monde se réchauffe toute seule !