Rien ne se perd, rien ne se crée...

Si on s’en tient à sa définition grecque l’énergie (energeia) c’est la « force » en action. On pourrait alors considérer l’énergie comme tout ce qui permet de nous mouvoir, de produire de la chaleur, de nous éclairer... Un grand principe qui régit le comportement de l’énergie et qu’il faut connaître c’est

« Rien ne se crée, rien ne se perd tout se transforme ! »
Cette célèbre phrase du chimiste Lavoisier est valable pour l’énergie et suppose qu’elle peut prendre différentes formes et passer de l’une à l’autre (plus ou moins facilement). On lit, dit, et entend le plus souvent : « L’énergie se conserve »

En existe t-il plusieurs ?

L’énergie comme on l’a vu, peut prendre des formes diverses et faire des vas et viens entre celles ci.

L’énergie cinétique, est liée au mouvement d’un objet. Elle est définit conjointement par sa masse et par le carré de sa vitesse. Un camion et une voiture qui roulent à la même vitesse signifie une énergie cinétique plus grande pour le premier. Deux voitures identiques, l’une roulant à 100 km/h l’autre à 50km/h, signifie que la première a une énergie cinétique quadruple à la seconde.

L’énergie de gravitation (potentielle), est issue de la force qui attire deux objets massifs. Lorsque c’est la terre qui exerce son attraction sur d’autres objets on parle alors de la pesanteur. Grâce à cette pesanteur un objet en altitude acquiert de l’énergie potentielle qui est susceptible de se transformer en une autre forme d’énergie (cinétique le plus souvent).

L’énergie électrique c’est le mouvement de particules chargées (électrons) qui produit de l’énergie qu’on désigne donc par électrique et qu’on peut alors transformer en chaleur (fer à souder) en rayonnement (lumière d’une ampoule) ou en énergie mécanique (moteur).

L’énergie nucléaire provient des atomes et plus précisément de la force qui relie ses constituants (protons et neutrons). En « libérant » cette énergie on obtient alors énormément de chaleur qu’on peut convertir en électricité ! On parle la évidemment des centrales nucléaires.

Et on peut trouver l’énergie sous bien d’autres formes : radiative, chimique, thermique, élastique...

On a cité déjà nombre d’exemple de changement d’une forme d’énergie à une autre (d’électrique à mécanique...) mais on peut donner un dernier exemple de transformation très courante, celle de l’énergie cinétique à l’énergie potentielle :

Une pomme qui tient sur son pommier possède une énergie potentielle mais une énergie cinétique nulle. Lorsque qu’elle se décroche elle perd de l’énergie potentielle (elle tombe) pour gagner de l’énergie cinétique (elle prend de la vitesse).

OÙ PEUT-ON PRENDRE CETTE ENERGIE ?

On peut trouver toutes les différentes formes d’énergie (cinétique, potentielle, thermique, radiative...) soit stockées, donc à l’état d’équilibre, et on va essayer de la libérer, soit elle est en train de s’échanger et il faut alors l’intercepter pour l’utiliser sous la forme sous laquelle on veut s’en servir.

D’abord le première catégorie : parmi les stocks d’énergie on trouve depuis très longtemps le bois, le charbon, le pétrole, le gaz naturel qu’on récupère par combustion sous forme de chaleur. On peut citer également certains éléments radioactifs comme le plutonium ou l’uranium qui servent de combustible pour les centrales nucléaires.

L’autre catégorie c’est l’énergie qui « circule » comme c’est le cas pour l’énergie du soleil, du vent (éolienne) qu’on va récupérer et transformer (de l’énergie solaire à l’électricité par exemple).

JOULES, CALORIES, TEP ...ON PEUT LA MESURER AUSSI !

L’unité officielle c’est le joule ( J ), mais on utilise également ses différents multiples lorsqu’on ne veut pas se balader avec de trop grands nombres :

1000 J c’est 1KJ ( Kilo ),

1000000000 J c’est 1 GJ ( Giga ).

On fait appel aussi à d’autres unités plus appropriées à un type particulier d’énergie. En diététique par exemple on parle de calories perdues (ou gagnées !).
Une calorie correspond à l’énergie qu’il faut donner à 1 gramme d’eau pour augmenter sa température de 1 degré celsius. Ce qui donne une équivalence de 1 calorie pour 4,184 Joules.
A la maison pour quantifier l’énergie dépensée, la compagnie d’Electricité De France utilise le kilowattheure (kWh) ce qui correspond à 3600 kJ. Dans l’industrie pétrolifère on utilise plutôt la Tonne Equivalent Pétrole (TEP) pour mesurer l’énergie produite ou consommée par pays. En effet dans ces ordres de grandeurs le TEP, qui correspond à 42 GJ, est l’unité de mesure la plus adéquate. Le tableau qui suit récapitule ces équivalences :

COMMENT CLASSER L’ENERGIE ?

On classifie l’énergie en utilisant 3 types de distinction :

Noble ou dégradée : Tout se joue en fait au niveau microscopique. Si les molécules sont ordonnées, on parle d’énergie noble (facilement maîtrisable), c’est le cas de toutes les sources d’énergies, sauf...la chaleur.
L’énergie thermique est par définition un mouvement désordonné de molécules et on dit alors qu’elle est une source dégradée. Elle est par ailleurs beaucoup plus difficile à gérer, elle constitue souvent un facteur de perte de rendement important.

Niveau de conversion :
L’énergie se conserve mais peut se transformer. Quand on a une ou plusieurs étapes (chaîne énergétique) on la qualifie selon le degré de conversion de primaire, secondaire, tertiaire, etc...
On peut trouver d’autres qualificatifs comme énergie finale qui caractérise la dernière étape directement utilisable par l’homme ou l’énergie utile qui est la « vraie » énergie récoltée à partir de l’énergie finale. Par exemple un bateau à voile utilise le vent comme énergie primaire pour se mouvoir. L’essence qui fournit l’énergie thermique à une voiture est une énergie primaire !

Renouvelable ou pas ?
Elle est renouvelable lorsque les stocks se reconstituent ou s’ils sont quasi-infinis. Le charbon, le pétrole qui sont des énergies fossiles et donc en quantités restreintes ne sont pas renouvelables.
Pour le pétrole, notre source principale aujourd’hui d’énergie, le stock est estimé à seulement quelques dizaines d’année.
L’énergie solaire, le vent sont quasiment toujours disponibles.
La biomasse (le bois par exemple) si on évite la surexploitation en replantant des arbres, constitue aussi une source renouvelable.
A noter que renouvelable ne signifie pas forcément écologique même si c’est souvent très lié.