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Énergie
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Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.

En physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...), c'est une grandeur scalaire (Un vrai scalaire est un nombre qui est indépendant du choix de la base choisie pour exprimer les vecteurs, par opposition à un pseudoscalaire, qui est un nombre qui...), exprimée en ML2T-2 (Joules). L'énergie est la mesure unifiée des différentes formes de mouvement. On distingue d'une manière générale l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique...), qui correspond à la mesure du mouvement des particules de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...), et l'énergie potentielle qui correspond à la mesure du mouvement des particules virtuelles assurant les interactions, c'est-à-dire à l'origine des forces. Ce sont les bosons médiateurs : le graviton (Le graviton est une particule élémentaire hypothétique qui transmettrait la gravité dans la plupart des systèmes de gravité quantique. Il serait donc le quantum de la force gravitationnelle. En langage courant, on peut dire que...) pour la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles « force (vertu) »...) gravitationnelle, le photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d'un point de...) pour la force électromagnétique (La force électromagnétique est, avec la force de gravitation, l'interaction faible, et l'interaction forte, l'une des quatre forces fondamentales de la physique. Lorsque l'on tient compte de la mécanique...), les bosons W+, W- et Z0 pour l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) faible, et les gluons pour l'interaction forte.

Un apport important de la physique est la conservation de l'énergie dans les systèmes fermés. Ce principe empirique a été validé, bien après son invention, par le théorème (Un théorème est une proposition qui peut être mathématiquement démontrée, c'est-à-dire une assertion qui peut être établie comme vraie au travers d'un raisonnement logique construit à partir d'axiomes. Un théorème est à distinguer d'une théorie.) de Noether. La loi de la conservation de l'énergie découle de l'homogénéité du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.). Elle énonce que le mouvement ne peut être créé et ne peut être annulé : il peut seulement passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) 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.

À ne pas confondre avec l'énergie libre (En thermodynamique l’énergie libre F (appelée aussi "énergie libre de Helmholtz") est une fonction d’état extensive dont la variation permet d'obtenir le travail utile susceptible d'être fourni par un système...), qui s'utilise essentiellement dans le cas de transformations isochores.

La foudre frappant au-dessus d'Oradea en Roumanie

Historique

Le mot énergie vient du bas latin energia qui vient lui-même du grec ?ν?ργεια (energeia) qui signifie " force en action "[1], par opposition à δ?ναμις (dynamis) signifiant " force en puissance ".

Après avoir exploité sa propre force, puis celle des esclaves, des animaux et de la nature (les vents et les chutes d'eau), l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...) a appris à exploiter les énergies contenues dans la nature et capables de lui fournir une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...) croissante de travail mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) par l'emploi de machines : machines-outils, chaudières et moteurs. L'énergie est alors fournie par un carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) ou énergie fossile (L'énergie fossile désigne l'énergie que l'on produit à partir de roches issues de la fossilisation des êtres vivants : pétrole, gaz naturel et houille. Elles sont présentes en quantité...).

L'énergie est un concept ancien. L’expérience humaine est que tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) travail requiert de la force et produit de la chaleur ; que plus on " dépense " de force par quantité de temps, plus vite on peut faire un travail, et plus on s'échauffe.

Comme l'énergie est nécessaire à toute entreprise humaine, l'approvisionnement en énergie est devenu une des préoccupations majeures des sociétés humaines.

Un Grec de l'antiquité possédait en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur...) cinq esclaves. Un ménage moderne avec un compteur électrique de 6 kW possède l'équivalent énergétique de 36 esclaves.

Énergétique

Relation entre les différents types d'énergies

Dans les sociétés industrielles, l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) humaine passe par la fourniture d'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel...) produite par des matières premières, principalement charbon, gaz naturel (Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d'un mélange d'hydrocarbures présent naturellement dans des roches poreuses sous forme gazeuse.), pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le...) 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 solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre, l'énergie solaire est à l'origine du cycle de l'eau et du vent. Le règne végétal, dont dépend le règne...), l'énergie éolienne ; l'énergie hydraulique (L'énergie hydraulique est l'énergie mise en jeu lors du déplacement ou de l'accumulation d'un fluide incompressible telle que l'huile, l'eau douce ou l'eau de mer.) des barrages est la plus importante des énergies renouvelables. (Voir aussi : politique énergétique (La politique énergétique est la politique adoptée par une entité vis-à-vis de la gestion de l'énergie.).) 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 :

  • en mécanique ;
  • en thermodynamique ;
  • en électromagnétisme ;
  • en mécanique quantique ;
  • mais aussi dans d'autres disciplines, en particulier en chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.).

Approche vulgarisée

Une unité " universelle "

L'énergie est un concept créé par les humains pour quantifier les interactions entre des phénomènes très différents ; c'est un peu une monnaie d'échange commune entre les phénomènes physiques. Ces échanges sont contrôlés par les lois et principes de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands...). L'unité officielle de l'énergie est le Joule.

Lorsqu'un phénomène entraîne un autre phénomène, l'intensité du second dépend de l'intensité du premier. Par exemple, les réactions chimiques dans les muscles d'un cycliste lui permettent de provoquer le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le sens En architecture navale, le...) du vélo. L'intensité de ce déplacement (c'est-à-dire la vitesse) dépend de l'intensité des réactions chimiques des muscles du cycliste, qui peuvent être quantifiées (la quantité de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le...) " brûlée " par la respiration, le métabolisme (Le métabolisme est l'ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue...) du muscle).

Prenons un exemple plus complexe. Un moteur à explosion (Le moteur à explosion est un type de moteur à combustion interne, il est principalement utilisé pour la propulsion des véhicules de transport (avion à hélice, automobile, moto, camion, bateau), ainsi que pour une...) fonctionne grâce à une réaction chimique : la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique (c’est-à-dire accompagnée d’une production d'énergie sous forme de chaleur ).) (ou " explosion ") qui a lieu à l'intérieur d'un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée courbe directrice et gardant une direction fixe. On parle aussi de surface...). La réaction du combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion.) (l'essence) avec le comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène.) (l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) de l'air) produit du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme...) avec émission de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à...), ce qui se traduit par une augmentation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...) et de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) dans le cylindre ; la différence de pression entre ce gaz et l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de l'autre côté du piston déplace ce dernier, qui va, à travers une transmission mécanique, faire tourner les roues (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par son centre.) ainsi qu'un alternateur qui va produire de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...). Au passage, il y aura des frottements mécaniques qui produiront un échauffement et une usure.

On a donc un réarrangement des molécules (rupture et recréation de liaisons chimiques) qui provoque une augmentation de la quantité de mouvement (En physique, la quantité de mouvement est la grandeur physique associée à la vitesse et la masse d'un objet. La quantité de mouvement d'un système fait partie, avec...) des molécules (ce qui se traduit par une augmentation de la température du gaz et donc une augmentation de sa pression). Ce dernier provoque le mouvement d'un solide (le piston), qui va entraîner un système de transmission, et pouvoir ainsi d'une part faire tourner un axe, qui peut être par exemple relié aux roues d'une voiture (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle...) ou bien à un alternateur. L'entraînement de la pièce mobile de cet alternateur va faire tourner un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne...) qui, par induction au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en...) d'une bobine, va provoquer un déplacement d'électrons (courant électrique).

Le concept d'énergie va permettre de calculer l'intensité des différents phénomènes (par exemple la vitesse (On distingue :) de la voiture et la quantité d'électricité produite par l'alternateur) en fonction de l'intensité du phénomène initial (la quantité de gaz et la chaleur produite par la réaction chimique de combustion).

Remarques
  • Dans les applications grand public, et notamment dans le domaine de la nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. La nutrition est...), on exprime fréquemment l'énergie en calories ; la calorie est en toute rigueur l'énergie qu'il faut fournir pour faire chauffer un gramme (Le gramme est une unité de masse du Système international (l'unité de base est le kilogramme) et du système CGS. L'abréviation du gramme est g.) d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) Celsius, mais les nutritionnistes nomment par simplification " calorie " ce que les physiciens nomment " kilocalorie ".
  • En électricité, on utilise le watt-heure (Wh), énergie consommée pendant une heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure...) par un appareil ayant une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) d'un watt, ou encore son multiple le kilowattheure (kWh) qui vaut 1 000 Wh. Celui-ci n'est pas très éloigné du travail que peut effectuer un cheval (Le cheval (Equus ferus caballus ou equus caballus) est un grand mammifère herbivore et ongulé appartenant à l'une des sept espèces de la famille...) en une heure (736 Wh par convention) excepté en termes de coût, car il revient en France en 2005 à 7 centimes d'euro.
  • Pour des raisons thermodynamiques (second principe), toute transformation énergétique réelle est irréversible, ce qui veut dire qu'en inversant l'opération (exemple : retransformer en mouvement via un moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]) électrique l'énergie produite par la dynamo (Abréviation de dynamoélectrique, dynamo désigne une machine à courant continu fonctionnant en générateur électrique. Elle a été inventée en Belgique en...) d'un vélo) on ne retrouve pas la quantité l'énergie consommée au départ. Cela est lié aux pertes.

L'énergie et la révolution industrielle

Le concept d'énergie est fondamental pour l'étude des phénomènes de transformation (comme la chimie et la métallurgie) et de transmission mécanique, qui sont la base de la révolution industrielle. Le concept physique d'énergie est donc logiquement né au XIXe siècle.

En 1686, Leibniz montre que la quantité m·v2, appelée " force vive ", se conserve. En 1788, Lagrange montre l'invariance de la somme de deux quantités, que l'on appellera plus tard " énergie cinétique " et " énergie potentielle ".

Au XIXe siècle, on parvient par une série d'expériences à mettre en évidence des constats ou lois :

  • On constate que la chute d'un poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la résultante...) donné d'une même hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) produit toujours le même échauffement (calorimétrie) ;
  • Et que si la vitesse finale n'est pas nulle, la hausse de température est moindre, comme si seulement une partie de la chute était convertie en vitesse et le reste en chaleur ;
  • De même un échauffement pourra produire une dilatation (La dilatation est l'expansion du volume d'un corps occasionné par son réchauffement, généralement imperceptible. Dans le cas d'un gaz, il y a dilatation à pression constante ou maintien du volume et augmentation de la...), une augmentation de pression, qui elle-même permettra de " produire un travail " par exemple en déplaçant une masse ;
  • Le total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple :...) est toujours conservé : ainsi naît le concept scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) d'énergie, " chose " encore indéterminée (En mathématiques, une indéterminée est le concept permettant de formaliser des objets comme les polynômes formels, les fractions rationnelles ou encore les séries formelles. On...) mais dont on postule une propriété :
L'énergie se conserve dans tous les phénomènes, devenant tour à tour, chaleur, pression, vitesse, hauteur, etc.

Ainsi, grâce à l'énergie, on peut mettre en relation des observations aussi différentes qu'un mouvement, une rotation, une température, la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) d'un corps ou d'une lumière, une consommation de sucre ou de charbon, une usure, etc.

Il apparaît également que si l'énergie se conserve et se transforme, certaines transformations sont faciles ou réversibles et d'autres non.

Par exemple, il est facile de transformer de la hauteur de chute en échauffement, on peut le faire intégralement, en revanche l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1...) est difficile (il faut des appareils complexes) et une partie de l'" énergie " devra être diffusée et donc perdue. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....) sera à la base de l'idée d'entropie (En thermodynamique, l'entropie est une fonction d'état introduite au milieu du XIXe siècle par Rudolf Clausius dans le cadre du second principe, d'après les travaux de Carnot[1]. Clausius a...).

À partir du concept de conservation de l'énergie (en quantité), on pourra regarder d'un œil différent des systèmes complexes (notamment biologiques et chimiques) qui violent apparemment cette loi et, on parviendra, moyennant de nouveaux progrès scientifiques, à toujours valider le postulat ou principe de conservation de l'énergie.

Énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) et ésotérisme

L'énergie est donc " quelque chose " qui se conserve. Cependant, cette notion de " quelque chose " est assez floue et assez bien illustrée par la boutade :

principe −1 de la thermodynamique : l'énergie existe, la preuve, c'est qu'on la paie

(référence aux principes de la thermodynamique).

Cette notion floue a laissé l'image dans de nombreux esprits d'une sorte de fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu compressibles. Dans...) qui passerait d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par...) à l'autre au cours des transformations, réminiscence du concept de phlogistique (La théorie du phlogistique est une théorie scientifique obsolète concernant la combustion. Elle a été développée par J.J. Becher à la fin du XVIIe siècle et fut prolongée et...) (un " fluide immatériel " censé véhiculer la chaleur)[2]. Cette vision, dite " substantialiste " a longtemps été sous-jacente par exemple dans les théories de la chaleur (concept de " chaleur-substance " ou calorique), jusqu'au milieu du XIXe siècle. On la retrouve d'ailleurs dans la terminologie moderne de " capacité calorifique ", " chaleur latente", etc.

Faute d'un vocabulaire plus approprié, le terme " énergie " revient fréquemment dans les discours pseudo-scientifiques (avec les ondes). On entend ainsi parler d'énergie " pure " (alors que l'énergie ne fait que décrire l'état de quelque chose d'autre), ou d'une " énergie encore inconnue "…

La différence entre les " énergies " du discours pseudo-scientifique se situe au niveau de la définition : en physique, l'énergie est une grandeur précisément définie, quantifiable et mesurable. Ceci implique que l'on puisse être capable de mesurer précisément l'énergie (cinétique, potentielle…) ou ses variations, au moins du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) théorique. Ceci n'est pas le cas des pseudo-énergies telle que " l'énergie psychokinétique " ou " cosmique " qui ne sont pas vérifiables ni réfutables, leur existence ne pouvant être prouvée et donc non scientifiques.

Ainsi lorsque l'on parle " d'énergie cinétique " d'un corps, celle-ci peut être précisément définie, pour un corps considéré comme ponctuel (En géométrie, un point est le plus petit élément constitutif de l'espace de travail.)[3], et en mécanique classique par la formule : E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}\,, v\, étant la vitesse du corps dans le référentiel d'étude du mouvement. La quantité est donc clairement définie, avec un domaine de validité précis (ici v ? c et hors domaine quantique, corps ponctuel). Aucune formule (ni à travers aucun fait) ne donnera jamais l'expression, même approximative, de " l'énergie psychokinétique " dans les croyances de l'ésotérisme…

Seule la mathématisation du concept d'énergie permet d'éviter les confusions et les contradictions inhérentes à l'ancienne vision substantialiste et holistique (Le holisme (du grec ολoς (holos) : entier) est un système de pensée pour lequel les caractéristiques d'un être ou d'ensemble ne peuvent être connues que lorsqu'on le considère et l'appréhende dans son ensemble,...). Ainsi l'énergie en général ne peut être définie : ce n'est autre qu'une grandeur physique (Une grandeur physique est un ensemble d'unités de mesure, de variables, d'ordres de grandeur et de méthodes de mesure (qui sont l'objet de la métrologie) lié à un aspect ou phénomène particulier...), numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une information dite...), associée à une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le qualifier à...) concrète (La concrète est une pâte plus ou moins dure obtenue après extraction d’une matière première fraîche d’origine végétale (fleurs, feuille) par solvants volatils (non...) (par exemple, le mouvement d'un corps pour l'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.), une interaction pour une forme d'énergie potentielle, etc.). C'est par le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) que la notion d'énergie atteint un degré d'objectivité adéquat en physique moderne.

La confusion est en partie entretenue par des simplifications de langage, où par commodité on énonce parfois que :

  • une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) est un transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la...) d'énergie sans transport de matière ;
    — ou bien —
  • la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et...) est une forme d'énergie : E = mc2 ;

alors que des formulations plus précises (mais parfois plus longues) seraient :

  • une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle...) propage une perturbation, dont l'intensité peut s'exprimer comme une énergie, sans transporter de matière ;
    — et —
  • la masse peut se transformer en photons (désintégration), en liaison nucléaire (La liaison nucléaire est le phénomène qui assure la cohésion d'un noyau atomique.) (la masse du noyau atomique (Le noyau atomique désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de neutrons (les nucléons). La taille du noyau (10-15 m) est considérablement plus...) est inférieure à la somme des masses des nucléons pris individuellement), des photons peuvent se transformer en masse (transformation d'un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement...) gamma en paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) électron-positron) ; l'intensité de la masse et peut donc comme tous ces phénomène s'exprimer sous la forme d'une énergie[4].

On ne peut donc pas séparer la notion d'énergie de la forme sous laquelle elle est stockée.

Énergie et arts martiaux

Dans beaucoup d'arts martiaux il est question d'énergie (ou de qi). Cependant, il faut plutôt y voir une métaphore de la volonté ou l'entraînement des pratiquants, qui n'a aucun rapport avec le terme scientifique énergie qui est une grandeur physique quantifiable et mesurable. Le qi est un concept spirituel, c'est un mot chinois qui a pour traduction " esprit ", " vapeur ", " exhalaison ", " fluide ", " influx ", " énergie ". Le concept indien qui s'en rapproche est le prana. Le qi peut aussi être appelé chakra ou énergie spirituelle.

Énergie en sciences physiques

C'est une grandeur en ML2T−2 (Joules).

En physique, l'énergie est une manière d'exprimer l'intensité des phénomènes ; c'est de fait une quantité mesurable, et qui s'exprime de manière différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide...) selon les transformations que subit un système (réaction chimique, choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.), mouvement, réaction nucléaire (Une réaction nucléaire est une transformation d'un ou plusieurs noyaux atomiques, elle se distingue d'une réaction chimique qui concerne les électrons ou les liaisons entre les atomes. Dans une réaction...) etc.). L'énergie se définissant de manière différente selon les phénomènes, on peut de fait définir diverses " formes d'énergie " (voir plus loin).

Par ailleurs, d'après la loi de causalité, un phénomène a une cause ; c'est la variation d'intensité du phénomène-cause qui provoque la variation de l'intensité du phénomène-effet. Si les intensités des phénomènes cause et effet sont exprimées sous la forme d'une énergie, on voit alors que l'énergie se conserve (voir ci-après).

L'unité du système international pour mesurer l'énergie est le joule (J).

Certaines activités utilisent d'autres unités, notamment l'électron-volt (1 eV = 1,602·10−19 J), le kilowattheure (1 kWh = 3,6  MJ), la calorie (4,18 J), la Calorie (alimentaire : 4 180 J ; notez le C capitale), et le kilogramme (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).) en physique relativiste.

La thermodynamique est la discipline qui étudie les transformations de l'énergie qui font intervenir l'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. Les transferts d'énergie thermique entre corps sont appelés transferts de chaleur et jouent un rôle essentiel...). Le premier principe affirme que l'énergie se conserve, le second principe impose des limitations au rendement de la transformation de l'énergie thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant...) en énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle...), électrique ou autre.

Énergie, puissance et force

Le mot " énergie " provient du mot grec signifiant " travail ". Mais le mot " travail " est aussi utilisé en physique pour désigner l'énergie fournie par l'action d'une force.

En physique, force et énergie sont deux manières différentes de modéliser les phénomènes. Par exemple, on pourra traiter la chute d'un objet soit :

  • avec les forces : en appliquant les lois du mouvement de Newton, en écrivant que l'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique, l'accélération est une grandeur vectorielle qui...) est proportionnelle à la force et inversement proportionnelle à la masse ;
  • ou avec les énergies : en formulant que la diminution de l'énergie potentielle gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) est égale à l'augmentation de l'énergie cinétique.

Le travail désigne donc l'énergie d'un phénomène qui peut aussi être modélisé par une force, c'est-à-dire un phénomène qui provoque une action dirigée dans une direction.

Cependant, certains phénomènes ont une action désordonnée, chaotique ; par exemple, l'agitation (L’agitation a comme principale fonction d’accélérer les transferts de grandeurs extensives au sein d'un fluide homogène ou d’une dispersion hétérogène au moyen d'un...) des molécules d'un gaz au repos (sans vent), ou bien l'agitation des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) d'un solide. Cette agitation désordonnée provoque la sensation de " chaud ", et elle est mesurée par un paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) appelé température. L'énergie liée à cette agitation désordonnée est appelée énergie thermique.

Rendement

L'énergie " libérée " par un phénomène se disperse entre plusieurs autres phénomènes.

Ainsi, dans une flamme (réaction chimique), une partie de l'énergie dégagée devient chaleur, une autre lumière, une autre fraction est stockée dans des molécules complexes, etc.

On nomme rendement le quotient entre l'énergie ayant la forme qui nous intéresse et l'énergie dépensée pour l'obtenir.

Dans le cas d'un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne, chimique,...), par exemple, ce qui nous intéresse est le mouvement mécanique produit. Le reste de l'énergie est au mieux considéré comme perdu (cas de ce qui part en chaleur dans les gaz d'échappement), au pire nuisible (cas de ce qui part en travail d'usure physique ou chimique du moteur).

Un moteur idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la...), qui convertirait toute l'énergie de combustion de l'essence en mouvement mécanique du véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.), aurait un rendement de 1 (ou de 100 %). En réalité celui-ci est aux alentours de 25 % seulement pour un moteur 4 temps, et un peu plus pour les turbines, en particulier industrielles.

Le rendement réel est bien sûr toujours inférieur à 1.

Dans certain cas, il peut apparaître un " rendement " apparent supérieur à 1 :

  • une pompe à chaleur (Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de le...) (ou un climatiseur inversé) donne couramment 3 fois plus de chaleur qu'on lui a injecté d'énergie électrique. C'est simplement parce qu'au lieu de dissiper cette énergie en chaleur par effet Joule (L'effet Joule est la manifestation thermique de la résistance électrique. Il se produit lors du passage d'un courant électrique dans tous matériaux conducteurs, à...), il est allé chercher des calories à l'extérieur (fût-ce dans une eau à 2°C, ce qui fait tout de même encore 275,15 kelvins). Le rendement énergétique est en fait égal à 1 (par définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.), puisque l'énergie se conserve), et l'on préfère nommer coefficient de performance le rapport des calories mises à disposition par la pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) à chaleur à celui qu'aurait assuré le seul effet Joule.
  • Un autre cas de rendement apparent supérieur à 1 provient d'une sous-estimation de l'énergie injectée pour des raisons historiques. Ainsi, les chaudières ont traditionnellement pour référence l'énergie " PCI " (Pouvoir Calorifique Inférieur) du combustible, qui suppose une combustion ne produisant que des gaz. Les chaudières à condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé (solide ou liquide). On peut expérimenter ce changement d'état...), capables de récupérer l'énergie thermique de la transformation de la vapeur () d'eau en liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), ont pu ainsi afficher des rendements apparents supérieurs à 1.

Loi de conservation (En physique, une loi de conservation (rien ne se perd, rien ne se crée) exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique isolé reste constante au cours de l'évolution de ce système. La liste suivante est une liste partielle...)

L'énergie est une quantité qui se conserve.

La notion de conservation est relativement simple à comprendre.

Si on met dans un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) quelque chose et que l'on ferme bien la boîte, l'on s'attend à y retrouver, lorsqu’on l’ouvrira ultérieurement, ce qu'on y a mis. Ceci en physique s'appelle un principe de conservation ; la boîte est l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) des phénomènes considérés. Si on ne retrouve pas tout, c'est que une partie a pu sortir sous une forme ou une autre ou même que ce qui manque (ou est en plus) a changé de forme et qu’on ne s'en est pas rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à la fois des objets et des sources...) compte. On a en fait " oublié de mettre un élément dans la boîte ", on a négligé d'inclure un phénomène dans le système.

Ce principe est tellement fort en physique qu’à chaque fois qu'il a paru ne pas être vérifié cela a conduit à des découvertes importantes. Chaque fois qu'il a semblé que l'énergie n'était pas conservée, il s'agissait en fait de sa transformation en une nouvelle forme. Par exemple, la radioactivité (La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie Curie pour le thorium,...) a un temps été interprétée comme la réémission de quelque chose qui était reçu de l'extérieur et l'explication est venue de l'équivalence masse énergie.

L'énergie dans un volume est donc d'office conservée, par principe, et si elle diminue dans le volume, c'est qu'une partie en est sortie... ou qu'elle s'est transformée en quelque chose qu'il nous faut identifier : chaleur, masse, rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple :...), etc. La perte d'énergie, même minime, est fréquemment due à sa transformation en énergie thermique.

On est tenté d'écrire :

" L'énergie se transforme d'une forme en une autre, mais ne disparaît jamais. "

La formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits homogènes, stables et possédant des propriétés spécifiques, en...) exacte serait :

" Lorsque l'intensité d'un phénomène varie, cela ne peut se faire que par la variation d'un autre phénomène ; la somme des énergies représentant l'intensité de ces phénomènes est une constante. "

Dans les processus radioactifs, le mouvement de la particule éjectée, ou l'impulsion du photon créé, provient de la disparition de la masse ; on écrit souvent par un raccourci que " l'énergie de masse (En 1905, Albert Einstein postule que la masse est une des formes que peut prendre l'énergie. Tout système au repos, de masse m, possède ainsi une énergie de masse E donnée par la célèbre relation...) se transforme en énergie cinétique ".

L'énergie d'une réaction chimique correspond à une variation de masse trop infime pour être mesurable, ce qui a fait croire un temps à la conservation de la masse (Avant de découvrir que la masse est une des formes de l'énergie, les lois de la physique et de la chimie avaient comme principe la conservation de la masse.) dans les réactions chimiques. De fait, on considère toujours actuellement que la masse se conserve lors d'une réaction chimique, mais l'on sait que c'est une approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de précision et d'exactitude, de quelque chose, mais encore assez significative pour être utile. Bien qu'une...).

Un résultat majeur de la physique théorique (La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en développe le formalisme mathématique.) se basant sur le formalisme lagrangien (Le lagrangien d'un système dynamique, dont le nom vient de Joseph Louis Lagrange, est une fonction des variables dynamiques qui décrit de manière concise les...), le théorème de Noether, montre que le fait que l'énergie se conserve est équivalent à la symétrie de translation dans le temps des équations de la physique.

Cette quantité est composée d'éléments divers (énergie thermique, énergie cinétique, énergie de masse, etc.), qui s'échangent dans un jeu qui est toujours à sommes nulles. Le théorème de Noether montre que cette caractéristique est équivalente à la symétrie des équations physiques par rapport à une translation dans le temps ou l'espace.

La conservation de la masse peut être vue comme une forme de conservation de l'énergie. C'est là le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du vieillissement, suivi de...) du E = mc2 d'Einstein.

Formes d'énergie

En pratique, on distingue souvent différentes " formes " d'énergie. Toutefois, il faut être conscient que l'énergie sert à mesurer l'intensité d'un phénomène, cette division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est...) n'est qu'une manière de faire correspondre l'énergie au phénomène qu'elle mesure. Par ailleurs, cette distinction n'a rien d'absolu, mais dépend uniquement de la position de l'observateur : le principe de relativité (Le principe de relativité affirme que les lois physiques sont les mêmes pour tous les observateurs. Ou, ce qui revient au même, que les lois physiques doivent s'exprimer de la même manière...) s'applique aussi à l'énergie, de sorte que le même phénomène pourra être analysé en terme d'énergie " cinétique ", " électromagnétique ", ou " potentielle "...

Les formes d'énergie classiquement considérées sont :

  • énergie cinétique : l'énergie associée au mouvement d'un corps ou d'une particule ; cela comprend également l'énergie électromagnétique (Les forces électrostatiques et magnétiques peuvent faire déplacer des objets à distance, il semble donc évident qu'à tout phénomène électromagnétique est associé une énergie potentielle, c'est-à-dire que si...) transportée par les photons (lumière, ondes radio, rayons X et γ...) ou par des particules chargées (énergie électrique) ;
  • énergie thermique : l'énergie cinétique d'un ensemble au repos ;
  • on peut dire que les autres types d'énergie sont des énergies potentielles : moyennant un petit changement, possible sans travail, un système instable se transforme en un système plus stable, avec dégagement de la différence d'énergie entre les deux systèmes (le plus stable ayant une énergie moindre) ;
    • énergie potentielle mécanique (L'énergie potentielle mécanique est l'énergie que possède un système du fait de sa position :) (énergie potentielle de gravité ou énergie potentielle élastique) qui forme avec l'énergie cinétique ce qu'on appelle l'énergie mécanique ;
    • énergie potentielle chimique ;
    • énergie potentielle électromagnétique (énergie potentielle électrostatique (L'électrostatique traite des charges électriques immobiles et des forces qu'elles exercent entre elles, c’est-à-dire de leurs interactions.) ou magnétostatique (La magnétostatique est l'étude des phénomènes où le champ magnétique est statique, c’est-à-dire ne dépend pas du temps.) ): position instable d'une ou plusieurs particule(s) chargée(s) dans un champ électromagnétique (Le champ électromagnétique est le concept central de l'électromagnétisme. On le conçoit souvent comme composition des deux champs vectoriels que l'on...), par exemple l'énergie stockée dans un condensateur (Un condensateur est un composant électronique ou électrique dont l'intérêt de base est de pouvoir recevoir et rendre une charge électrique, dont la valeur est proportionnelle à la tension. Il se...) ou dans une bobine électrique ;
    • chaleur latente ;
    • énergie libre.

Dans la théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de relativité date de Galilée. Les travaux d'Einstein en ont fait un important champ d'étude, tant...), Einstein établit l'existence de deux formes d'énergie seulement :

  • énergie cinétique, due à la masse et à la vitesse relative du corps ;
  • énergie de masse : masse et énergie au repos sont équivalentes (le fameux E= mc²). Cette forme d'énergie inclut toutes les formes d'énergies précédentes dans la vision classique : un apport d'énergie " classique " – telle que la tension (La tension est une force d'extension.) d'un arc – augmente la masse du système de façon généralement infime, sauf dans le cadre des réactions nucléaires. Par exemple, lors de fission nucléaire (La fission nucléaire est le phénomène par lequel le noyau d'un atome lourd (noyau qui contient beaucoup de nucléons, tels les noyaux d'uranium et de plutonium) est divisé en plusieurs...), la masse totale de matière diminue légèrement. La masse " manquante ", immatérielle, est sous forme d'énergie cinétique des particules ou énergie thermique. Dans les centrales nucléaires, cette énergie thermique est ensuite récupérée pour la production d'électricité.

L'énergie non-consommée ou économisée (on parle alors de Négawatt) peut aussi être considérée comme des gisements énergétiques. La valorisation de tels gisements est souvent très rentable et plus créatrice d'emplois que la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) de nouvelles ressources.

    • énergie fatale : c'est l'énergie inéluctablement présente ou piégée dans un processus ou un produit, qui parfois et pour partie peut être facilement récupérée et valorisée ;

Exemple : La France produisait dans les années 2000 plus de 25 millions de t/an de déchets ménagers dont 40 %, suite à des retards dans la mise en place du recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un...) étaient encore traités par incinération (L'incinération est une technique de destruction par le feu, ou plus précisément de transformation (cf. principe de la thermodynamique). Elle est utilisée dans deux principaux domaines :). Le pouvoir calorifique de ces déchets est une forme d'énergie fatale (Dans le domaine de la maîtrise de l'énergie et de la rudologie, l'expression "énergie fatale" désigne la quantité d'énergie inéluctablement présente ou piégée dans certains processus ou...). Sans récupération (récupération de chaleur, méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit par des...), hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) et/ou électricité, etc., éventuellement avec co-ou tri-génération, cette énergie serait perdue dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) (dans les décharges) ou rejetée dans l'atmosphère. La combustion de déchets peut produire de la vapeur qui peut alimenter des serres, des usines ou un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit...) urbain de chaleur. La méthanisation (La méthanisation, ou digestion anaérobie, est le processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène. Il se retrouve dans les sédiments, les...) des déchets organiques peut produire de substantielles quantités de méthane, et un compost (Le compostage peut être défini comme un procédé biologique contrôlé de conversion et de valorisation des matières organiques (sous-produits de la biomasse, déchets organiques d'origine biologique...) en un produit stabilisé, hygiénique,...) valorisable en agriculture.

Énergie et puissance

L'énergie dépensée pour créer un phénomène mesure l'ampleur du phénomène final. Cette énergie est fournie par un autre phénomène, appelé " phénomène moteur ".

Certains phénomènes moteurs vont faire le travail rapidement, d'autres plus lentement ; par exemple, un manutentionnaire gringalet mettra longtemps avant de monter des parpaings un par un en haut de l'échafaudage, alors qu'un manutentionnaire musclé en portera plusieurs à la fois et sera plus rapide (en revanche, le résultat final sera exactement le même).

Cette capacité à mobiliser beaucoup d'énergie en un temps donné est appelée puissance du phénomène moteur :

la puissance est l'énergie fournie par un phénomène divisée par la durée du phénomène, P = dE/dt.

La puissance se mesure en watts (1 W = 1 J/s)

Voir l'article détaillé Puissance.

Énergie dans le domaine du vivant

Chez les organismes vivants, l'énergie prend la forme d'énergie chimique soit directement disponible aux constituants enzymatiques des cellules (Adénosine tri-phosphate), soit stockées sous forme de sucres simples ou ramifiés (amidon), de graisse chez les animaux, d'||huile]]s chez les végétaux.

Transferts thermiques

Les transferts thermiques font partie d'un domaine de la thermodynamique appelé thermodynamique irréversible, c'est-à-dire, pour simplifier, que le phénomène ne peut pas revenir en arrière.

L'énergie transférée se présente essentiellement sous forme de chaleur qui va obligatoirement d'une zone chaude vers une zone froide. Ce transfert de chaleur (Un transfert de chaleur qu'il convient d'appeler transfert thermique ou transfert par chaleur est un transit d'énergie sous forme microscopie désordonnée.) peut être accompagné d'un transfert de masse (Dans le jargon automobile, le transfert de masse (souvent confondu avec le transfert de charge) se rapporte à la redistribution du poids soutenu par chaque pneu pendant l'accélération (longitudinale et latérale). Cela inclut...). Ce phénomène se présente sous trois formes différentes :

  • conduction ;
  • convection ;
  • rayonnement.

Chacun de ces trois modes est prépondérant dans son univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) de prédilection : la conduction dans les solides, la convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un...) dans les fluides (liquides, gaz), le rayonnement dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) (où c'est le seul mode possible).

La conduction

Se produit dans un solide, un liquide ou un gaz.

La convection

Se produit dans un fluide (liquide ou gaz) avec un mouvement de la matière, qu'il soit naturel ou forcé.

Le rayonnement

Se produit sans l’intermédiaire de la matière et peut donc se réaliser dans le vide.

Chaleur sensible (On appelle chaleur sensible la quantité de chaleur qui est échangée, sans transition de phase physique, entre deux corps formant un système isolé.) / latente

Approvisionnement en énergie

Les sources d'énergies utilisées par l'homme sont d'origine renouvelable ou non :

  • les énergies d’origine fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent,...) (gaz, pétrole, charbon) dans les voitures, les avions, les centrales thermiques... ;
  • l'énergie d’origine nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) obtenue par fission nucléaire (la fusion nucléaire (La fusion nucléaire (dite parfois thermonucléaire) est, avec la fission, l’un des deux principaux types de réactions nucléaires appliquées. Il ne faut pas confondre la fusion...) n'étant pas envisageable dans un avenir prévisible à court terme) ;
  • l'énergie d’origine biomassique (biomasse sèche, biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe...) humide et biocarburants) ;
  • l'énergie d’origine hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les champs d'investigation qu'elle propose regroupent plusieurs...) des fleuves, barrages et conduites forcées, renouvelable ;
  • l'énergie d’origine éolienne ;
  • l'énergie d’origine solaire (conversion de l'énergie lumineuse en chaleur ou en électricité : solaire photovoltaïque ; solaire thermique ; solaire thermodynamique) ;
  • l'énergie d’origine cinétique et potentielle liée au déplacement de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) sous l'action de la houle ;
  • l'énergie d’origine géothermique ;
  • l'énergie d’origine marémotrice ;
  • l'énergie d’origine maréthermique ;
  • l'énergie d’origine musculaire (conversion de sucres et/ou lipides et/ou amidons en chaleur et en mouvement).

Quelques chiffres intéressants

En 1960, 50 % de l'électricité produite en France venait de sources renouvelables (hydroélectricité). Le doublement de la consommation était prévu tous les dix ans (loi vérifiée depuis le début du siècle), et ce bon rapport ne pouvait être maintenu, tous les sites favorables étant équipés.

La relève fut assurée par le nucléaire qui fournit aujourd'hui 80% de l'électricité. La régularité du doublement en 10 ans a pris fin au moment du choc pétrolier (Un pétrolier est un navire citerne servant à transporter le pétrole ainsi que ses dérivés (essence). Pour le transport d'autres liquides, les navires ont d'autres appellations : les...) de 1973.

L'Allemagne a fait récemment grimper sa production d'électricité éolienne (Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement (dans le cas d'une éolienne de pompage), ou produire de l'électricité (dans...) de 38 % par an pendant deux années consécutives. Elle contribue pour 10 % de ses besoins.

Pour fixer les idées, les moteurs réunis de la fusée (Fusée peut faire référence à :) Saturne V dans les années 1960 consommaient à eux seuls pendant les quelques minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au...) de leur combustion une énergie équivalente à un millième de ce qui était brûlé en pétrole sur la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour...) pendant le même temps. (source : L'économie de l'énergie, Yves Manguy, Dunod)

Le prix du pétrole est en septembre 2004 voisin de 50 dollars le baril. Il reste à environ 50 dollars en mars 2005. Des experts ont fait savoir le 7 juin 2004 que ce prix ne pourrait se maintenir de façon viable et qu'à court terme une montée à 180 dollars le baril serait probable. L'augmentation des cours de 25 % entre juin et septembre 2004 attire à nouveau l'attention sur leur communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications,...) de l'époque :

  • Consommation d'énergie de quelques pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus souvent sous...) industrialisés, d'après les chiffres de L'état du monde 2004, Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les...), La Découverte, 2003 : on observe que les pays à climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se...) froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) (Scandinavie) et les pays immenses (États-Unis, Canada, Australie) consomment le plus d'énergie.
Consommation d'énergie de quelques pays
pays TEP (La tonne d'équivalent pétrole (symbole tep) est une unité d'énergie d'un point de vue économique et industriel.) par habitant
et par an
Islande (L’Islande, (en islandais Ísland, littéralement « terre de glace »), est un État insulaire de l’océan Atlantique Nord, situé entre le Groenland et...) 12,246
Luxembourg 8,409
Canada 8,156
États-Unis 8,148
Finlande 6,409
Belgique 5,776
Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de...) 5,740
Norvège 5,704
Suède 5,354

Selon le site du CEA, un parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à l’agrément. Il se distingue du Jardin public par le...) de 4 réacteurs à fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à température...) du type ITER pour une fourniture en continu de 4×1 500 MW (600 000 personnes) occuperait 1 km2 : http://www-drfc.cea.fr/ , sous réserve que la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) soit un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...) maîtrisée.

Notes et références

  1. Trésor de la langue française informatisée
  2. L'inadéquation de ce concept a été montrée par des machines à frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.), montrant qu'on pouvait tirer de la matière autant de phlogistique qu'on le désirait sans qu'elle se modifie en quoi que ce soit
  3. C'est-à-dire dont les dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son...) spatiales peuvent être considérées comme faibles devant une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa...) caractéristique de la situation envisagée. Ainsi la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...) (rayon RT ≈ 6 400 km) peut être considérée comme ponctuelle pour l'étude de son mouvement de révolution autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...) (rayon de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) 'R ≈ 1,5×108 k, périmètre (Le périmètre (du grec ancien : perimetros, mesure du tour) désigne la longueur totale du contour d'une surface. Le périmètre désigne aussi la ligne de forme quelconque qui ferme une surface, elle même de forme quelconque.) de l'ordre de 109 km). Cette approximation ne sera évidemment pas valable si l'on considère le mouvement de rotation propre de la Terre...
  4. Sachant que la relation E = m·c2 est vraie pour les seules particules et systèmes dotés de masse, quand ils sont au repos, et non pour les photons (voir à leur sujet : Impulsion).
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