PARTIE 2 (6 points) - LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Document 1 : l’énergie solaire

Le soleil est à l’origine de nombreuses ressources énergétiques exploitées sur Terre (énergie solaire, énergies fossiles ...). L’énergie solaire possède l’énorme avantage d’être inépuisable à l’échelle de la durée de vie du soleil, soit 5 milliards d’années. En plus, elle est extraordinairement abondante, puisque l’irradiation que le Soleil fait parvenir sur la Terre chaque année représente plus de 10 000 fois la consommation mondiale actuelle d’énergie primaire, toutes formes et tous usages confondus.

Il existe de nombreuses façons d’utiliser efficacement l’énergie solaire directe pour nos besoins. [...] La plus connue est l’utilisation passive du soleil qui va, par exemple, réchauffer votre maison en passant par les fenêtres et en étant stockée dans les murs. Il est donc nécessaire pour optimiser cet apport gratuit de chaleur de renforcer l’isolation du bâtiment. L’énergie solaire va aussi permettre de chauffer de l’eau à destination des usages sanitaires ou du système de chauffage d’une maison grâce à des capteurs solaires thermiques. [...] Il est également possible de produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire en utilisant des panneaux photovoltaïques.

D’après http://www.photovoltaique.info

Document 2 : produire son électricité

En produisant de l’électricité chez vous, de façon décentralisée, modulable et non polluante, vous participez à la limitation des pollutions et des rejets de gaz à effet de serre. [...]
Jouez la carte du solaire !

C'est l'énergie renouvelable la plus facilement valorisable pour vous. [...]. Le dispositif de production le plus courant est le solaire photovoltaïque. 25 m2 de modules peuvent produire en un an l’équivalent de la consommation électrique (hors chauffage, cuisine et eau chaude) d’une famille de 4 personnes, soit environ 2500 kWh.

La production électrique individuelle prend tout son sens quand elle s’intègre dans une démarche de maîtrise des consommations d’énergie : utilisation d’équipements électriques performants, suppression des veilles inutiles, habitudes d’économies d’énergie. Et tout cela, bien sûr, dans le cadre d’une maison énergétiquement performante.

C'est en général sur le toit de votre maison que vous trouverez la place nécessaire (10 à 30 m2) à l'installation de modules photovoltaïques. Mais vérifiez la bonne orientation de votre toit : au sud, c'est l'idéal (pour l'hémisphère Nord). Sud-est ou sud-ouest, c'est encore possible.

D’après http://ecocitoyens.ademe.fr/mon-habitation/renover/produire-son-electicite

Document 3 : cellule photovoltaïque au silicium

Le rendement d’une cellule photovoltaïque au silicium reste faible, voisin de 15 %. Le silicium, abondant sur Terre, constitue 28 % de l’écorce terrestre. Son extraction, sa purification et la technologie mise en œuvre pour réaliser les cellules restent coûteuses.

QUESTIONS

Question 1

Le document 1 mentionne les énergies fossiles.
a- Citer deux sources
d’énergie fossile.
b- Donner deux arguments en faveur d’une diminution de l’utilisation des énergies fossiles.

Question 2

D’après le document 2, la consommation électrique annuelle d’une famille de 4 personnes vaut « 2500 kWh ».
La valeur 2500 kWh correspond à :

Cocher uniquement la réponse exacte

l’énergie consommée en une heure.
la puissance consommée en une heure.
l’énergie consommée en un an.
la puissance consommée en un an.

Question 3

Le document 1 différencie trois types d’énergie solaire : le solaire passif, le solaire thermique et le solaire photovoltaïque.
Dans une maison exposée plein sud équipée de panneaux photovoltaïques et de capteurs solaires thermiques,
l’énergie solaire utilisée pour faire fonctionner un téléviseur est :
Cocher uniquement la réponse exacte

le solaire thermique.
le solaire passif.
le solaire photovoltaïque.
aucun des trois.

Question 4

D’après le document 3 :
a-
Quelle est la quantité d’énergie produite par un panneau photovoltaïque au bout d’un an ?
b- A
u bout de combien d’années un panneau photovoltaïque est-il rentable d’un point de vue énergétique ?

Question 5

Dans le document 2, on peut lire que les panneaux photovoltaïques permettent de produire de l’électricité de « manière non polluante ». Commenter et critiquer cette phrase en utilisant les documents et en vous appuyant sur vos connaissances.



Réponses

Barème

Question 1.a
Deux exemples d’énergie fossiles : pétrole, gaz naturel (et charbon)

2 x 0,5 point

Question 1.b

Les réserves d’énergies fossiles diminuent.
Leur combustion produit du dioxyde de carbone qui est un gaz à effet de serre.

0,5 point 0,5 point

Question 2
La valeur 2500 kWh correspond à l’énergie consommée en un an.

0,5 point

Question 3
Pour faire fonctionner un téléviseur : solaire photovoltaïque.

0,5 point

Question 4.a

L’énergie produite par un panneau photovoltaïque au bout d’un an vaut 100 kWh.

0,5 point

Question 4.b

La fabrication d’un panneau photovoltaïque nécessite une énergie de 250 kWh. Un panneau photovoltaïque produit 100 kWh par an. Il devient rentable au bout de 250/100 = 2,5 années.

1 point

Question 5

D’après le document 2, ils permettent de produire de l’électricité de manière « non polluante ». Mais les étapes de fabrication et de recyclage des panneaux (doc 3) ont un impact sur l’environnement : émission de gaz à effet de serre, rejets de produits chimiques.

De plus, même si leur utilisation comme ressource énergétique présente l’avantage d’utiliser une ressource inépuisable et abondante, leur coût est élevé (doc 3), leur rendement est faible (doc 3), ils sont encombrants (doc 2) et ils nécessitent une bonne exposition.

1,5 point