PARTIE 2 (6 points) - LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE
 
Le jus de tofu devient de l’électricité
 

 À Kalisari, en Indonésie (Asie), on fabrique depuis des siècles du tofu qui est un fromage à base de lait de soja. On fait cailler le lait par ajout d’acide acétique (ou de vinaigre), puis on presse la pâte ainsi obtenue afin d’en extraire l’excédent de liquide. Cela correspond à une extraction de 33 litres de liquide par kilogramme de tofu.
Des milliers de litres de ce liquide étaient auparavant déversés dans les rivières de la région, souillant les cours d’eau et contaminant les rizières en aval. Ce liquide contient des matières organiques et constitue une partie importante des déchets évacués par des petites entreprises.
À présent, pas moins d’une centaine de petites entreprises évacuent leurs déchets grâce à un traitement dans des cuves où une transformation chimique se produit pour permettre la fabrication de biogaz.
Pour l’instant, les énergies renouvelables ne sont à l’origine que d’une infime partie de l’électricité générée dans cet archipel de 17 000 îles et îlots où vivent 255 millions d’habitants. Lors de la 21ème conférence des Nations Unies sur le climat à Paris (COP 21), l’Indonésie s’est engagée à réduire les émissions de gaz à effet de serre, et à produire 25 % de son énergie de source renouvelable d’ici à 2025.
Source : d’après http://www.ladepeche.fr

 
 
 
Document 1 : le biogaz
Le gaz naturel contient du méthane, du butane, du propane et d’autres espèces chimiques. Le biogaz, quant à lui, est composé environ de 60 % de méthane.
Sources : d’après http://www.co-meth.fr/
et http://www.ecobase21.net/
 
 
Document 2 : la cogénération
La cogénération est la production simultanée d’énergie électrique et d’énergie thermique (chaleur) à partir d’un combustible, ici le biogaz, dans un dispositif unique appelé cogénérateur et constitué d’un moteur et d’un alternateur.


Sources : d’après https://www.edf.fr/
et http://home.iesf.fr/
 
QUESTIONS :
Question 1 :
Pendant longtemps, les producteurs de tofu étaient dépendants des livraisons sporadiques des bouteilles de gaz naturel servant à alimenter leurs fours. À présent ils peuvent se procurer du biogaz à tout moment.
Expliquer pourquoi le biogaz peut être qualifié de ressource énergétique renouvelable.
 
Question 2 :
À Kalisari, grâce au seul usage du biogaz, les petits producteurs de tofu bénéficient d’électricité dans leur maison.
Préciser sans calcul si cette solution écologique serait suffisante à l’échelle de l’Indonésie, sachant que ce pays comporte des milliers de petits producteurs de tofu et plus de 60 millions de familles.

Question 3 :
Recopier le numéro de la bonne proposition de chaîne énergétique de l’ensemble constitué par le moteur et l’alternateur, sur la copie :
– Proposition 1 :


– Proposition 2 :


– Proposition 3 :


 
Question 4 :
En Indonésie, la production d’électricité se fait essentiellement grâce aux centrales thermiques à flamme utilisant du charbon. Une centrale de ce type peut délivrer une énergie électrique égale à environ 9,0×10 9 kWh pendant une année (soit environ 9 000 h).
4.1. Calculer l’énergie produite par un cogénérateur de puissance P égale à 100 kW pendant une année (soit environ 9 000 h).
4.2. En déduire combien il faudrait de cogénérateurs de même puissance électrique égale à 100 kW pour assurer une production d’énergie électrique identique à celle d’une centrale thermique à flamme pendant une année (soit environ 9 000 h).
 
Question 5 :
En prenant appui sur les documents, donner deux arguments montrant l’intérêt environnemental d’un dispositif méthanisation-cogénération à Kalisari.