Matière, mouvement, énergie, information

Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

Matériaux et objets techniques

La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement

Exemples de sources d’énergie utilisées par les êtres humains

Notions d’énergie renouvelable

L’énergie que l’on utilise pour se chauffer, s’éclairer, se déplacer, communiquer… provient des sources d’énergie disponiblessur Terre. Elles nous permettent de produire de l’énergie mécanique, électrique, thermique… pour satisfaire nos besoins.

On distingue : Les sources inépuisables (renouvelables)

Les sources en quantité limitée (fossiles)

Chauffage, produc-tion d’électricité, nourriture, propul-sion de véhicules, (biocarburant)

Chauffage, produc-tion d’électricité, lumière naturelle

Production d’électricité Production d’électricité

Chauffage, produc-tion d’électricité

Chauffage, production d’électricité, propulsion de véhicules (carburants)

Chauffage, production d’électricité, propulsion de véhicules (carburants)

Production d’électricité. Anciennement pour le chauf-fage, la propulsion de véhi-

Production d’électricité,

Une énergie est renouvelable quand elle est issue d’une source d’éner-gie qui se forme ou se reconstitue à l’échelle humaine. Les énergies solaire, (soleil), éo-lienne (vent), géothermique (chaleur terrestre), hydraulique (eau) et la biomasse (végétaux comme le bois par exemple), sont donc des éner-gies renouvelables car elles utilisent des ressources naturelles dispo-nibles et inépuisables.

SYNTHESE

alimenter / stocker

distribuer convertr transmetre Agir

A) La forme des énergies utilisées pour le fonctionnement d'un objet

Pour fonctionner un objet technique à besoin d'énergie. Pour les objets techniques utilisés dans les transports, la forme de l’énergie de fonctionnement peut-être :

m u s c u l a i r e é l e c t r i q u e s o l a i r e t h e r m i q u e h y d r a u l i q u e

et é o l i e n n e

Pour permettre le déplacement, ces énergies sont converties en énergie mécanique : production d'un mouvement.

B) Représenter la circulation de l’énergie dans un objet technique

Représenter la circulation de l’énergie dans un objet technique

C) Identifier les éléments constituants la chaine d’énergieIdentifier les éléments constituants la chaîne d’énergie

Pour qu’un objet technique se déplace, il faut :

• A l i m e n t e r en énergie de fonctonnement : pile, baterie, réservoir, nutriments, etc.

• D i s t r i b u e r cete énergie : fl électrique + interrupteur, tuyau+robinet

• C o n v e r t i r cete énergie en une autre énergie (ici mécanique - mouvement) : moteur, pédalier, etc.

• T r a n s m e t t r e l'énergie mécanique : chaîne, engrenage, courroie, etc

Bateries Fils électriques et accélérateur

Moteur Poulies + courroie

Roues

La trotnete est arrêtée

La trotnete avance

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Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

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SYNTHESE Forme d'énergie et chaîne d'énergiedans les systèmes

Matière, mouvement, énergie, information

Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

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Exemples de sources d’énergie utilisées par les êtres humains Formes d'énergie et chaîne d'énergie dans les systèmes

SYNTHESE

1. NATURE DES ENERGIES POUR LES MOYENS DE TRANSPORTS.Les moyens de transport sont propulsés avec de l'énergie. Cete énergie assure également le fonctonnement des diférents appareillages embarqués qui répondent à la sécurité et au confort des passagers (éclairage, chaufage, climatsaton, directon assistée ...).On distngue les énergies primaires présentent dans la nature, les énergies secondaires plus faciles d'utlisaton issues de la transformaton des énergies primaires et l'énergie utle qui réalise le travail utle recherché.

1.1 Quelques énergies primaires utlisées pour les moyens de transports Energie hydraulique Energie nucléaire Energie fossile Energie éolienne Energie solaire

1.2 Quelques énergies secondaires utlisées pour les moyens de transports Energie électrique Energie mécanique Energie chimique Energie musculaire Energie thermique

1.3 Quelques énergies utles utlisées dans les moyens de transports

Le déplacement des moyens de transports est le résultat d'une énergie mécanique. Cete énergie mécanique se manifeste par un mouvement : rotaton, translaton ou mouvement complexe (rotaton + translaton).

On trouve d'autres énergies fnales dans les moyens de transports : l'énergie lumineuse (phares), l'énergie sonore (klaxon) ...

1.4 Exemple : la locomotve à vapeur

3. CIRCULATION DE L’ENERGIE.2.1 Les principaux éléments du circuit de l'énergie et les fonctons associées.

Eléments de stockage : ils accumulent l’énergie et sont nécessaires à tous les moyens de transports autonomes. Ils réalisent la foncton STOCKER.Exemples : les bateries et condensateurs stockent l’énergie électrique, le réservoir stocke le carburant ...

Eléments de distributon : ils gèrent la mise à dispositon de l’énergie en modulant, si nécessaire, la quantté d'énergie distribuée (plus ou moins d'énergie).Ils réalisent la foncton DISTRIBUER (parfois nommée MODULER).Exemples : conducteur électrique, tuyau (durite), interrupteurs, boîter régulateur de vitesse, carburateur …

Eléments de transformaton : ils convertssent l’énergie reçue en une autre énergie.Ils réalisent la foncton TRANSFORMER (très souvent nommée CONVERTIR).Exemples : pédalier, moteur électrique, moteur thermique …

LES MOYENS DE TRANSPORT 1/2

Energie utile

Eléments de transmission : ils transmetent l’énergie converte aux pièces qui vont provoquer le déplacement.Ils réalisent la foncton TRANSMETTRE et parfois, également, la foncton ADAPTER s'ils modifent les caractéristques de l'énergie (plus ou moins de vitesse, de force, mouvement de rotaton en mouvement de translaton ...).

Exemples : chaîne, courroie, pignons, engrenages, arbre de transmission …

D'autres fonctons existent : PRODUIRE LOCALEMENT de l'énergie (panneaux solaires photovoltaïques, pile à combustble ...), ALIMENTER (qui peut englober les fonctons STOCKER et PRODUIRE LOCALEMENT), etc.

3.2 Représentaton du circuit de l'énergie : la CHAINE D'ENERGIE

Exemple : chaîne d’énergie du V.T.T.

Exemple : chaîne d’énergie de la moto.

4. IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT (air, eau et sol).Les moyens de transports se déplacent grâce à une source d'énergie. Cete énergie, en traversant les diférents consttuants, est transformée, converte, adaptée ... afn d'obtenir une énergie mécanique (mouvement de translaton du véhicule). Ce sont généralement ces actons sur l'énergie qui peuvent, suivant les cas, provoquer des nuisances pour l'environnement (air, eau et sol).

Les diférentes formes de pollutons nuisibles pour l'environnement et leurs principaux efets sur l'environnement

Polluton des sols : Contaminatons de l'eau et des cultures qui se transmetent aux organismes vivants dont c'est la nourriture.Polluton de l'eau : Ressources d'eau douce polluées. Déclin de nombreuses espèces animales voire dispariton, difcultés respiratoires

pour les animaux aquatques. Polluton des cultures et des sols par irrigaton.Polluton de l'air : Les gaz à efet de serre (GES) contribuent au réchaufement climatque, destructon de la couche d'ozone qui ouvre la

porte aux rayons ultraviolets nocifs, créaton de pluies acides qui provoquent de grands dommages à de nombreuses plantes et animaux, problèmes respiratoires chez l'homme et les animaux.

Polluton sonore : Impact sur l'écosystème (les animaux, efrayés changent d'habitats), réducton des espèces de la mer (baleines, dauphins) dont les actvités quotdiennes (chasse, navigaton) sont modifées en raison du bruit des forages en mer par exemple.

Polluton par déversements de pétrole : Mort de nombreux oiseaux et autres espèces.Polluton par les déchets nucléaires : Problèmes de reproducton et entraîne la mort de nombreux animaux.Polluton lumineuse : Perturbe la capacité de navigaton des animaux nocturnes et ainsi le bon fonctonnement de la chaîne alimentaire.

Le caractère plus ou moins polluant de quelques sources d'énergies pour les moyens de transport :Remarques

Essence, gazole, kérosène ...(carburants dérivés du pétrole)

Polluton importante (air)Emission de gaz à efet de serre (CO2), de partcules fnes ...

Risque de polluton des sols et de l'eau en cas de fuites de carburant.

GPL (Gaz de Pétrole Liquéfé = Propane+Butane)

Polluton réduite (air)Emission de gaz à efet de serre (CO2) réduite par rapport à l'essence ..., quasiment pas de partcules fnes ...

Hybride (essence + électricité, gazole + éolien, ...)

Polluton réduite (air)

L'hydrogène, air comprimé, électricité

Aucune polluton C'est la façon dont sont produites ces énergies qui peut nuire à l'environnement (ex : la producton d'électricité à partr de centrales à charbon est beaucoup plus polluante qu'avec des éoliennes ...)

Solaire, éolien Aucune pollutonMusculaire Aucune pollutonNucléaire (terrestre) Aucune polluton Ce sont les accidents et le traitement des déchets

nucléaires qui présente un impact important sur l'environnement (radioactvité).

LES MOYENS DE TRANSPORT 2/2

Limites du système : moto

EnergieMécanique

EnergieChimique Carburant

EnergieMécanique

EnergieMusculaire

EnergieMécanique

Limites du système : V.T.T.Energie

MécaniqueSTOCKERCycliste

TRANSFORMERPédalier

TRANSMETTRE et ADAPTERPlateau-Chaîne-Pignons-Roue

TRANSFORMERMoteur

STOCKERRéservoir

TRANSMETTRE et ADAPTERPignon-Chaîne-Couronne-

Roue

EnergieChimique Carburant

DISTRIBUERDurite-Carburateur

EnergieChimique mélange Carburant-air

EnergieChimique air