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L'énergie mécanique

Associée aux objets, est la somme de deux autres énergies : l’énergie cinétique et l’énergie potentielle :

l’énergie cinétique est l’énergie des objets en mouvement ; plus la vitesse d’un objet est grande, plus son énergie cinétique est importante. L’énergie des cours d’eau (énergie hydraulique) et celle du vent (énergie éolienne) sont des énergies cinétiques. Elles peuvent être transformées en énergie mécanique (moulin à eau, moulin à vent, pompe reliée à une éolienne) ou en électricité, si elles entraînent un générateur.

l’énergie potentielle est l’énergie stockée dans les objets immobiles. Elle dépend de la position de ces derniers. Comme son nom l’indique, elle existe potentiellement, c’est-à-dire qu’elle ne se manifeste que lorsqu’elle est convertie en énergie cinétique. Par exemple, une balle acquiert, quand on la soulève, une énergie potentielle dite de pesanteur, qui ne devient apparente que lorsqu’on la laisse tomber.

L’énergie thermique
Il s'agit tout simplement de la chaleur. Celle-ci est causée par l’agitation, au sein de la matière, des molécules et des atomes. L'énergie thermique représente donc l'énergie cinétique d'un ensemble au repos.
Dans une machine à vapeur, elle est transformée en énergie mécanique ; dans une centrale thermique, elle est convertie en électricité. Le sous-sol renferme de l’énergie thermique (géothermie), qui est utilisée soit pour produire du chauffage, soit pour générer de l’électricité.

L’énergie chimique
L’énergie chimique est l’énergie associée aux liaisons entre les atomes constituant les molécules. Certaines réactions chimiques sont capables de briser ces liaisons, ce qui libère leur énergie (de telles réactions sont dites exothermiques).

Lors de la combustion, qui est l’une de ces réactions, le pétrole, le gaz, le charbon ou encore la biomasseconvertissent leur énergie chimique en chaleur – et souvent en lumière. Dans les piles, les réactions électrochimiques qui ont lieu produisent de l’électricité.

L’énergie rayonnante
C’est l’énergie transportée par les rayonnements. L’énergie lumineuse en est une, ainsi que le rayonnement infrarouge. Les deux sont émis, par exemple, par le Soleil ou les filaments des ampoules électriques.

L’énergie des rayonnements solaires peut être récupérée et convertie en électricité (énergie photovoltaïque) ou en chaleur solaire récupérée (solaire thermique).

L’énergie électrique
L'énergie électrique représente de l'énergie transférée d'un système à un autre (ou stockée dans le cas de l'énergie électrostatique) grâce à l'électricité, c'est-à-dire par un mouvement de charges électriques. Elle n'est donc pas une énergie en soi, mais un vecteur d'énergie. Le terme est toutefois communément utilisé par commodité de langage. Les systèmes pouvant fournir ces transferts électriques sont par exemple les alternateurs ou les piles. Les systèmes receveurs de ces transferts sont par exemple les résistances, les lampes ou les moteurs électriques.

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Les principales sources d'énergies non renouvelables sont des produits possédant des propriétés énergétiques intrinsèques (comme les matières fissiles utilisées dans le nucléaire) ou celles créées à partir de biomasse fossile que le temps a transformé en charbon ou en hydrocarbures (pétrole, gaz et huiles naturelles).

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L'énergie nucléaire est l’énergie libérée par les réactions de fusion nucléaire au sein des étoiles - par exemple le Soleil - ainsi qu'à la radioactivité naturelle, la principale source d'énergie du volcanisme de la Terre.L’énergie nucléaire est l’énergie associée à la force de cohésion des nucléons, la force nucléaire forte (protons et neutrons) au sein du noyau des atomes. Les transformations du noyau libérant cette énergie sont appelées réactions nucléaires. La force nucléaire faible régit les réactions entre particules et neutrinos. est utilisée dans les réactions de fission et fusion nucléaire.Une réaction nucléaire est une réaction dans laquelle un noyau interagit avec une autre particule (particule élémentaire, mais aussi noyau atomique ou rayonnement gamma) et subit un réarrangement nucléaire.Ces réactions sont d'autant plus faciles qu'elles conduisent à des configurations plus stables. Le différentiel d’énergie (correspondant au différentiel de masse) constitue alors l’énergie libérée par la réaction. Cette transformation de la masse en énergie.

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SCHEMA DE LA TRANSFORMATION DE L'EAU EN ENERGIE

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SCHEMA DE LA TRANSFORMATION DE L'EAU EN ENERGIE

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L'énergie hydraulique est l'énergie fournie par le mouvement de l'eau, sous toutes ses formes : chutes d'eau, cours d'eau, courants marin, marée, vagues ¹. Ce mouvement peut être utilisé directement, par exemple avec un moulin à eau, ou plus couramment être converti, par exemple en énergie électrique dans une centrale hydroélectrique.

L'énergie hydraulique est en fait une énergie cinétique liée au déplacement de l'eau comme dans les courants marins, les cours d'eau, les marées, les vagues ou l'utilisation d'une énergie potentielle comme dans le cas des chutes d'eau et des barrages.
L’énergie hydraulique est une manifestation indirecte de l’énergie du Soleil et de la force de gravité de la Lune, comme beaucoup de sources d’énergies renouvelables sur Terre (énergie éolienne, énergie des vagues, la biomasse, etc.)². Sous l’action du Soleil, l’eau s’évapore des océans et forme les nuages qui se déplacent au gré des vents. Des abaissements de température au-dessus des continents ³ provoquent la condensation de la vapeur d’eau. La pluie et la neige (les précipitations) alimentent ainsi les glaciers et l'eau des rivières qui s'écoulent petit à petit dans les océans, c'est le cycle de l'eau. La gravité de la Lune et celle du Soleil produisent les marées dont on peut exploiter l'énergie.

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Il y a deux sortes d'énergies : les énergies renouvelables et les énergies non renouvelables. Les énergies renouvelables sont des énergies qui peut s'utiliser à l'infini. Les énergies non renouvelables sont des énergies qui ne peuvent s'utiliser une fois se sont des énergies fossiles,exemple: pétrole, charbon, etc. Exemples d'énergies renouvelables :  bois ,eaux  ,vents , etc.

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L’énergie lumineuse du soleil est recueillie grâce à des capteurs sur des panneaux solaires et est convertie en énergie électrique (solaire photovoltaïque) ou thermique (solaire thermique, comme pour les chauffe-eaux solaires). L’installation de panneaux photovoltaïques peut permettre aux particuliers de subvenir à plus de la moitié de leurs besoins en chauffage (eau et habitation). A l'instar de l'énergie éolienne, le solaire photovoltaïque a une production intermittente en fonction des éléments. Dans le cadre d'une transition énergétique vers les énergies vertes, les Etats devront donc continuer de s'appuyer sur des sources d'énergie complémentaires.

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Cette énergie verte est promise à un bel avenir au vu de son caractère inépuisable. En théorie, capter un millième de l'énergie éolienne disponible sur Terre permettrait en effet de subvenir à la totalité des besoins mondiaux en électricité. Les progrès technologiques réalisés sur les dix dernières années ont permis de rendre les éoliennes à la fois plus efficientes et beaucoup moins coûteuses à produire.

Cependant elle présente l'inconvénient majeur d'avoir une production intermittente. Pour assurer la stabilité du réseau de transport d'électricité, la production d'électricité doit toujours égaler à peu près la consommation par les entreprises et les ménages, or on ne commande pas l'heure à laquelle souffle le vent. Les systèmes de stockage de batterie, qui doivent permettre de contourner ce problème, doivent gagner en efficacité sur les prochaines décennies : c'est à cette condition que les énergies vertes pourront devenir la première source d'énergie dans le monde.

L'implantation d'éoliennes terrestres suscite parfois l'hostilité des riverains car leur présence altère le paysage, génère du bruit et peut présenter un danger pour la faune locale. En France, l'Etat favorise désormais plutôt l'éolien maritime (offshore) et côtier, où les nuisances sont réduites, et où le rendement est souvent bien supérieur.

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Les énergies fossiles proviennent de la combustion de matières premières comme le charbon, le pétrole ou encore le gaz naturel. Ces combustibles sont le résultat d'un processus de fossilisation qui a pris plusieurs millions d'années, c’est pourquoi on les appelle « combustibles fossiles » produisant de l'« énergie fossile ». Les réserves en matières premières sont abondantes, mais malheureusement non renouvelables. Les énergies fossiles sont donc polluantes et leurs réserves ne sont pas infinies. Le gaz naturel est aujourd'hui l'énergie fossile la moins polluante, du fait de ses émissiosns de CO2 réduites. Cette source d'énergie est présentée aujourd'hui comme un bon complément aux énergies renouvelables, dont la production est intermittente, du fait de sa flexibilité.

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Les énergies renouvelables (ER) utilisent des flux inépuisables d'énergies d'origine naturelle (soleil, vent, eau, croissance végétale...). Ces énergies de l'avenir ne couvrent pourtant que 22% de la consommation mondiale d'électricité avec l'importance de l'hydroélectricité  qui représente les trois quarts de l'électricité issue des ER.

Les principaux intérêts des énergies renouvelables sont leur non épuisement et leurs émissions très limitées de gaz a effet de serre comme en témoigne l'analyse du cycle de vie de leur exploitation

Une énergie renouvelable est une énergie produite à l'aide de ressources renouvelables.
Ces ressources peuvent être "tirées" du soleil, du vent, de l'eau, de la chaleur du sous-sol …
Dans l'absolu une énergie renouvelable est autonome puisque la source n'a pas besoin d'être rechargée.
Cependant, le fait de "capter" et de "transformer" cette énergie renouvelable en énergie utile demande des ressources lors de sa fabrication, son installation, sa maintenance, son recyclage sans oublier l'acheminement de l'énergie.
On parle d'énergie grise.
On peut aussi faire la distinction énergie primaire/énergie utile.

Les énergies renouvelables, comme leur nom l’indique, ne sont pas tarissables. Appelées aussi « énergies vertes » ou « énergies propres » car provenant des phénomènes naturels (vent, rayonnement solaire, force des courants marins), elles ne causent aucune pollution directe - mais parfois indirecte à cause de l'extraction de minerais (lithium, coltan, cuivre...) permettant la création des éoliennes et panneaux solaires notamment. Leur exploitation est en plein essor : elles ne permettent pas encore de remplacer les autres sources d’énergie mais offrent la possibilité de réduire de façon significative l’utilisation des combustibles fossiles. La transition énergétique est par ailleurs l'un des plus grands défis du XXIème siècle.

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En fait, l'électricité sert principalement à amener l'énergie d'un endroit à un autre. C'est pourquoi on l'appelle un vecteur d'énergie.