Sources d'énergie renouvelables et non renouvelables — Exercices

Identifier, classer, raisonner et calculer. Corrigé en fin de fiche.

⏱ ~25 min✎ Calculatrice autorisée (exercices 4 et 5)

1Classer les sources d'énergie/ 4 pts

Pour chacune des sources d'énergie suivantes, indique si elle est renouvelable (R) ou non renouvelable (NR), et justifie en une phrase.

Le vent.
Le charbon.
L'énergie des marées.
L'uranium.

2Vrai ou Faux/ 4 pts

Indique si chaque affirmation est vraie ou fausse. Si elle est fausse, corrige-la.

Le pétrole est une source renouvelable car il en reste encore de grandes quantités sur Terre.
L'énergie solaire est renouvelable car le Soleil brille tous les jours.
L'énergie nucléaire est renouvelable car elle ne produit pas de $\text{CO}_2$.
La biomasse (bois) peut être renouvelable si les forêts sont replantées.

3Avantages et inconvénients/ 4 pts

Pour chaque catégorie, cite un avantage et un inconvénient.

Sources d'énergie renouvelables.
Sources d'énergie non renouvelables.

4Calcul : réserves de pétrole/ 4 pts

Les réserves mondiales de pétrole sont estimées à environ $1\,700$ milliards de barils. L'humanité consomme en moyenne $35$ milliards de barils par an.

En combien d'années ces réserves seront-elles épuisées si la consommation reste constante ? Donne le résultat arrondi à l'unité.
Le pétrole s'est formé en environ $300$ millions d'années. Pourquoi dit-on qu'il est non renouvelable, même s'il en reste pour plusieurs décennies ?

5Problème : équiper une maison/ 4 pts

Une famille veut réduire sa consommation d'énergie non renouvelable. Elle habite dans une région ensoleillée du sud de la France.

Cite deux sources d'énergie renouvelables adaptées à une maison en France.
Un panneau solaire produit en moyenne $5$ kWh par jour. Quelle énergie produit-il en une semaine ? En un mois de $30$ jours ?
La famille consomme $150$ kWh par mois. Combien de panneaux sont nécessaires pour couvrir toute sa consommation ?

Corrigé détaillé

1Classer les sources d'énergie

a) Le vent $\text{R — renouvelable}$ $\text{Le vent est engendré par les mouvements de l'atmosphère dus au Soleil : il se renouvelle en permanence.}$

b) Le charbon $\text{NR — non renouvelable}$ $\text{Le charbon s'est formé en plusieurs centaines de millions d'années à partir de végétaux fossilisés ; ses réserves sont limitées.}$

c) Énergie des marées $\text{R — renouvelable}$ $\text{Les marées sont causées par l'attraction de la Lune et du Soleil, phénomène permanent et inépuisable à l'échelle humaine.}$

d) L'uranium $\text{NR — non renouvelable}$ $\text{L'uranium est un minerai extrait du sous-sol en quantité limitée ; il ne se reconstitue pas.}$

2Vrai ou Faux

a) $\text{FAUX}$ $\text{Le pétrole est non renouvelable car il s'est formé en millions d'années. La quantité restante ne change pas ce fait : les réserves s'épuisent et ne se reforment pas.}$

b) $\text{VRAI}$ $\text{Le rayonnement solaire est une ressource permanente à l'échelle humaine : l'énergie solaire est bien renouvelable.}$

c) $\text{FAUX}$ $\text{L'énergie nucléaire est non renouvelable car l'uranium est un minerai en quantité limitée. Ne pas produire de CO}_2 \text{ est un avantage environnemental, pas un critère de renouvellement.}$

d) $\text{VRAI}$ $\text{La biomasse est renouvelable à condition que les forêts soient replantées pour compenser ce qui est consommé.}$

3Avantages et inconvénients

Renouvelables $\text{Avantage : ressource inépuisable à l'échelle humaine, faibles émissions de gaz à effet de serre.}$ $\text{Inconvénient : production variable selon la météo (pas de soleil la nuit, pas de vent toujours), coût d'installation parfois élevé.}$

Non renouvelables $\text{Avantage : forte densité énergétique, production stable et contrôlable à tout moment.}$ $\text{Inconvénient : réserves limitées, émissions de CO}_2 \text{ et de polluants pour les fossiles, déchets radioactifs pour le nucléaire.}$

4Calcul : réserves de pétrole

a) $\dfrac{1\,700}{35} \approx 48{,}6$ $\text{Les réserves seront épuisées dans environ } 49 \text{ ans (arrondi à l'unité).}$

b) $300 \text{ millions d'années de formation} \gg \text{durée de vie humaine}$ $\text{Même s'il en reste pour quelques décennies, le pétrole est non renouvelable car une fois consommé il faudrait 300 millions d'années pour en reformer : impossible à l'échelle humaine.}$

5Problème : équiper une maison

a) $\text{Sources renouvelables adaptées :}$ $\text{Énergie solaire (panneaux photovoltaïques) et énergie éolienne (petite éolienne). La biomasse (poêle à bois) ou la géothermie sont aussi envisageables.}$

b) $5 \times 7 = 35 \text{ kWh/semaine} \qquad 5 \times 30 = 150 \text{ kWh/mois}$ $\text{Le panneau produit } 35 \text{ kWh en une semaine et } 150 \text{ kWh en un mois de 30 jours.}$

c) $\dfrac{150 \text{ kWh/mois}}{150 \text{ kWh/panneau/mois}} = 1 \text{ panneau}$ $\text{Un seul panneau suffit : il produit exactement 150 kWh par mois, ce qui couvre entièrement la consommation de la famille.}$