Comprendre l'énergie et pourquoi nous ne pouvons pas nous en passer
Article écrit sur base de la Rencontre ECOLO CG du 15/4/2025. Merci à Guillaume et Guillaume, Marie, Gilles et Pierre pour leurs contributions.
1. L’énergie, le travail, la chaleur sont des facettes différentes d’un même prisme et peuvent se transformer de l’un en l’autre.
Exemples :
L’énergie peut se transformer en chaleur
Quand ma voiture freine, les freins chauffent. Je transforme l’énergie cinétique de ma voiture en chaleur.
Quand je brûle du bois, cela chauffe bien aussi😊. Ici, c’est l’énergie chimique du bois qui est transformée en chaleur.
L’énergie peut se transformer en travail
L’eau qui descend d’un barrage en passant par une turbine la fait tourner. L’énergie (ici potentielle) de l’eau se transforme en rotation de la turbine (travail).
Une visseuse fonctionne car l’énergie accumulée dans la batterie est transformée en rotation du tournevis. Notez que cette énergie est aussi transformée en chaleur (la visseuse chauffe). Idem pour un moteur à essence : l’énergie chimique de l’essence est transformée en travail … et aussi en chaleur.
La chaleur peut se transformer en travail ou en énergie
Si je fais bouillir de l’eau, le couvercle se lève. La chaleur s’est transformée en travail. C’est le principe des premiers trains à vapeur.
Si je fais bouillir de l’eau et que je fais passer la vapeur dans une turbine liée à une dynamo, j’obtiens de l’électricité. Ici, la transformation est : de chaleur (eau qui bout) vers travail (rotation de la turbine) et ensuite de travail vers énergie (électricité).
Le travail peut être transformé en énergie ou en chaleur
Quand je pédale et qu’une dynamo est raccordée, cela produit de l’énergie électrique.
Quand je grimpe une montagne, mon travail est transformé en énergie potentielle (je suis plus haut) mais aussi en chaleur (j’ai vraiment chaud).
2. L’énergie n’est pas directement utile. On ne la mange pas.
Mais :
La transformation de l’énergie en chaleur est utile.
On se chauffe au bois depuis des millénaires.
Et nous avons et aurons encore besoin de nous chauffer. Cependant, vu l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre et la raréfaction des combustibles, nous devons réduire ou tenter de réduire nos besoins de chauffage.
La transformation de l’énergie en travail est utile aussi.
Les moulins à eau et à vent en sont les exemples les plus anciens. Regardez aujourd’hui le nombre de machines qui nous entourent. Elles ont toutes besoin d’énergie pour fonctionner.
Et nous ne pouvons et ne pourrons pas nous en passer. Mais, pour les mêmes raisons, cela n’empêche pas de tenter d’en réduire le nombre et leur consommation.
3. Afin de comparer les choses, nous avons besoin de mesurer.
Beaucoup d’unités différentes sont utilisées, pour l’énergie, pour le travail, pour la chaleur. Ici, nous vous proposons ici une seule unité, toute simple : le KiloWattheure, abrégé en 1 KWh. Notez que Kilo veut dire 1000.
1 KWh .... c'est :
Le travail physique ...
qu’un homme fort peut produire sur une journée complète ;
La chaleur ...
produite par la combustion de 0,1L d’essence ou de 100 grammes de charbon ;
Le travail mécanique...
fourni par un moteur à l’aide d’un quart de litre (0,25L) d’essence. En brûlant l’essence dans le moteur, on produit du travail, mais aussi de la chaleur, d’où la moindre efficacité que pour chauffer seulement;
l'énergie électrique...
utilisée par un spot de 100 watts qui éclaire votre maison pendant 10 heures. En effet, 100 watts * 10 heures = 1000 watts heures = 1 Kilo Watt heure.
Conclusion 1
Ces équivalences montrent que le travail physique d’un humain est facilement remplaçable par le travail effectué par une machine.
En effet, si la machine est construite, il suffit de 0,25 litre d’essence (0,40€, environ) pour produire l’équivalent du travail d’un homme sur une journée. Si j’utilise un moteur électrique, j’aurais besoin d’1 KWh d’électricité qui coûte aussi environ 0,40€ pour obtenir l’équivalent du travail d’un homme sur une journée.
Conclusion 2
Ceci doit être vu positivement. En effet, si je peux me procurer 1KWh d’énergie, je peux remplacer le travail éreintant de l’homme par celui d’une machine et ce, à un coût très faible. Aujourd’hui, un agriculteur muni d’un tracteur (machine) laboure 1 hectare en 1 heure. C’est juste merveilleux. Nous n’allons certainement pas retourner chacun à notre bêche pour le remplacer.
La question est donc : comment se procurer cette énergie, tellement utile, sans en avoir les effets secondaires néfastes ?