3e prépa-métiers | Physique-Chimie | L'énergie et ses conversions | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Lina branche une lampe sur la prise de sa chambre.
Adam, son frère : « L'électricité de la prise vient surtout des éoliennes. »
Lina : « Je ne crois pas. Elle vient surtout de centrales qui brûlent du charbon. Ça pollue. »
Avant de chercher, donne ton avis. Il n'y a pas de mauvaise réponse.
Qui a raison, selon toi : Adam, Lina, ou aucun des deux ?
Chacun peut avoir un avis différent. Pour savoir qui a raison, on ne devine pas : on regarde des chiffres réels. C'est le but de la partie 2.
En 2024, la France a produit 539 TWh d'électricité (1 TWh = 1 milliard de kWh). Le tableau dit d'où elle vient.
| Moyen de production | Sur 100 kWh produits |
|---|---|
| centrales nucléaires | 67,1 kWh |
| barrages (hydraulique) | 13,9 kWh |
| éoliennes | 8,6 kWh |
| panneaux solaires | 4,6 kWh |
| centrales à gaz | 3,2 kWh |
| bioénergies et déchets (on y brûle du bois, des déchets…) | 1,9 kWh |
| centrales au fioul | 0,3 kWh |
| centrales à charbon | 0,1 kWh |
Source : RTE (Réseau de transport d'électricité), Bilan électrique 2024 (France).
a) Relève le moyen de production qui donne le plus d'électricité.
b) Relève combien de kWh il donne, sur 100 kWh produits.
a) Les centrales nucléaires.
b) 67,1 kWh sur 100, soit 67,1 %. C'est environ 2 kWh sur 3.
Les barrages, les éoliennes, les panneaux solaires et les bioénergies utilisent l'eau, le vent, le Soleil et le bois.
Calcule 13,9 + 8,6 + 4,6 + 1,9. Résultat : kWh sur 100.
13,9 + 8,6 + 4,6 + 1,9 = 29 kWh sur 100, soit 29 %.
Les éoliennes seules ne donnent que 8,6 kWh sur 100.
Les centrales à gaz, au fioul et au charbon brûlent un combustible.
Calcule 3,2 + 0,3 + 0,1. Résultat : kWh sur 100.
3,2 + 0,3 + 0,1 = 3,6 kWh sur 100, soit 3,6 %. C'est très peu. Le charbon seul ne fait que 0,1 kWh sur 100.
RTE indique qu'en 2024, ces centrales ont produit moins que jamais depuis 1952.
Une source d'énergie, c'est l'endroit d'où vient l'énergie : le vent, le Soleil, le charbon…
Une source est renouvelable si la nature la refait vite. Elle est non renouvelable si son stock s'épuise.
Le charbon, le gaz et le fioul (du pétrole) se sont formés en des millions d'années. Le stock d'uranium des centrales nucléaires s'épuise aussi. Le bois repousse si on replante les arbres.
Complète la colonne « Renouvelable ? » avec oui ou non.
Aide : je me demande « la nature la refait-elle vite ? ».
| Source d'énergie | Renouvelable ? | Émet du CO₂ ? (question 6) |
|---|---|---|
| uranium (nucléaire) | ||
| eau d'un barrage | ||
| vent | ||
| Soleil | ||
| gaz naturel | ||
| bois | ||
| charbon |
Attention : le nucléaire est non renouvelable, car le stock d'uranium s'épuise.
Quand on brûle du charbon, du gaz, du pétrole ou du bois, cela produit un gaz : le dioxyde de carbone (CO₂). Trop de CO₂ dans l'air fait monter la température de la planète.
Une centrale nucléaire ne brûle rien. Une éolienne, un barrage et un panneau solaire non plus.
Complète la colonne « Émet du CO₂ ? » du tableau de la question 5 avec oui ou non.
Aide : je me demande « est-ce qu'on la brûle ? ».
Attention : le bois est renouvelable, mais quand on le brûle, il émet quand même du CO₂.
On compte aussi le CO₂ émis pour construire la centrale. C'est pour cela que l'éolienne ou le nucléaire en émettent un peu.
| Moyen de production d'électricité | CO₂ émis pour produire 1 kWh |
|---|---|
| centrale à charbon | 820 g |
| centrale à gaz | 490 g |
| panneaux solaires | 48 g |
| barrage (hydraulique) | 24 g |
| centrale nucléaire | 12 g |
| éolienne sur terre | 11 g |
Source : GIEC, 5e rapport, groupe III, annexe III (2014), valeurs médianes, en comptant la construction des installations.
Calcule 820 ÷ 12. Arrondis à l'unité. Ce nombre dit combien de fois le charbon émet plus de CO₂ que le nucléaire.
820 ÷ 12 ≈ 68,3, soit environ 68. Pour 1 kWh, le charbon émet environ 70 fois plus de CO₂ que le nucléaire.
En France, en 2024, l'électricité produite a émis en moyenne 21,7 g de CO₂ par kWh (RTE) : très peu, car elle vient surtout du nucléaire et des renouvelables.
Un convertisseur est un appareil qui change une forme d'énergie en une autre. On l'écrit dans un rectangle.
Le réservoir, c'est d'où vient l'énergie. On l'écrit dans un ovale.
Sur chaque flèche, on écrit une forme d'énergie : cinétique (ce qui bouge), électrique (le courant), lumineuse (la lumière), thermique (la chaleur)…
L'énergie utile est celle qu'on veut obtenir. L'énergie perdue ne sert pas : l'appareil chauffe.
Le vent fait tourner les pales de l'éolienne. Dans l'éolienne, une machine (un alternateur) produit du courant. La machine chauffe un peu.
a) Le vent, c'est de l'air qui bouge. Écris la forme d'énergie reçue par l'éolienne.
b) L'éolienne produit du courant. Écris la forme d'énergie utile.
c) La machine chauffe. Écris la forme d'énergie perdue.
a) Le vent bouge : énergie cinétique.
b) Le courant : énergie électrique (utile). Elle part dans le réseau électrique, jusqu'aux prises.
c) La machine chauffe : énergie thermique (perdue), vers l'air autour.
L'énergie électrique arrive par le réseau jusqu'à la prise. La lampe éclaire la chambre. Elle chauffe aussi un peu.
a) Écris la forme d'énergie reçue par la lampe.
b) Écris la forme d'énergie utile (ce qu'on veut obtenir).
c) Écris la forme d'énergie perdue.
a) Le courant de la prise : énergie électrique.
b) On veut de la lumière : énergie lumineuse (utile).
c) La lampe chauffe : énergie thermique (perdue), vers l'air autour de la lampe.
D'après le document 1, l'électricité de la prise vient surtout d'une centrale nucléaire. Son réservoir est l'uranium. L'énergie est cachée dans le noyau des atomes d'uranium.
Choisis la forme d'énergie de l'uranium : cinétique – nucléaire – lumineuse.
L'énergie du noyau des atomes : énergie nucléaire.
La centrale nucléaire est un convertisseur : elle reçoit de l'énergie nucléaire et donne de l'énergie électrique (utile). Elle chauffe aussi : énergie thermique (perdue).
Relis la situation. Qui avait raison : Adam, Lina, ou aucun des deux ? Explique avec un nombre du document 1.
Aucun des deux. En 2024, l'électricité vient surtout du nucléaire : 67,1 kWh sur 100.
Les éoliennes ne donnent que 8,6 kWh sur 100 (Adam se trompe). Le charbon ne donne que 0,1 kWh sur 100 (Lina se trompe).
Complète avec les mots : nucléaire – renouvelable – brûle – convertisseur – électrique – thermique.
Réponse à la problématique : l'électricité de la prise vient surtout des centrales nucléaires (67,1 %), puis des sources renouvelables (29 %). Les centrales qui brûlent du gaz, du fioul ou du charbon ne font que 3,6 %. Sur son trajet, l'énergie change de forme : cinétique (vent) ou nucléaire (uranium) → électrique (réseau et prise) → lumineuse (lampe). À chaque convertisseur, une partie est perdue sous forme thermique.
Sources : RTE, Bilan électrique 2024 (analysesetdonnees.rte-france.com) : production totale de 539 TWh en France, dont nucléaire 67,1 %, hydraulique 13,9 %, éolien 8,6 %, solaire 4,6 %, gaz 3,2 %, bioénergies et déchets 1,9 %, fioul 0,3 %, charbon 0,1 % ; production fossile au plus bas depuis 1952 ; 21,7 g de CO₂ par kWh produit en moyenne. GIEC, 5e rapport (2014), groupe III, annexe III, valeurs médianes pour le CO₂ émis par kWh selon le moyen de production.
📚 Après cette activité, le cours reprend ces idées : leçon du chapitre 10, sections 2 (les formes d'énergie), 3 (les sources d'énergie et le CO₂) et 4 (la chaîne énergétique).