« Energie »
ÉNERGIE La notion
La loi de conservation de l'énergie domine la physique. Cette loi est vérifiée dans les phénomènes purement mécaniques pour la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique. Cependant, elle semble mise en défaut chaque fois qu'il y a frottement et apparition de chaleur. Pour conserver l'énergie totale d'un système, il faut lui ajouter la quantité de chaleur reçue. […] Lire la suite
Les médias de la recherche « Energie » :
Énergie de source et énergie de fusion
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Énergie nucléaire
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Énergie potentielle
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Énergie de liaison
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ÉNERGIE Les ressources
L'énergie secondaire est la forme sous laquelle une énergie primaire est consommée, après avoir été transformée : ainsi de l'électricité ou des distillats pétroliers. Énergie renouvelable et non renouvelable. Les énergies non renouvelables sont les énergies de stock. Elles existent dans la nature en quantités finies, pas toujours connues avec précision. […] Lire la suite
ÉNERGIE POLITIQUES DE L'
Contrairement aux pays riches en énergie, voire exportateurs nets, les pays qui importent la plus grande partie de l'énergie qu'ils consomment vont mettre l'accent sur d'autres priorités dans leurs politiques énergétiques. La première est souvent une amélioration de l'efficacité énergétique, afin de réduire les quantités d'énergie consommées, donc, par définition, de réduire le montant de la facture. […] Lire la suite
ÉNERGIE Vue d'ensemble
Nul doute que, dans le langage courant, le terme énergie sera appliqué sans discernement à chacune des trois étapes, alors que seule celle où le travail a été défini est pertinente. Recensons les différentes formes que revêt l'énergie, en référence aux mécanismes par lesquels elle se manifeste. La première étape de ce classement consiste à distinguer deux formes radicalement différentes, l'énergie de mouvement et l'énergie potentielle, qu'on peut faire apparaître à partir d'un exemple simple : une balançoire. […] Lire la suite
BANDES D'ÉNERGIE THÉORIE DES
Dans un atome isolé, les électrons se répartissent, en obéissant au principe de Pauli, entre des niveaux d'énergie bien déterminés, pratiquement sans largeur. Quand on rapproche par la pensée N atomes (avec N ∼ 1023) pour construire un solide et qu'on oublie l'interaction entre les atomes, on est en droit de dire que chaque niveau atomique d'énergie εi donne naissance à N niveaux équivalents de même énergie. […] Lire la suite
STOCKAGE DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
100 de la capacité mondiale de stockage stationnaire) convertissent l’énergie électrique excédentaire sous forme cinétique par l’intermédiaire d’une masse (un cylindre en général) en rotation autour d’un axe, dans une enceinte sous vide pour limiter les pertes d’énergie par frottement. L’énergie cinétique de rotation du cylindre est ensuite reconvertie en énergie électrique. […] Lire la suite
TRANSFORMATEURS D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
Ils jouent un rôle essentiel dans le transport de l'énergie électrique à distance. En effet, les tensions de fonctionnement des machines génératrices n'excèdent pas une vingtaine de kilovolts en courant alternatif. Or le transport de grandes puissances sur des distances notables ne peut être réalisé de façon économique que s'il est effectué à très haute tension, soit plusieurs centaines de kilovolts. […] Lire la suite
THERMONUCLÉAIRE ÉNERGIE
Ce même plasma est également le siège de réactions de fusion qui sont, elles, productrices d'énergie et, par définition des sections efficaces (formule 1), on a : On a vu plus haut que l'énergie de la réaction, Efusion, apparaît sous forme d'énergie cinétique des produits de fusion, particules chargées ou neutrons. Examinons alors le devenir de cette énergie. […] Lire la suite
PHOTOSYNTHÈSE : CAPTURE DE L'ÉNERGIE LUMINEUSE
Il suggère ainsi l'intervention de deux événements photochimiques successifs dans la capture de l'énergie lumineuse. Par la suite, ces recherches déboucheront sur la mise en évidence des deux systèmes responsables de la capture des photons (photosystèmes I et II) et sur 1'élucidation des mécanismes par lesquels l'énergie des radiations électromagnétiques lumineuses est transformée en énergie chimique (synthèse d'ATP, production de NADPH). […] Lire la suite
PHOTOSYNTHÈSE ET ÉNERGIE LUMINEUSE (repères chronologiques)
Mayer, ayant formulé la loi de conservation de l'énergie, suggère que les plantes transforment 1'énergie solaire en énergie chimique. 1905 F. F. Blackman, en étudiant l'étude des facteurs limitants de la photosynthèse, notamment la température, est le premier à suggérer que celle-ci comporterait deux phases : l'une (chimique), sensible à la température ; l'autre (photochimique), insensible à la température. […] Lire la suite
A.I.E.A. (Agence internationale de l'énergie atomique)
s'est fixé deux objectifs majeurs : promouvoir l'énergie nucléaire et s'assurer de la vocation pacifique des transactions et activités nucléaires. Chaque État partie au Traité de non-prolifération bénéficie ainsi des garanties nucléaires de l'A.I.E.A. Celle-ci vérifie l'exactitude des déclarations que lui font les autorités nationales concernant les quantités, la présence et l'utilisation de matières nucléaires. […] Lire la suite
CEA (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives)
Le Commissariat à l'énergie atomique est institué le 18 octobre 1945 par le gouvernement provisoire du général de Gaulle, sur la proposition de Frédéric Joliot et de Raoul Dautry, nommés respectivement haut-commissaire et administrateur général délégué du gouvernement. Autour d'eux, Pierre Auger, Francis Perrin, Bertrand Goldschmidt, Irène Joliot-Curie et Jules Guérou veulent lancer la France dans la recherche et l'industrialisation de la nouvelle source énergétique que promettent les récentes découvertes de la physique nucléaire et dont les possibilités avaient été clairement exprimées dès 1939 par l'équipe française. […] Lire la suite
ÉNERGIES RENOUVELABLES
Ces considérations permettent d’introduire les notions d’énergie primaire et d’énergie finale qui sont couramment rencontrées dans les statistiques sur la production d’énergie (généralement en énergie primaire) et sa consommation (en énergie finale). On utilise également la notion de consommation d’énergie primaire. En effet, toute la production n’est pas consommée (constitution de stocks) et, surtout, les pays consommateurs ne sont pas toujours des pays producteurs. […] Lire la suite
ÉLECTRICITÉ Vue d'ensemble
Dans le domaine de l'électrotechnique, les récepteurs transforment l'énergie électrique en un autre type d'énergie : les moteurs électriques fournissent ainsi de l'énergie mécanique. Les générateurs électriques effectuent l'opération inverse ; en partant d'énergie mécanique, les alternateurs fournissent de l'énergie électrique sous forme alternative. […] Lire la suite
MÖSSBAUER EFFET
L'origine physique de l'effet Mössbauer Lorsqu'un noyau libre émet par désexcitation un photon gamma, il acquiert une énergie cinétique de recul ER = E02 / 2 mc2, E0 étant l'énergie de la transition nucléaire considérée, m la masse du noyau et c la vitesse de la lumière. D'après le principe de conservation de l'énergie, l'énergie Eγ du photon gamma émis est égale à la différence E0 − ER. […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES Accélérateurs de particules
La nécessité d’énergie croissante De 1930 à nos jours, l'énergie des accélérateurs destinés à la physique des particules a connu une croissance presque exponentielle. Après les synchrotrons à protons et à électrons des années 1950-1975, les collisionneurs, utilisant mieux l'énergie communiquée aux particules, permettent d'engendrer des objets quantiques de masses de plus en plus élevées. […] Lire la suite
PHOSPHAGÈNE
La première réaction est la source de l'énergie requise pour la contraction musculaire ; elle est irréversible. La deuxième réaction, réversible, permet d'une part la recharge rapide du muscle en ATP, d'autre part la mise en réserve de l'énergie par synthèse du phosphagène (une liaison forte par molécule) ; l'énergie nécessaire à cette synthèse provient de la glycolyse. […] Lire la suite
EXCITON
Quasi-particule utilisée en physique quantique pour décrire la propagation de l'énergie dans un diélectrique ou dans un semiconducteur par le mécanisme du transfert graduel (d'une molécule à la suivante). L'énergie transférée est une énergie d'excitation (« transfert d'excitation ») et les molécules restent en place, par opposition au transfert accompagné d'un transport de masse (diffusion) ou d'électricité (conduction électrique). […] Lire la suite
PHOTOÉLECTRIQUE EFFET
D'autre part, un photon d'énergie hν > Eg produit une énergie électrique au plus égale à Eg et un photon d'énergie hν < Eg ne produit aucune énergie électrique. Comme dans la lumière solaire, l'énergie des photons est répartie de zéro à l'infini avec un maximum qui se situe vers 2 eV ; l'énergie utilisable est maximale lorsque Eg se situe entre 1 et 2 eV. […] Lire la suite
DÉGÉNÉRESCENCE, physique
Le degré de dégénérescence (ou multiplicité) du niveau d'énergie W est le nombre g(W) d'états stationnaires distincts ayant la même énergie W, appartenant à une portion discrète du spectre. En particulier (d'après l'interprétation statistique du troisième principe de la thermodynamique), l'état fondamental d'un système (état stationnaire d'énergie minimum W0) est toujours non dégénéré : g(W0) = 1. […] Lire la suite
MATÉRIALISATION, physique
On appelle matérialisation toute transformation d'énergie en matière ; le seul processus connu de matérialisation est celui du photon d'énergie hν qui se convertit, au voisinage d'un noyau, en une paire électron-positron. Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où serait impossible la conservation du quadrivecteur énergie-impulsion du photon initial ; de plus, il est nécessaire que l'énergie du photon soit supérieure à la masse des deux électrons créés, soit 1,02 MeV. […] Lire la suite
MÉTABOLISME
Le principe de conservation de l'énergie et de la matière ne souffre aucune exception. Aussi les êtres vivants ne sont-ils que des transformateurs d'énergie : ils reçoivent du dehors de l'énergie chimique et ils la transforment en une autre forme d'énergie chimique ou en énergie électrique ou mécanique (cf. bioénergétique).Au flux d'énergie à travers l'organisme correspond un flux de matière. […] Lire la suite
ADÉNOSINE TRIPHOSPHORIQUE ACIDE (ATP)
Seules les deux dernières liaisons constituent ce que Lipmann a désigné sous le terme de « liaison riche en énergie », c'est-à-dire comportant une énergie potentielle chimique facile à libérer ou à transférer. L'hydrolyse de chaque liaison riche symbolisée par le signe ∼ libère une énergie comprise entre 4 000 et 16 000 calories. L'ATP peut se décomposer en libérant un radical phosphorique et l'acide adénosine diphosphorique (ADP) ou en libérant un radical pyrophosphorique et l'acide adénosine monophosphate (AMP). […] Lire la suite
EAU Dessalement de l'eau de mer
C'est donc le critère de la forme d'énergie disponible (vapeur à basse pression ou énergie noble) et les possibilités d'entretien mécanique (compresseur) qui guideront le choix dans le cas de besoins modestes (inférieurs à 1 000 m3/j). Pour les très grandes installations, la production d'eau douce est quelquefois couplée avec celle d'énergie électrique (fig. […] Lire la suite
ÉQUILIBRE, physique
État d'un système qui correspond à un minimum de la fonction d'énergie pour le paramètre considéré. On distingue deux sortes d'équilibre : l'équilibre statique, où le système et le milieu n'échangent pas d'énergie, et l'équilibre dynamique, où la quantité d'énergie cédée par le système au milieu ambiant est égale à la quantité d'énergie cédée par le milieu au système. […] Lire la suite
GÉODYNAMIQUE
Un autre facteur peut très bien augmenter l'énergie mécanique qu'ils produisent : c'est la différenciation par gravité. Si les éléments plus légers s'échappent vers le haut de la masse brassée (et nous en avons la preuve avec les éléments volatils qui s'échappent des volcans), les plus lourds vers le bas, la différence de densité entre branches ascendantes et descendantes se trouve augmentée, et donc aussi l'énergie produite, cela aux dépens de l'énergie potentielle de gravitation de la Terre. […] Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) Faisceaux d'ions lourds
Par exemple, un ion de masse atomique 100 (environ 100 nucléons) porté à une charge 35+ peut atteindre dans les accélérateurs actuels une énergie de 5 GeV. Mais sa vitesse est celle d'un proton de 50 MeV. On a l'habitude de parler de l'énergie par nucléon, c'est-à-dire de l'énergie totale divisée par le nombre de nucléons constituant le projectile. […] Lire la suite
MATIÈRE (physique) État gazeux
Dans l'approximation de l'oscillateur harmonique, l'énergie de vibration d'une molécule diatomique (Ev) s'exprime en fonction du nombre quantique de vibration v = 0, 1, 2... et de la fréquence de vibration ν : Les niveaux vibrationnels ne sont pas dégénérés (gv = 1). Par conséquent la fonction de partition s'écrit : et l'énergie interne de vibration : Cette énergie correspond à un seul degré de liberté, mais à deux formes d'énergie : l'énergie cinétique et l'énergie potentielle. […] Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) Noyau atomique
Dans ce nouveau repère du champ et ce nouveau vide d'excitation, chaque état est caractérisé par son moment cinétique j et son énergie est donnée, compte tenu de l'énergie d'appariement Δ, par : où εj est l'énergie de l'état correspondant du potentiel moyen repérée par rapport à son niveau de Fermi. En particulier, dans ce modèle inspiré de la théorie dite de B. […] Lire la suite
INTERFACES
Les mesures de profondeur et d'écartement de ce sillon permettent d'évaluer l'énergie interfaciale du joint. Facteurs influençant l'énergie superficielle La température De façon générale, une élévation de température augmente l'agitation thermique et diminue l'énergie de liaison intermoléculaire, donc elle abaisse l'énergie superficielle. À la fusion, il y a une brusque diminution de cette énergie, puis on arrive à une température critique pour laquelle l'énergie superficielle s'annule : les forces de cohésion disparaissent et la substance ne peut exister qu'à l'état gazeux. […] Lire la suite
ŚĀKTI
Ce sont d'abord la Parāśakti, déjà mentionnée, non distinguée de Śiva, l'Ādiśakti, « énergie première », encore indifférenciée ou Cicśakti, « énergie de pensée ». Puis trois formes spécialisées : Icchāśakti, « énergie d'impulsion », par laquelle Śiva est ému de compassion pour les êtres ; Jñānaśakti, « énergie de connaissance », ou Sakṣācśakti, « énergie de vision directe », et Kriyāśakti, « énergie d'action », par lesquelles Śiva connaît et agit dans le monde. […] Lire la suite
ASTROPARTICULES
Les rayons cosmiques de très haute énergie Les rayons cosmiques font l'objet de mesures intensives depuis le milieu du xxe siècle et l'on sait que leur spectre en énergie diminue suivant une loi de puissance décroissante pour atteindre un flux de une particule par kilomètre carré et par siècle à l'énergie de 1020 électronvolts. Des détecteurs au sol de grande surface observent les cascades de particules – appelées grandes gerbes – qui se développent dans l'atmosphère. […] Lire la suite
ANTIMATIÈRE
En résolvant cette dernière, on obtient les états d'énergie E : où m est la masse de la particule, et p son impulsion. Il apparaît qu'outre des états d'énergie positive E (acceptables) on a aussi des états ayant une énergie négative. L'état fondamental d'une particule étant celui où son énergie est minimale, les électrons devraient alors passer à des états d'énergie de plus en plus négative d'où ils ne pourraient plus revenir. […] Lire la suite
THERMODYNAMIQUE Lois fondamentales
L'énergie U se présente donc comme une fonction d'état, et le premier principe de la thermodynamique exprime dans sa généralité une propriété de conservation de cette énergie, car, pour un système isolé du monde extérieur, on a Q = 0 et W = 0, ce qui entraîne U1 = U2. D'où le nom de principe de la conservation de l'énergie, dont l'adoption revient à admettre l'impossibilité d'un moteur perpétuel et exige, en outre, l'abandon du vieux concept de calorique (cf. […] Lire la suite
MASSE, physique
Le second terme, E0 = mc2, est l'énergie du corps au repos (v = 0) ; c'est donc son énergie interne, dite encore énergie de masse. L'identification qui apparaît ainsi entre masse et énergie interne (au coefficient c2 près) est l'une des conséquences les plus célèbres et les plus marquantes de la relativité d'Einstein. C'est ce qu'on appelle, un peu rapidement sans doute, l'« équivalence masse-énergie ». […] Lire la suite
RELATIVITÉ Relativité restreinte
L'équivalence masse-énergie est aussi la cause du dégagement d'énergie par le Soleil (et en général les étoiles), qui transforme, chaque seconde, quatre millions de tonnes de matière en énergie rayonnée. Dans ce cas, c'est la fusion de noyaux d'hydrogène en noyaux dont la masse est inférieure à la somme des masses des protons et des neutrons constituants. […] Lire la suite
MÉTABOLISME, notion de
Au-delà de leurs spécificités, il est remarquable que ces processus aboutissent à une forme identique de stockage à court terme et d'échange de l'énergie chimique, l'ATP (adénosine triphosphate). L'ATP fournit l'énergie nécessaire à de nombreuses réactions par couplage de la rupture d'une de ses liaisons chimiques, qui libère du phosphate, avec la réaction demandeuse d'énergie. […] Lire la suite
MAYER JULIUS ROBERT VON (1814-1878)
Ce phénomène semblait confirmer la théorie selon laquelle la chaleur du corps résulte de l'énergie chimique des aliments. Mayer pense même que l'énergie mécanique des muscles a la même origine : énergie mécanique, énergie chimique et chaleur seraient équivalents et mutuellement convertibles. Revenu en Allemagne, il se fixe comme médecin dans sa ville natale, Heilbronn, et poursuit ses recherches. […] Lire la suite
CONFORMATIONS, chimie
Cette énergie potentielle varie sinusoïdalement en fonction d'α (angle de torsion par rapport à la conformation décalée) : la variation de V peut s'exprimer avec une excellente approximation dans la relation V = V0(1 + 3cos α) / 2, où V0 est la différence d'énergie entre les deux conformations remarquables (1) et (2). Cette barrière d'énergie est de l'ordre de 12,5 kJ/mole. […] Lire la suite
PHOTOCHIMIE
Le niveau d'énergie électronique le plus bas, dit fondamental, est représenté schématiquement par un trait plein. L'excitation par un rayonnement lumineux d'énergie appropriée va promouvoir un des électrons dans un niveau d'énergie électronique supérieur et provoquer des vibrations complexes de la molécule. Cette excitation, qui a lieu dans un temps de l'ordre de 10−17 s, est représentée par une flèche verticale orientée vers le haut. […] Lire la suite
CATABOLISME
Processus biochimiques de dégradation exoénergétiques subis par des molécules organiques dans les cellules vivantes pour aboutir au transfert d'une partie de leur énergie potentielle sur des molécules telles que l'acide d'adénosine triphosphorique (ATP). Celles-ci fourniront, le cas échéant, l'énergie nécessaire. Elle peut être source d'énergie mécanique, électrochimique, thermique, etc. […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES Caractères généraux
Les énergies en jeu sont grandes par rapport à l'énergie de masse d'un méson π (0,14 GeV). Rien n'empêche donc cette énergie de se matérialiser en mésons – qui, étant neutres vis-à-vis de la couleur, peuvent librement s'échapper dans le vide. C'est ce qui se produit. Alors qu'on essaie d'arracher le quark à l'antiquark, l'énergie « s'évapore » en mésons qui forment un jet de particules emportant avec elles toute l'énergie et l'impulsion placées sur le quark. […] Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES Bosons
Si l'énergie d'ionisation de l'atome est EI, la conservation de l'énergie totale implique que l'électron émis ait une énergie cinétique égale à (hν — EI). C'est la relation établie par Einstein pour l'effet photoélectrique. De manière générale, dans un processus d'interaction entre matière et rayonnement, l'énergie et l'impulsion du système global « particules matérielles + photons » sont conservées. […] Lire la suite
ATOME
L'émission (ou l'absorption) de radiation est déterminée par le passage de l'électron d'une orbite d'énergie Ep à une autre orbite d'énergie plus petite (ou plus grande) Eq, la fréquence du rayonnement émis ou absorbé étant donnée par la relation :De cette façon, l'énergie du photon émis ou absorbé représente une mesure de la différence entre l'énergie finale et l'énergie initiale de l'atome. […] Lire la suite
PLASMON
En physique quantique, par suite de la quantification des oscillations collectives, l'énergie et l'impulsion d'une onde électrostatique sont des multiples entiers de l'énergie et de l'impulsion élémentaires. L'onde transporte n (entier) « plasmons », quasi-particules non concentrées, d'énergie w et de « quasi-impulsion » p, obéissant à la statistique de Bose-Einstein. […] Lire la suite
COMPTON EFFET
Aspects physiques et biologiques La section efficace de l'effet Compton, c'est-à-dire sa probabilité, dépend de la nature du milieu diffuseur et de l'énergie des photons. Elle est proportionnelle au nombre d'électrons de l'atome et le phénomène est prédominant entre 0,1 et 10 MeV. Dans ce domaine d'énergie, l'effet Compton est donc le principal responsable du pouvoir ionisant des rayons γ. […] Lire la suite
RAYONNEMENT COSMIQUE Rayons cosmiques
Spectres d'énergie des rayons cosmiques L'énergie des rayons cosmiques est considérablement plus élevée que celle des particules qui sont accélérées par les étoiles éruptives. Cette énergie considérable est même la caractéristique la plus mystérieuse des rayons cosmiques : une seule particule – un noyau d'hydrogène, par exemple – peut transporter quelques 1020 électronvolts, soit quelques dizaines de joules, c'est-à-dire une énergie macroscopique ! Le flux différentiel J(E), exprimé en particules par mètre carré, par seconde et par gigaélectronvolt, varie avec l'énergie E comme E—γ (loi de puissance). […] Lire la suite
ATOME HABILLÉ
La théorie de l'« atome habillé » est une méthode de mécanique quantique permettant de calculer de manière simple et facile à interpréter les phénomènes qui se produisent lorsqu'un atome interagit avec un champ électromagnétique très intense résonnant ou voisin d'une résonance (la résonance est le cas où l'énergie d'un photon hν est égale à la différence d'énergie E2 — E1 entre deux états de l'atome). […] Lire la suite
HYDROGÈNE (physique)
Hydrogène et énergie La physique de l’hydrogène et de ses isotopes trouve son application dans la production d’énergie, domaine encore passablement futuriste justifié par le fait que l’hydrogène est un élément très abondant sur Terre, en particulier dans la molécule d’eau, de sorte que cette ressource est en quelque sorte illimitée. La production d’énergie à partir de l’hydrogène est envisagée sous deux formes radicalement différentes. […] Lire la suite
STATISTIQUE MÉCANIQUE
Si le système est isolé, son énergie demeure constante, et la trajectoire de son point représentatif dans l'espace des phases reste sur une hypersurface d'énergie constante à 2 M − 1 dimensions. On simplifiera le langage en supposant que l'énergie, définie seulement à δE près (δE étant petit), est comprise entre les valeurs E et E + δE ; la trajectoire reste alors à l'intérieur de la couche d'énergie comprise entre les hypersurfaces d'énergies E et E + δE. […] Lire la suite