Questionnement
- Qu’est-ce qu’un fluide ?
- Quelles sont les deux enveloppes fluides à la surface de la Terre ?
- De quelles façons se manifeste le mouvement de ces deux enveloppes fluides ?
- Qu’est-ce qui provoque ce mouvement de ces enveloppes fluides ?
- Quelle est la nature de l’énergie « contenue » dans ce mouvement de ces deux enveloppes fluides ?
Grâce à quoi peut-on « récupérer », convertir une partie de cette énergie ?
Et sous forme est convertie l’énergie ?
Répartition de l’énergie solaire à la surface du globe
Manuel scolaire – Document B4 page 109
Répartition de l’énergie solaire reçue par les océans (en W.m-2).
Ce sont des valeurs moyennes établies sur plusieurs années.
- 1 A partir d’informations tirées du document ci-dessus, montrez que l’énergie solaire reçue à la surface de la Terre est inégalement répartie. Précisez ensuite cette répartition.
- 2 A partir d’un schéma (fourni en lien), proposez une hypothèse à cette inégale répartition de l’énergie solaire reçue à la surface de la Terre. Consultez le document (fourni en lien) et expliquez la démarche qui permet d’invalider cette hypothèse.
- 3 A partir d’un autre schéma (fourni en lien), proposez une nouvelle hypothèse à cette inégale répartition de l’énergie solaire reçue à la surface de la Terre. Consultez le document (fourni en lien) ainsi que le document B5 page 109 de votre manuel scolaire et expliquez la démarche qui permet de valider cette hypothèse.
- 4 A partir de là, expliquez la raison pour laquelle les panneaux photovoltaïque sont plutôt placés sur le toit des maisons et non pas à plat sur la sol, dans notre pays.
Le mouvement des enveloppes fluides constitue une source d’énergie exploitable
Document A page 108 du manuel scolaire
Origine des vents
- 1 A partir d’informations tirées des documents ci-dessus, proposez une explication à l’origine du vent et montrez ainsi que l’énergie éolienne est une conversion de l’énergie solaire.
Document C6 page 109 du manuel scolaire
Energie solaire et cycle de l’eau
- 2 A partir d’informations tirées du document ci-dessus, montrez que le cycle de l’eau est lié à l’énergie solaire, et montrez ainsi que l’énergie électrique issue des barrages situés en montagne est une conversion d’énergie solaire.
Bilan notionnel et de compétences
Les notions à retenir…
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Énergie solaire reçue par la Terre
L’énergie solaire reçue a la surface de la Terre est maximale dans la zone intertropicale, puis décroît de l’équateur vers les pôles.
L’énergie de la lumière issue du Soleil se répartit sur la surface sphérique de la planète : plus la latitude augmente et plus la surface éclairée est grande et moins il y a d’énergie reçue par seconde et par mètre carré.
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Énergie solaire et mouvements atmosphériques
La répartition des températures au sol est similaire à celle de l’énergie solaire. La température au sol dépend de la quantité d’énergie solaire reçue.
Les températures de l’atmosphère sont décroissantes de l’équateur aux pôles. La zone équatoriale est l’objet d’un échauffement très important de l’air qui devenant moins dense, entame un mouvement ascendant.
Les vents se dirigent des zones de haute pression vers les zones de basse pression. Au global, ils se dirigent vers l’équateur. Dans cette zone, les courants ascendants créés par l’échauffement de l’air entraînent une zone de basse pression dans la zone intertropicale.
L’échauffement de l’air par l’intermédiaire du sol est dû à l’énergie solaire reçue.
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Énergie solaire et mouvements de l’eau
La température de l’eau de surface est d’autant plus élevée que l’énergie solaire reçue est importante : cette énergie chauffe l’eau des océans. Au contact de l’air chauffé, l’eau s’évapore. L’air saturé en eau est déplacé par les courants atmosphériques ce qui entretient l’évaporation.
La quantité d’eau évaporée par les océans est supérieure à celle des précipitations. C’est l’inverse pour les continents. De la vapeur d’eau issue des océans est emportée et retombe sous forme de précipitations sur les continents.
L’énergie solaire chauffe l’air et l’eau ce qui permet son évaporation : c’est le moteur du cycle de l’eau.
Une différence de température entraîne une différence de densité qui met les fluides en mouvement. Des différences de température et de salinité créent des courants océaniques profonds, et des courants superficiels. Dans les deux cas, c’est l’énergie solaire qui est a l’origine de ces courants.
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Utiliser l’énergie d’origine solaire
L’énergie solaire est à l’origine d’énergies sous diverses formes (éolienne, hydraulique,…).
- La lumière reçue et captée peut être convertie grâce aux panneaux photovoltaïques en une autre forme d’énergie utilisable : l’énergie électrique.
- Plus l’angle d’incidence des rayons de lumière sur le capteur s’écarte de 90°, plus la quantité d’énergie reçue diminue et plus la surface éclairée augmente.
La quantité d’énergie solaire reçue est nettement supérieure aux besoins de l’humanité.
L’énergie solaire arrive de façon continue à la surface de la terre, les énergies qui en dépendent sont donc renouvelables.
- Les énergies renouvelables représentent actuellement moins de 15 % de la production électrique en France et devraient dépasser les 20 % en 2020 grâce au développement de l’énergie électrique d’origine éolienne.
Références au programme officiel
Textes officiels |
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Connaissances exigibles
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Compétences attendues
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Dictionnaire Encyclopédique Environnement
Dictionnaire Environnement