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niveau: "5eme"
discipline: "physique-chimie"
theme_bo: "L'energie et ses conversions"
chapitre: "6b"
titre: "Les formes et sources d'energie"
duree_heures: 2
prerequis:
  - "5e-04 — Grandeurs physiques (masse, volume, temperature)"
competences_bo:
  - "Identifier les differentes formes d'energie"
  - "Identifier les sources, les transferts et les conversions d'energie"
competences_socle:
  - "D2 — Methodes et outils"
  - "D1.3 — Langages scientifiques"
  - "D4 — Systemes naturels et techniques"
  - "D5 — Representations du monde"
mots_cles:
  - energie
  - forme d'energie
  - energie cinetique
  - energie potentielle
  - energie thermique
  - energie chimique
  - energie electrique
  - energie lumineuse
  - energie nucleaire
  - source d'energie
  - transfert
  - conversion
  - chaine energetique
  - joule
eval_diagnostique: "QCM prerequis cycle 3 sur l'energie"
eval_formative: "Exercices identification formes d'energie et chaines energetiques"
eval_sommative: "Devoir formes et sources d'energie"
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# 5eme Ch.6b — Les formes et sources d'energie
> *M. VERHILLE — Physique-Chimie · 5eme*

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## Objectifs et competences

**Attendus de fin de cycle (BO 2020 — cycle 4)** :
- Identifier les differentes formes d'energie
- Identifier les sources, les transferts et les conversions d'energie

**Competences du socle** :
- D1.3 : Utiliser le vocabulaire scientifique de l'energie
- D4 : Identifier les formes d'energie dans des situations concretes
- D5 : Comprendre les enjeux energetiques (sources renouvelables/non renouvelables)

**A la fin de ce chapitre, l'eleve sait** :
- [ ] Nommer les differentes formes d'energie
- [ ] Identifier la forme d'energie mise en jeu dans une situation donnee
- [ ] Distinguer source d'energie renouvelable et non renouvelable
- [ ] Decrire un transfert et une conversion d'energie
- [ ] Representer une chaine energetique simple
- [ ] Citer l'unite de l'energie : le joule (J)

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## 1. Les differentes formes d'energie

L'**energie** est une grandeur qui permet de mesurer les changements dans le monde. Elle existe sous differentes formes :

| Forme d'energie | Description | Exemples |
|---|---|---|
| **Energie cinetique** | Energie liee au mouvement d'un objet | Velo en mouvement, vent, eau d'une riviere |
| **Energie potentielle** | Energie liee a la position d'un objet (en hauteur) | Eau en haut d'un barrage, livre sur une etagere |
| **Energie thermique** | Energie liee a la temperature (agitation des particules) | Objet chaud, vapeur d'eau |
| **Energie chimique** | Energie stockee dans les liaisons des molecules | Essence, nourriture, bois, pile |
| **Energie electrique** | Energie transportee par le courant electrique | Courant dans un circuit, foudre |
| **Energie lumineuse** | Energie transportee par la lumiere | Soleil, lampe, laser |
| **Energie nucleaire** | Energie stockee dans le noyau des atomes | Uranium (centrale nucleaire), Soleil (fusion) |

> **Unite de l'energie** : le **joule** (symbole J), du nom du physicien James Prescott Joule.

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## 2. Sources d'energie

Une **source d'energie** est un reservoir a partir duquel on peut obtenir de l'energie utilisable.

### Sources renouvelables et non renouvelables

| Type | Definition | Exemples |
|---|---|---|
| **Renouvelable** | Se reconstitue plus vite qu'elle n'est consommee (a l'echelle humaine) | Soleil, vent, eau, biomasse, geothermie |
| **Non renouvelable** | Stocks limites, non renouvelables a l'echelle humaine | Petrole, charbon, gaz naturel, uranium |

### Ordres de grandeur d'energie

| Situation | Energie |
|---|---|
| Lever un livre (1 kg, 1 m) | ~10 J |
| Manger une pomme | ~300 000 J |
| Faire 1 km en voiture | ~3 000 000 J |
| Consommation d'une maison par jour | ~30 000 000 J |

> **A La Reunion** : l'ile beneficie d'un fort ensoleillement et de vents alizes reguliers, ce qui favorise les energies solaire et eolienne. La bagasse (residu de canne a sucre) est brulee dans les centrales thermiques de Bois-Rouge et du Gol pour produire de l'electricite : c'est une source d'energie renouvelable locale et originale.

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## 3. Transferts et conversions d'energie

### Transfert d'energie

Un **transfert d'energie** est le passage d'energie d'un systeme a un autre. Une **conversion** est une transformation entre formes d'energie dans un dispositif.

| Mode de transfert | Description | Exemple |
|---|---|---|
| **Transfert thermique** | L'energie thermique passe du chaud vers le froid | Main sur un radiateur |
| **Rayonnement** | L'energie est transportee par la lumiere ou les ondes | Soleil qui rechauffe la Terre |
| **Travail mecanique** | Une force deplace un objet | Pousser un chariot |

### Conversion d'energie

Une **conversion d'energie** est la transformation d'une forme d'energie en une autre forme.

| Convertisseur | Energie d'entree | Energie de sortie |
|---|---|---|
| **Lampe** | Electrique | Lumineuse (+ thermique) |
| **Moteur electrique** | Electrique | Cinetique (+ thermique) |
| **Panneau solaire** | Lumineuse | Electrique |
| **Pile** | Chimique | Electrique |
| **Radiateur** | Electrique | Thermique |
| **Muscles** | Chimique | Cinetique (+ thermique) |

> Lors d'une conversion, une partie de l'energie est toujours transformee en **energie thermique** (chaleur) : ce sont les **pertes**.

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## 4. Chaines energetiques

Une **chaine energetique** est un schema qui represente les conversions et transferts d'energie dans un systeme.

### Convention de representation

- **Rectangles** : convertisseurs d'energie
- **Fleches** : formes d'energie (entree et sortie)
- Les **pertes thermiques** sont representees par des fleches vers le bas

### Exemple : lampe a pile

```
Pile (reserve chimique) → transfert electrique → Lampe → rayonnement + transfert thermique
                                  ↘ [Energie thermique (pertes)]
```

### Exemple : eolienne

```
Vent → [Energie cinetique] → Eolienne → [Energie electrique]
                                      ↘ [Energie thermique (pertes)]
```

### Exemple : centrale hydraulique (barrage)

```
Eau en hauteur → [Energie potentielle] → Turbine → [Energie cinetique]
→ Alternateur → [Energie electrique]
              ↘ [Energie thermique (pertes)]
```

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## 5. Gaz a effet de serre (GES) et effet de serre

### Le mecanisme de l'effet de serre

La Terre recoit de l'energie du Soleil sous forme de **rayonnement lumineux**. La surface terrestre absorbe cette energie puis reemet de la chaleur (rayonnement infrarouge). Certains gaz de l'atmosphere, appeles **gaz a effet de serre (GES)**, absorbent une partie de ce rayonnement infrarouge et le renvoient vers la Terre.

Ce mecanisme naturel maintient la temperature moyenne a **+15°C** (au lieu de -18°C sans atmosphere).

### Les principaux GES

| GES | Formule | Origine naturelle | Origine humaine |
|---|---|---|---|
| Dioxyde de carbone | CO₂ | Respiration, volcans | **Combustions** (transports, centrales, chauffage) |
| Methane | CH₄ | Zones humides | Elevage, rizieres, gaz naturel |
| Vapeur d'eau | H₂O | Evaporation | — |

### Effet de serre renforce et rechauffement climatique

Les activites humaines augmentent la concentration en CO₂ et CH₄ → **effet de serre renforce** → rechauffement climatique.

- La combustion d'energies fossiles (charbon, petrole, gaz — voir Ch.6b section 2) est la **principale source** d'emissions de CO₂
- La concentration en CO₂ est passee de 280 ppm (1850) a plus de 420 ppm aujourd'hui

> **ODD 7 — Energie propre et d'un cout abordable** : developper les energies renouvelables pour reduire les emissions de GES liees a la production d'electricite.

> **ODD 13 — Mesures relatives a la lutte contre les changements climatiques** : reduire notre empreinte carbone au quotidien (transports doux, economies d'energie, consommation responsable).

> **A La Reunion — bilan EDF 2025** : 96,2 % de l'electricite produite est classee renouvelable, notamment apres conversion des centrales a la bioenergie. Ce chiffre concerne l'electricite, pas tous les usages energetiques (transports notamment). Renouvelable ne signifie ni absence d'emissions ni autonomie : une partie des combustibles est importee. Source : [EDF Reunion, chiffres 2025](https://reunion.edf.fr/edf-a-la-reunion/la-transition-energetique-a-la-reunion/la-transition-energetique-a-la-reunion).

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## 6. Activites

### Activite 1 — Identifier les formes d'energie

Pour chaque situation, identifier la ou les formes d'energie en jeu :
1. Un velo qui roule → energie **cinetique**
2. Un aliment → energie **chimique**
3. De l'eau en haut d'une cascade → energie **potentielle** (+ cinetique quand elle tombe)
4. Un radiateur allume → energie **thermique** (provenant d'energie **electrique**)
5. Le Soleil → energie **lumineuse** et **thermique** (provenant d'energie **nucleaire**)

### Activite 2 — Dessiner une chaine energetique

Dessiner la chaine energetique d'un velo electrique :
- Batterie (chimique) → Moteur (cinetique) + pertes thermiques

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## Bilan — Ce qu'il faut retenir

| Notion | Definition | Formule |
|--------|-----------|---------|
| Energie | Grandeur qui mesure les changements ; unite : le joule (J) | — |
| Energie cinetique | Energie liee au mouvement | — |
| Energie potentielle | Energie liee a la position en hauteur | — |
| Energie thermique | Energie liee a la temperature | — |
| Energie chimique | Energie stockee dans les molecules | — |
| Source renouvelable | Se reconstitue a l'echelle humaine (soleil, vent, eau, biomasse) | — |
| Source non renouvelable | Stocks limites (petrole, charbon, gaz, uranium) | — |
| Conversion d'energie | Transformation d'une forme d'energie en une autre | — |
| Chaine energetique | Schema representant les conversions et transferts d'energie | — |

**Mots-cles** : energie, cinetique, potentielle, thermique, chimique, electrique, lumineuse, nucleaire, source, transfert, conversion, chaine energetique, joule

**Erreurs frequentes** :
- Confondre forme d'energie et source d'energie (le petrole est une source, l'energie chimique est une forme)
- Penser que l'energie disparait (non, elle se transforme — une partie devient toujours de la chaleur)
- Confondre transfert (meme forme d'energie, entre deux objets) et conversion (changement de forme d'energie)

## Differenciation
- **Remediation** : associer des images du quotidien (ampoule, voiture, eolienne) a la forme d'energie correspondante dans un exercice d'appariement
- **Approfondissement** : dessiner la chaine energetique complete d'une centrale thermique a charbon et calculer le rendement si 60% de l'energie chimique est convertie en chaleur inutile

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## Ressources associees

- Simulation PhET : https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and-changes/latest/energy-forms-and-changes_fr.html

## Navigation

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> **Competence D2 — Methodes et outils** : suivre un protocole, relever les observations et organiser les resultats des activites.

Les combustibles fossiles se forment sur de longues durees geologiques ; cette formation ne decrit pas celle des noyaux d'uranium. Le stock de combustible nucleaire est lui aussi limite.