Besoin énergétique croissant de la population

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Or, l’énergie peut rarement être consommée au fur et à mesure et sur le lieu même de sa production, c’est pourquoi elle doit être convertie, stockée et transportée. L’énergie chimique peut être convertie en plusieurs formes d’énergie : en énergie thermique (feu qui produit de la chaleur), en énergie rayonnante (un feu émet de la lumière), en énergie mécanique (la combustion des sucres dans l’organisme permet la contraction des muscles) ou en énergie électrique (une pile produit de l’électricité à partir des réactifs). Ces transformations produisent des résidus carbonés. Le four à thermolyse permet par exemple la conversion de l’énergie thermique en énergie chimique, puisqu’à lieu une dissociation des molécules d’eau en dihydrogène et en dioxygène par thermolyse à température élevée. Ensuite, on stocke l’énergie soit sous forme mécanique (retenue d’eau d’un barrage hydroélectrique), soit sous forme de chaleur (géothermie, ballon d’eau chaude), soit sous forme nucléaire (uranium fissile) et surtout sous forme d’énergie chimique, qui constitue un réservoir d’énergie qu’il est possible de libérer lors d’une réaction chimique. Le stockage de l’énergie est au cœur des enjeux actuels, qu’il s’agisse d’optimiser des ressources énergétiques ou d’en favoriser l’accès. Il permet d’ajuster la « production » et la « consommation » d’énergie en limitant les pertes. Face à l’intermittence ou à la fluctuation de productions de certaines énergies, par exemple renouvelables, cette opération permet également de répondre à une demande constante. L’accroissement mondial de la demande en énergies fossiles, la hausse des cours qui en résulte et les troubles politiques de plusieurs pays producteurs rendent l’approvisionnement partiellement incertain. Le pétrole, le gaz naturel, le charbon et la biomasse sont des réservoirs naturels d’énergie chimique. Les énergies fossiles et certaines énergies renouvelables permettent grâce à des réactions de combustions, de convertir l’énergie chimique en une autre forme d’énergie. La combustion de la biomasse, qui représente l’ensemble de la matière organique, ou encore celle du méthane qui constitue le principal constituant du gaz naturel est une autre alternative à la problématique de la production d’énergie, puisqu’elle produit de l’énergie thermique. Néanmoins, une combustion produit du dioxyde de carbone, et si l’apport en dioxygène est insuffisant, la combustion devient incomplète et du carbone C ou du monoxyde de carbone (gaz toxique) peut se créer. L’effet de serre est un phénomène naturel qui permet d’avoir une température moyenne sur Terre de 15°C contre -18°C s’il n’existait pas. L’émission massive de dioxyde de carbone résultant des activités humaines a débuté avec l’avènement de l’ère industrielle et se poursuit actuellement. L’augmentation de température risque de provoquer une multiplication des phénomènes météorologiques violents, de modifier le climat de nombreuses régions du globe et de provoquer une hausse du niveau des mers.

La transition énergétique et la lutte contre le changement climatique reposent à la fois sur l’exploitation de nouvelles ressources comme la biomasse ou encore la géothermie, dont le potentiel est appelé à se développer, ainsi que sur la réduction de l’impact environnemental des ressources existantes. Les scientifiques ont tiré la sonnette d’alarme amenant une prise de conscience par l’humanité des dérives énergétiques. Le progrès technologique et l’activité scientifique propose de relever ce défi, en proposant de nouvelles énergies, que l’on peut stocker et convertir.