La notion d’énergie est ancienne, mais son interprétation scientifique ne date que des années 1850. Elle a été définie à cette époque pour traduire les échanges de chaleur et de travail s’effectuant dans le moteur à vapeur. La chaleur ne pouvait plus être considérée comme une matière particulière.[...]
Ne compter que sur sa force... et celle des animaux
Dès son origine, l’homme mit à profit son énergie musculaire pour se déplacer, chasser, s’abriter ou se protéger. Il inventa des outils capables de prolonger sa main et avec lesquels il développa son habileté. Les premières techniques sont[...]
Tirer profit des forces de la nature
L’exploitation des énergies naturelles, par exemple le vent ou l’eau d’une rivière, suppose la fabrication de dispositifs ou de machines. En fabriquant une barque, l’homme peut se laisser transporter au fil du courant. Si ce courant est insuffisant, il a recours à des rames ou équipe son embarcation d’un mât et d’une voile pour profiter de la force du vent. Il y a 10 000 ans, l’homme naviguait déjà sur des troncs d’arbre évidés à l’aide d’outils en pierre. On a retrouvé en Mésopotamie (Irak d’aujourd’hui) la première trace de l’existence du bateau à voile sur un morceau d’argile datant de 4000 av. J.-C.
L’exploitation des énergies naturelles peut être utilisée pour le transport, mais elle peut aussi servir à disposer d’énergie sur place. Ainsi, l’eau[...]
Le feu
Il est une autre énergie qui accompagna l’homme dans son évolution : il s’agit du feu (énergie dite thermique). Sa domestication date d’au moins 450 000 av. J.-C. Le feu est apparu à l’époque d’Homo erectus, et son usage s’est développé avec Homo sapiens. Il a tout d’abord permis de cuire les aliments, de se chauffer, de s’éclairer et de se protéger des animaux. Plus tard, cette énergie fut utilisée pour cuire des poteries, extraire le métal du minerai, fabriquer des bijoux, des outils et des armes. L’âge du bronze (alliage de cuivre et d’étain), qui s’étend de 2000 av. J.-C. à 800 av. J.-C., précède l’âge du fer, qui va de 800 av. J.-C. à 50 av. J.-C.
Au Moyen Âge, la métallurgie se développa considérablement. Le fer remplaça le bois dans de nombreux outils. On doit cette évolution à l’usage de l’énergie hydraulique. Ainsi, les moulins à eau permettent non seulement de produire[...]
La première crise énergétique
C’est une crise énergétique - le manque de bois de feu -, touchant l’Angleterre vers la fin du XVIIe siècle, qui fut à l’origine de l’exploitation des mines de charbon. À cette époque, le bois était le matériau de base pour se chauffer, pour fabriquer des chaussures, des maisons, des navires ou pour alimenter en énergie les manufactures. Avec l’augmentation de la population, les ressources offertes par la forêt[...]
L’essor du charbon
Le combustible de la révolution industrielle est le charbon. Qualifiée à cette époque d’or noir, cette énergie est économique, compacte, facilement transportable par bateau et offre une bonne qualité de chauffe. Le charbon est une matière première utilisée dans la fabrication de l’acier et de la fonte, dans l’obtention du gaz de houille servant à l’éclairage. C’est également une source de chaleur qui permet aux chaudières de fournir la vapeur nécessaire au fonctionnement de la machine à vapeur. C’est vers 1770 que l’Écossais James Watt commença à commercialiser la machine à vapeur, moteur de la révolution industrielle. Celle-ci alimenta en énergie[...]
L’électricité
Le XIXe siècle fut également le siècle de la « fée électricité ». À une époque où la production industrielle augmentait grâce à la puissance de la machine à vapeur, l’invention de la dynamo offrit un convertisseur parfait de l’énergie mécanique en énergie électrique. Mise au point en 1869 par le Belge Zénobe Gramme, la dynamo ouvrit l’ère de l’électricité industrielle. Cette machine, dont on découvrit la réversibilité en 1873, peut aussi bien produire un courant électrique continu que fonctionner en moteur. Elle affirmait ainsi définitivement sa supériorité dans le domaine de la distribution de l’énergie électrique (par rapport aux piles électrochimiques et aux accumulateurs, qui sont moins puissants) et de l’utilisation de moteurs industriels. Le premier brevet[...]
Le pétrole
Le pétrole, ou plutôt l’un de ses dérivés naturels, le bitume, était connu dans l’Antiquité au Proche-Orient, où il était utilisé pour l’étanchéité des embarcations ou le jointement des blocs de pierre. Mais ce n’est qu’au milieu du XIXe siècle qu’on prit conscience du potentiel industriel et commercial du pétrole. La première compagnie pétrolière, la Pennsylvania Rock Oil Company, fut fondée en 1854 aux États-Unis. Une nouvelle technique d’extraction pétrolière fut alors mise au point par Edwin Drake : une foreuse entraînée par une machine à vapeur perce le sol jusqu’à atteindre le gisement. En 1859, l’annonce de la découverte de pétrole à Titusville, en Pennsylvanie, provoqua une ruée comparable à la ruée vers l’or de Californie. L’ère du pétrole commença, et des derricks (tours soutenant le matériel de forage) se multiplièrent sur les champs pétrolifères de Pennsylvanie. Le premier pipeline (canalisation servant au transport du pétrole, aussi appelée dans ce cas oléoduc) fut construit en 1874 aux États-Unis. Le premier tanker, navire-citerne destiné à transporter du pétrole brut, fut construit en 1877. Avec la distillation[...]
L’ère du nucléaire
L’énergie nucléaire est née à la fin des années 1930, avec la découverte de la réaction de fission de l’uranium (éclatement du noyau des atomes sous l’impact d’un neutron). L’énergie libérée par cette réaction est considérable : la fission de 0,5 kilogramme d’uranium produit autant d’énergie que la combustion de 3 000 tonnes de charbon. Cette énergie fut d’abord exploitée à des fins militaires. Les États-Unis mirent sur pied en 1942 le projet Manhattan, qui visait à la fabrication de la bombe atomique. En 1945, l’arme nucléaire était opérationnelle. Deux bombes atomiques furent lancées en août 1945 sur le Japon (villes d’Hiroshima et de Nagasaki), provoquant la mort de 200 000 personnes.
L’exploitation civile de l’énergie nucléaire a débuté dans les années 1950 et 1960 avec les premiers réacteurs fonctionnant à l’uranium naturel. En France, Charles de Gaulle créa en 1945 le Commissariat à l’énergie atomique (CEA). Cet organisme est chargé de diriger les recherches sur les applications scientifiques, industrielles et médicales de l’énergie nucléaire. Son directeur, Frédéric Joliot-Curie, et son équipe mirent au point en 1948 la pile Zoé, pile atomique (nom donné à cette époque aux réacteurs nucléaires) à eau lourde d’une puissance de 150 kilowatts. Le premier réacteur nucléaire français opérationnel, de type uranium naturel-graphite-gaz,[...]
Le retour aux énergies naturelles
Depuis la fin des années 1970, les énergies naturelles reviennent sur le devant de la scène, sous les appellations d’énergies renouvelables, d’énergies propres ou encore d’énergies vertes. C’est la conséquence de la raréfaction des énergies fossiles et des problèmes environnementaux que pose notamment leur combustion (émission de gaz à effet de serre). Les matériaux disponibles aujourd’hui (matières plastiques, fibres de verre, de carbone, Kevlar...) et une gestion informatique capable de prendre en compte une multitude de paramètres[...]
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