La physique de l’énergie

L’énergie se définit comme étant la « capacité d’effectuer un travail, soit la capacité d’exercer une force entraînant le déplacement d’un objet. » Malgré cette obscure définition, le sens du terme est très simple : l’énergie est la force qui fait bouger des objets.

Il y a deux types d’énergie : l’énergie potentielle et l’énergie cinétique. La meilleure façon de les décrire est la suivante : l’énergie potentielle précède une action, alors que l’énergie cinétique se produit durant une action. Imaginez que vous tenez votre manuel de physique dans les airs. Votre livre a un potentiel de chute, simplement en raison de sa position élevée. Si vous laissez tomber le manuel, l’énergie potentielle se transforme en énergie cinétique, soit l’énergie qui réside dans le mouvement lui-même.

Comment ça fonctionne

L’énergie se présente sous de nombreuses formes différentes. Voici certaines des plus familières :

l’énergie mécanique : la force de mouvement derrière les machines
l’énergie chimique : dérivée de tout ce qui subit une réaction chimique pour nous fournir de la chaleur ou de la subsistance, comme le bois, le charbon, l’huile, la nourriture, etc.
l’énergie musculaire : dérivée de l’énergie chimique des aliments que nous mangeons
l’énergie thermique : convertie à partir de la chaleur, comme la vapeur dans un moteur à vapeur ou la chaleur de l’explosion des gaz dans un moteur à combustion
l’énergie lumineuse : certains organismes, principalement des plantes, puisent leur énergie à même le Soleil dans un processus appelé photosynthèse
l’énergie électrique : une charge électrique associée à l’électricité, aux aimants et aux courants électriques
l’énergie nucléaire : énergie libérée par les atomes et convertie en chaleur, puis en énergie électrique

La loi la plus importante à garder à l’esprit quand on étudie le transfert d’énergie est la loi de la conservation de l’énergie. En termes simples, il y a une quantité limitée d’énergie dans le monde et aucune énergie ne peut jamais être créée ni détruite. Cela signifie que si de l’énergie se perd quelque part, elle ne peut disparaître complètement. Elle est transférée vers autre chose.

Cependant, il faut garder à l’esprit qu’aucun transfert d’énergie n’est efficace à 100 %. Il y aura toujours une perte d’énergie sous forme de chaleur et de son.

Pourquoi c’est important

Si on considère l’importance de l’énergie, la question fondamentale est la suivante : « Quel processus sur Terre ne fait pas appel à l’énergie? » L’énergie est présente partout autour de nous et même en nous, en tout temps.

L’énergie entraîne toutes les formes de mouvement. La marche, la course et le cyclisme utilisent de l’énergie chimique, provenant de la nourriture que nous consommons, pour alimenter nos muscles et pour nous garder en mouvement. Les trains utilisent soit de l’énergie électrique, soit une combinaison d’énergie thermique et chimique, créée à partir de combustibles fossiles. Un voilier, poussé par le vent, utilise de l’énergie mécanique. Or, si l’énergie produite par le vent peut déplacer un voilier, l’énergie mécanique du vent peut aussi être transformée en énergie électrique au moyen d’une éolienne.

Bien que nous comprenions les nombreux aspects de la physique de l’énergie depuis longtemps, les humains essaient toujours de créer de meilleurs processus plus efficaces pour capturer et utiliser l’énergie!

Une filière canadienne

Le Canada n’a qu’une centrale d’énergie marémotrice en fonction, elle se trouve dans la baie de Fundy, en Nouvelle-Écosse. Cette centrale utilise la puissance mécanique des marées montantes et descendantes pour produire de l’électricité. Le Canada est l’un des seuls pays au monde à avoir une expertise dans ce domaine. Cette technologie a encore des défis à surmonter concernant les impacts économiques et environnementaux. Cependant, si nous arrivons à perfectionner notre savoir en la matière, le potentiel énergétique total des vagues, à un kilomètre à peine du rivage, pourrait produire à lui seul le double de la demande d’électricité du Canada tout entier!