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SVT 2nde THEME II : ENJEUX PLANÉTAIRES CONTEMPORAINS

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by

Celia Voillaume

on 3 April 2014

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SVT 2nde THEME II : ENJEUX PLANÉTAIRES CONTEMPORAINS
L'énergie solaire inégalement répartie ?
On cherche à démontrer que l'énergie solaire est inégalement répartie à la surface de la Terre. Pour ce faire on dispose : d'un globe terrestre, d'une plaque de carton perçée au milieu et d'une lampe.
Expérience : L'énergie solaire inégalement répartie ?
On place entre le globe terrestre et la lampe la plaque percée. En éclairant le globe avec la lampe, on observe que les pinceaux lumineux, transportant tous la même quantité de lumière, sont différents en fonction de la localisation. Sur l'Équateur, la surface éclairée est bien moins grande que celle observée au Pôle Nord. Dans ce dernier cas, la surface éclairée est très grande et le pinceau lumineux s'étale.
On constate que plus la surface éclairée est grande, plus la quantité d'énergie reçue par unité de surface est faible. C'est pourquoi la quantité d'énergie reçue sur l'Équateur est nettement plus grande que celle au Pôle Nord. On en déduit donc que l'énergie solaire est inégalement répartie à la surface du globe.
La modélisation de l'origine des vents
On cherche à prouver que l'énergie solaire est à l'origine de la modélisation des vents. Pour ce faire on dispose : d'une bouteille dont le fond est coupé, d'une bougie, d'un briquet, d'un bâton d'encens, d'un tube permettant la communication entre l'intérieur et l'extérieur de la bouteille et de la patte à modeler.
Expérience : La modélisation de l'origine des vents
On place la bouteille par dessus la bougie, puis on place l'encens, à l'aide de la pate à modeler, près du tube permettant la communication intérieur/extérieur. On observe que lorsque la bougie est allumée, la fumée est déviée vers la flamme et remonte par le haut de la bouteille. A l'inverse, lorsque la bougie est éteinte, la fumée ne rentre pas dans la bouteille et se dirige verticalement vers le haut. L'air chauffé par la bougie exerce une pression plus faible sur la fumée que l'air froid de l'autre côté, ce qui explique la déviation de la fumée vers la flamme.
C'est l'origine des vents.
L'origine des courants marins
On cherche à comprendre et à démontrer l'origine des courants marins de surface. Pour ce faire, on dispose de : deux bouteilles reliées par deux tubes, l'une contenant de l'eau douce à laquelle on a rajouté un colorant bleu, et l'autre contenant de l'eau salée.
Concentration lumineuse sur l'Équateur
Concentration lumineuse plus au Nord
Patte à modeler
Encens
Bougie
Tube
Bouteille
Expérience : L'origine des courants marins
On observe que l’eau douce comportant le colorant bleu passe dans le tube supérieur alors que l’eau salée passe dans le tube inférieur. L’eau chaude, qui est moins dense a tendance à monter alors que l’eau froide, qui est plus dense a tendance à descendre. On obtient un mouvement de l’eau. On constate que l’eau douce est plus légère que l’eau salée. Plus l’eau de mer est chargée en sel, plus elle est dense. Certaines masses d’eau sont plus lourdes que d’autres et les différences de masses volumiques contribuent à leur mise en mouvement. Donc les différences de salinité sont également à l’origine des déplacements de masses d’eau, donc des courants marins. Ces courants marins permettent des répartitions de chaleur de l’équateur, vers des zones de latitude de plus en plus élevées.
Eau salée
Eau douce
Parenthèse sur la répartition de l'énergie solaire, le cycle de l'eau, et les vents
On l'a démontré dans notre première expérience : du fait de la sphéricité du globe, la quantité d’énergie solaire reçue par unité de surface varie selon la latitude. D’après nos expériences on peut constater que cette répartition inégale de l’énergie solaire entraine des variations de température des eaux de surface et de l’air en fonction de la latitude. Les zones qui reçoivent plus d’énergie sont plus échauffées, comme la Terre au niveau de l’équateur. La chaleur ainsi dégagée par la surface du globe réchauffe l’air et l’eau qui deviennent moins denses. Les mouvements verticaux sont dus à des différences de densité de l’air ou de l’eau. Les mouvements verticaux créent des différences de pression à l’origine des mouvements horizontaux : les vents de surface qui sont à l’origine des courants océaniques. L’énergie solaire participe aussi au cycle de l’eau en conditionnant les processus d’évaporation et de condensation.
(Et d'après le site : SVT Blaye)
La place actuelle/future des différentes formes d'énergies renouvelables
On apprend grâce aux documents pages 136-137, que la Terre renvoie autant d’énergie qu’elle en reçoit. En ce qui concerne l’énergie solaire, seulement 0,01 % de celle-ci est utilisée par la biosphère. La part des énergies renouvelables dans la production d’énergie mondiale est aujourd’hui de 16,7 %. Comme nous le montre le document 4 page 137, les énergies d’origine biologique dominent. Cependant, la part des énergies renouvelables est en augmentation, car le monde se tourne de plus en plus vers celles-ci. On peut ainsi le constater avec le document ci-dessous. On peut donc dire que les énergies renouvelables ne représentent qu’une part limitée de la production mondiale d’énergie. Mais en suivant la tendance mondiale, on peut dire que dans le futur, les énergies renouvelables occuperont probablement une place majeure dans la production d’énergie.
Briquet
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