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🌞 Chapitre 1 — Le Rayonnement Solaire :
Le Moteur de la Terre
1. Origine de l’énergie solaire
● Le Soleil produit de l’énergie grâce à la fusion nucléaire : ● H+H→He+energie (photons) ● E = mc² → une partie de la masse est convertie en énergie.
2. Lois du rayonnement (Corps noir)
Loi de Wien : couleur ↔ température
λmax=T/b
Plus T ↑ → longueur d’onde ↓ (lumière plus bleue). → Soleil : λmax ≈ visible → T ≈ 5 780 K.
Loi de Stefan-Boltzmann : puissance ↔ température
P=σT^
→ Une étoile 2× plus chaude émet 16× plus d’énergie.
3. Énergie reçue sur Terre
Dépend de l’ angle d’incidence :
● i faible (rayons perpendiculaires) → énergie max
● i grand (rayons rasants) → énergie faible
Variations :
● Journalières (jour/nuit)
● Saisonnières (inclinaison de l’axe terrestre)
● Latitudinales (équateur chaud, pôles froids)
4. Rayonnement & santé
● UV → risques : coups de soleil, vieillissement, cancers.
● Protection : crème, vêtements, éviter 11h–16h.
🌍 Chapitre 2 — Le Bilan Radiatif Terrestre
1. Flux solaire entrant
● Flux solaire = 1361 W/m².
● La Terre intercepte l’énergie via un disque d’aire πR2\pi R^2πR2.
2. Albédo (A)
A=Puissance reˊfleˊchiePuissance rec¸ueA = \frac{\text{Puissance réfléchie}}{\text{Puissance reçue}}A=Puissance rec¸uePuissance reˊfleˊchie
● Albédo Terre ≈ 0,
● Glace : A ≈ 0,8–0,
● Forêt : A ≈ 0, → Moins l’albédo est élevé, plus la surface absorbe d’énergie.
3. Rayonnement terrestre et effet de serre
● La Terre réémet en infrarouge (IR).
● Les gaz à effet de serre (GES) absorbent et réémettent ces IR :
● Absorbe le CO ₂ → rôle climatique.
3. Respiration cellulaire
C6H12O6+O2→CO2+H2O+eˊnergieC_6H_{12}O_6 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + \text{énergie}C6H12O6+O2→CO2+H2O+eˊnergie
→ Inverse de la photosynthèse. → Libère l’énergie pour le vivant.
4. Bilan énergétique humain
● Apports : glucides, lipides, protides.
● Dépenses : métabolisme de base, activité physique, thermorégulation.
● Déséquilibres :
○ Excès → obésité, diabète
○ Défaut → dénutrition
⚡ Chapitre 4 — Sources d’Énergie :
Stocks et Flux
1. Origine solaire (règle générale)
La majorité des énergies viennent du Soleil :
● Directes : solaire thermique, solaire photovoltaïque
● Indirectes flux : vent, hydraulique
● Indirectes stock : biomasse, combustibles fossiles
Exceptions : géothermie, nucléaire.
2. Stock vs Flux
Énergies de STOCK (non renouvelables)
Formation≫Exploitation\text{Formation} \gg \text{Exploitation}Formation≫Exploitation
→ Ressources limitées Exemples : pétrole, gaz, charbon, uranium.
Énergies de FLUX (renouvelables)
Formation≪Exploitation\text{Formation} \ll \text{Exploitation}Formation≪Exploitation
→ Ressources constamment renouvelées Exemples : solaire, éolien, hydraulique, biomasse.
3. Biomasse
● Source renouvelable issue du vivant.
● Utilisations : combustion, biocarburants, biogaz.
Pouvoir Calorifique (PC)
PC=Eˊnergie libeˊreˊe par la combustion d’une uniteˊ de matieˋrePC = \text{Énergie libérée par la combustion d’une unité de matière}PC=Eˊnergie libeˊreˊe par la combustion d’une uniteˊ de matieˋre
Unités : J/kg, MJ/kg, kWh/kg. → Fossiles = PC élevé ; bois humide = PC faible.
