Exercices corrigés : formes, sources et conversions d'énergie (Cinquième)

a) Case 1, la boule qui roule : énergie CINÉTIQUE, celle de tout objet en mouvement. Case 2, le rocher au bord du vide : énergie DE POSITION, due à sa hauteur. Case 3, la bûche : énergie CHIMIQUE, stockée dans le bois et libérée quand il brûle. Case 4, le courant dans la rallonge : énergie ÉLECTRIQUE, qui voyage le long du fil. La méthode est toujours la même : on ne se demande pas « à quoi sert l'objet ? » mais « qu'est-ce qui pourrait se produire si on laissait faire ? ». La boule peut renverser des quilles, le rocher peut tomber, la bûche peut brûler, le courant peut allumer une lampe.

b) Case 5, la soupe chaude : énergie THERMIQUE, liée à sa température; elle la cède peu à peu à l'air et au bol. Case 6, le phare : énergie LUMINEUSE, ou rayonnement, qui traverse la nuit sans avoir besoin de fil ni de matière. Case 7, l'uranium du réacteur : énergie NUCLÉAIRE, stockée au cœur des atomes. Case 8, le pain au chocolat : énergie CHIMIQUE, que le corps libère en digérant. Piège fréquent : répondre « énergie alimentaire » pour la case 8. Ce n'est pas un nom de forme, c'est un usage; la forme est chimique, exactement comme pour la bûche.

c) Parce qu'il PEUT tomber. En tombant, il prendrait de la vitesse, et l'énergie de position qu'il possède deviendrait de l'énergie cinétique. Posséder de l'énergie ne veut pas dire être en train de s'en servir : un objet immobile peut en contenir beaucoup, en réserve. Le piège « immobile, donc sans énergie » est l'erreur la plus répandue du chapitre, et la bûche de la case 3 le dément aussi.

d) De l'énergie CINÉTIQUE, parce qu'il vole vite; de l'énergie DE POSITION, parce qu'il est haut; de l'énergie CHIMIQUE, dans le kérosène de ses réservoirs. On peut ajouter l'énergie thermique de ses moteurs très chauds et l'énergie électrique qui circule dans ses câbles. Un même objet porte donc presque toujours PLUSIEURS formes à la fois : la question « quelle forme ? » se pose pour une partie de l'objet ou pour un transfert, pas pour l'objet tout entier.

e) Les cases 3 et 8 : la bûche et le pain au chocolat contiennent tous deux de l'énergie CHIMIQUE. L'un alimente un poêle, l'autre un corps humain, mais la forme stockée est la même, et dans les deux cas elle se libère par une transformation chimique : la combustion pour le bois, la respiration des cellules pour l'aliment. Les huit cases couvrent ainsi sept formes différentes.

a) Le Soleil : une SOURCE, on y prélève de la lumière. L'alternateur : un CONVERTISSEUR, il reçoit de l'énergie cinétique quand on le fait tourner et rend de l'énergie électrique. L'énergie thermique : une FORME. Le pétrole : une SOURCE, que l'on extrait du sous-sol. La cellule photovoltaïque : un CONVERTISSEUR, qui reçoit de l'énergie lumineuse et rend de l'énergie électrique.

b) L'énergie cinétique : une FORME. L'uranium : une SOURCE, extraite de mines. Le moteur électrique : un CONVERTISSEUR, qui reçoit de l'énergie électrique et rend de l'énergie cinétique. L'énergie électrique : une FORME. Remarquez que l'alternateur et le moteur font exactement le chemin inverse l'un de l'autre : c'est d'ailleurs le même genre de machine, utilisée dans les deux sens.

c) Une forme s'écrit « énergie » suivi d'un adjectif : chimique, thermique, cinétique. Une source est une chose de la nature, un convertisseur est un objet fabriqué qui a une entrée et une sortie. Ce test de grammaire paraît simple, mais il évite l'erreur qui coûte le plus de points en contrôle : écrire « le charbon » ou « la pile » sur une flèche de chaîne énergétique, là où l'on attend une forme.

d) Le vent est une SOURCE : c'est de l'air en mouvement, présent dans la nature, que l'on prélève avec une éolienne. Son énergie se présente sous forme CINÉTIQUE, puisqu'il s'agit d'un mouvement. On ne confond donc pas « le vent », la chose, avec « l'énergie cinétique du vent », la forme sous laquelle il la transporte.

e) Le bois est la SOURCE, et l'énergie qu'il contient est de forme chimique. Le poêle est le CONVERTISSEUR : il reçoit l'énergie chimique du bois, par la combustion, et rend de l'énergie THERMIQUE, qui est la forme utile. Une partie de cette énergie thermique part tout de même par le conduit de fumée, vers l'extérieur : même un poêle, dont le métier est de chauffer, ne chauffe pas uniquement la pièce.

a) Sous forme ÉLECTRIQUE, par le cordon branché sur le réseau. Le réseau n'est pas une source : c'est l'arrivée d'une énergie produite ailleurs, dans une centrale. On l'écrit dans le premier cadre parce que c'est de là que l'énergie arrive dans la chaîne étudiée.

b) L'énergie THERMIQUE, puisque le rôle de l'appareil est de chauffer le pain jusqu'à le dorer. La flèche utile va donc du grille-pain vers la tranche.

c) La lueur est de l'énergie LUMINEUSE. Pour griller le pain, elle est PERDUE : personne n'achète un grille-pain pour s'éclairer. C'est ce que désigne la flèche vers le bas de la figure, avec l'énergie thermique qui réchauffe l'air de la cuisine sans toucher la tranche.

d) Rien ne se perd, donc tout ce qui entre ressort : $100 = 70 + 3 + ?$. L'énergie thermique partie dans la cuisine vaut $100 - 70 - 3 = 27$ unités. Vérification : $70 + 3 + 27 = 100$, le bilan est bouclé. C'est le cœur du chapitre : l'énergie ne disparaît pas, elle se répartit. Les $27$ unités ne sont pas « détruites », elles ont réchauffé l'air, les parois de l'appareil et le plan de travail. Elles sont perdues POUR L'USAGE, pas perdues tout court.

e) Pour la lampe, la forme utile est l'énergie LUMINEUSE, et c'est l'énergie THERMIQUE qui devient perdue : dans une telle lampe, la plus grande partie de l'énergie reçue part en chaleur, ce qui explique qu'on s'y brûle les doigts. Le même phénomène physique, un fil très chaud qui chauffe et qui brille, donne deux chaînes aux étiquettes inversées. Le mot UTILE ne décrit pas l'énergie, il décrit CE QU'ON VOULAIT. C'est pourquoi on ne peut jamais écrire une chaîne sans savoir d'abord à quoi sert l'appareil.

a) A : énergie CHIMIQUE. Une batterie contient des substances qui réagissent entre elles; c'est dans ces substances que l'énergie est rangée. Piège classique : répondre « électrique ». La batterie ne contient pas d'électricité en réserve, comme un seau contiendrait de l'eau : elle contient des réactifs, et l'énergie électrique n'apparaît qu'au moment où l'on ferme le circuit. C'est pourquoi une batterie est à la fois un réservoir et un petit convertisseur.

b) B : énergie ÉLECTRIQUE, transférée par les fils quand la gâchette ferme le circuit.

c) C : énergie CINÉTIQUE, celle de la rotation du foret. C'est elle qui arrache les copeaux de bois.

d) D : énergie THERMIQUE, perdue vers l'environnement. L'indice est dans l'énoncé : le corps de la perceuse devient tiède. Tout moteur chauffe, parce que le courant échauffe ses bobinages et que ses pièces frottent. On pourrait ajouter une flèche d'énergie sonore, puisque la perceuse fait du bruit, mais c'est une petite quantité. Notez aussi que le foret et le bois chauffent en perçant : même l'énergie cinétique utile finit en partie en chaleur, au contact du bois.

e) Pendant la recharge, la batterie REÇOIT de l'énergie électrique et la range sous forme chimique : la conversion se fait d'électrique vers chimique, en sens inverse de l'utilisation. La chaîne de recharge s'écrit donc : réseau, puis flèche « électrique », puis chargeur, puis batterie, avec une flèche thermique vers le bas, car un chargeur tiédit lui aussi. Une batterie est un réservoir que l'on remplit et que l'on vide, et chaque passage coûte un peu d'énergie thermique.

a) Tout ce qui entre ressort, sous une forme ou sous une autre. La perte est donc ce qui manque pour arriver à $100$. Bouilloire : $100 - 90 = 10$ unités. Tapis roulant : $100 - 75 = 25$ unités. Brûleur : $100 - 40 = 60$ unités. Tondeuse : $100 - 25 = 75$ unités. Vérification : pour chaque appareil, utile plus perdu redonne $100$.

b) La BOUILLOIRE : $90$ unités utiles sur $100$, soit neuf sur dix. C'est logique, sa résistance plonge directement dans l'eau et presque toute l'énergie thermique produite y reste. Le brûleur, lui, chauffe aussi l'air autour de la casserole, ce qui explique qu'il ne rende que $40$ unités sur $100$. La tondeuse est la moins bonne : trois unités sur quatre partent en chaleur, par le pot d'échappement et par le métal brûlant du moteur.

c) Le brûleur rend $40$ unités utiles pour $100$ reçues. Pour en obtenir $80$, deux fois plus, il faut lui en fournir deux fois plus : $2 \times 100 = 200$ unités. Et parmi ces $200$, $120$ partiront dans la cuisine. Pas besoin de formule : on raisonne par proportionnalité, comme avec une recette. Piège : répondre $80 + 60 = 140$ en ajoutant la perte d'un seul passage; la perte grandit avec la quantité fournie.

d) NON, c'est impossible. Un convertisseur ne crée pas d'énergie : il ne peut rendre, au total, que ce qu'il reçoit, et la partie utile n'est qu'une partie de ce total. Rendre $105$ unités pour $100$ reçues voudrait dire que $5$ unités sont apparues de nulle part. Toute annonce de ce genre est une erreur ou une tromperie : c'est la conservation de l'énergie qui l'interdit.

e) Sous forme THERMIQUE. La bouilloire tiédit, le moteur du tapis chauffe, l'air autour de la casserole se réchauffe, le moteur de la tondeuse devient brûlant. C'est la règle presque générale : l'énergie perdue par un convertisseur finit en chaleur dispersée dans l'air, trop diluée pour être réutilisée.

a) La chaudière reçoit $100$ unités et en perd $15$ par les fumées. Elle transmet donc $100 - 15 = 85$ unités à la vapeur, sous forme THERMIQUE. Méthode pour une chaîne à plusieurs maillons : on la suit cadre par cadre, et ce qui sort d'un cadre est ce qui entre dans le suivant.

b) La turbine reçoit $85$ unités et en rend $35$ sous forme cinétique. Le reste, $85 - 35 = 50$ unités, passe à l'eau de refroidissement, qui ressort tiède. C'est de loin la plus grosse perte de la chaîne, et c'est le cas dans toutes les centrales à vapeur : les grands panaches blancs au-dessus de certaines centrales sont justement cette chaleur qu'on évacue.

c) L'alternateur reçoit $35$ unités et en perd $2$ : il envoie $35 - 2 = 33$ unités d'énergie électrique vers le réseau. Sur $100$ unités prélevées dans le bois, un tiers seulement arrive sur le réseau.

d) Pertes : $15 + 50 + 2 = 67$ unités. Bilan : $33 + 67 = 100$. L'énergie ne s'est pas volatilisée : $33$ unités sont dans le réseau, $67$ sont dans l'air des fumées, dans l'eau tiède et autour de l'alternateur. Piège à éviter : additionner les quantités qui entrent dans chaque cadre, $100 + 85 + 35$, ce qui compte plusieurs fois la même énergie. On ne suit qu'UNE quantité qui se partage en route.

e) Les serres récupèrent $40$ des $50$ unités de l'eau tiède. Unités utiles : $33 + 40 = 73$ sur $100$. Rien n'a changé dans la centrale; c'est la définition de l'utile qui a changé, parce qu'on a trouvé un usage à une chaleur qui partait jusque-là dans la rivière. C'est tout le principe de la cogénération : une perte n'est perdue que tant que personne n'en veut. Le bois, enfin, reste une source renouvelable à condition que la forêt repousse aussi vite qu'on la coupe.

a) La nuit, la pompe reçoit de l'énergie ÉLECTRIQUE et la range sous forme d'énergie DE POSITION : l'eau remontée est plus haute qu'avant. La chaîne s'écrit : réseau, flèche « électrique », pompe, flèche « de position », eau du lac du haut, avec une flèche thermique vers le bas.

b) Le jour, c'est le chemin inverse : l'eau descend, son énergie de position devient CINÉTIQUE dans la conduite, puis la turbine et l'alternateur la rendent sous forme ÉLECTRIQUE. De position vers électrique, en passant par cinétique.

c) $100 - 80 = 20$ unités perdues sur l'aller-retour. Elles sont surtout THERMIQUES : frottements de l'eau dans la conduite, échauffement de la machine dans les deux sens de fonctionnement. Elles n'ont pas disparu, elles ont très légèrement réchauffé l'eau, les tuyaux et l'air de la salle des machines.

d) Parce que la station ne sert pas à PRODUIRE de l'énergie mais à la DÉPLACER DANS LE TEMPS. La nuit, les centrales produisent plus qu'on ne consomme, et cette électricité ne se garde pas telle quelle dans les fils. Le jour, au contraire, on en manque. Perdre $20$ unités pour en avoir $80$ au bon moment vaut mieux que de gaspiller les $100$ de la nuit, puis d'allumer une centrale de plus le jour. C'est le même rôle qu'une batterie, à l'échelle d'une région.

e) La station rend $80$ unités pour $100$ consommées, c'est-à-dire $4$ pour $5$. Pour rendre $400$ unités, soit $5$ fois $80$, il faut consommer $5 \times 100 = 500$ unités la nuit, dont $100$ seront perdues. Vérification : $500 - 100 = 400$. Piège : répondre $420$ en ajoutant la perte d'un seul aller-retour; plus on stocke, plus on perd.

1) Faux. Un moteur ne fabrique rien : il CONVERTIT l'énergie électrique qu'il reçoit en énergie cinétique, et une partie en énergie thermique. Débranché, il ne tourne pas, ce qui suffit à montrer qu'il ne crée pas d'énergie. Correction : « un moteur électrique convertit l'énergie électrique reçue en énergie cinétique, avec des pertes thermiques ».

2) Faux. Le charbon est une SOURCE : une chose que l'on extrait du sol. L'énergie qu'il contient est de forme CHIMIQUE. Le test de grammaire suffit : une forme s'écrit « énergie » suivi d'un adjectif. Correction : « le charbon est une source d'énergie; il contient de l'énergie chimique ».

3) Faux. Aucun convertisseur réel ne rend tout sous la forme voulue : il y a toujours une part qui part ailleurs, presque toujours en chaleur. Un bon réglage réduit cette part, il ne la supprime jamais. Correction : « tout convertisseur rend une partie de l'énergie reçue sous une forme non voulue, le plus souvent thermique ».

4) Faux. Cette énergie n'a pas disparu : elle a réchauffé l'air de la cuisine, les murs, les meubles. Elle est DISPERSÉE, si diluée qu'on ne peut plus s'en servir, mais la quantité totale est toujours là. Correction : « la chaleur qui s'échappe du four se disperse dans la pièce; elle est perdue pour la cuisson, pas détruite ».

5) Faux. Un rocher en hauteur possède de l'énergie de position, une bûche posée possède de l'énergie chimique, une tasse de thé chaud posée sur la table possède de l'énergie thermique. Seule l'énergie CINÉTIQUE demande du mouvement. Correction : « un objet immobile n'a pas d'énergie cinétique, mais il peut posséder d'autres formes d'énergie ».

a) Le moteur reçoit de l'énergie ÉLECTRIQUE. Le skieur, lui, gagne de l'énergie DE POSITION : il est plus haut en H qu'en B. Le télésiège est le convertisseur; la chaîne s'écrit : réseau, flèche « électrique », moteur du télésiège, flèche « de position », skieur.

b) En énergie CINÉTIQUE : en descendant, il perd de la hauteur et gagne de la vitesse. Mais pas seulement : le frottement des skis sur la neige et celui de l'air en convertissent une partie en énergie thermique dès les premiers mètres.

c) Au départ, il possède $60$ unités, toutes de position. En M, il lui reste $30 + 18 = 48$ unités sous forme de position et de cinétique. Les unités manquantes ne sont pas perdues au sens de détruites : $60 - 48 = 12$ unités sont devenues de l'énergie thermique, dans la neige, les semelles des skis et l'air. Vérification : $30 + 18 + 12 = 60$.

d) En B, le skieur n'est plus en hauteur, donc plus d'énergie de position, et il est arrêté, donc plus d'énergie cinétique. Les $60$ unités de départ sont donc TOUTES devenues de l'énergie thermique : neige un peu fondue sous les carres, skis tièdes, air très légèrement réchauffé. Le freinage final a converti en chaleur l'énergie cinétique qui restait. C'est le résultat le plus frappant du chapitre : une descente complète, quand on s'arrête en bas, finit entièrement en chaleur dispersée.

e) Le skieur n'a gagné que $60$ unités de position pour $150$ unités électriques consommées : $150 - 60 = 90$ unités ont été perdues en chaleur pendant la montée, dans le moteur, les poulies et le câble. Au total, les $150$ unités prises au réseau ont toutes fini en énergie thermique : $90$ pendant la montée, $60$ pendant la descente.

a) Sous forme CHIMIQUE, pour les TROIS. La cire et le gaz brûlent, et c'est la combustion qui libère leur énergie chimique. La batterie de la lampe, elle, contient des substances qui réagissent quand on ferme le circuit : c'est aussi de l'énergie chimique. Piège : répondre « électrique » pour la batterie. L'électrique est la forme qui SORT de la batterie, pas celle qui y est rangée.

b) $100 - 1 = 99$ unités partent en chaleur. Une bougie est un chauffage qui éclaire un peu, bien plus qu'un éclairage qui chauffe un peu : quatre-vingt-dix-neuf unités sur cent réchauffent l'air.

c) La lampe à diodes rend $30$ unités de lumière pour $100$ consommées, la bougie $1$ seule. Pour la même consommation, il faudrait donc $30 \div 1 = 30$ bougies pour produire autant de lumière que la lampe à diodes. C'est l'écart entre ces deux chiffres qui explique pourquoi on ne s'éclaire plus à la bougie.

d) La lanterne rend $5$ unités de lumière pour $100$. Pour en obtenir $20$, quatre fois plus, il faut brûler $4 \times 100 = 400$ unités de gaz, dont $380$ partent en chaleur. Vérification : $400 - 380 = 20$.

e) La BOUGIE : pour produire une unité de lumière, elle envoie $99$ unités de chaleur dans la salle, contre $19$ pour la lanterne ($95 \div 5$) et un peu plus de $2$ pour la lampe à diodes ($70 \div 30$). C'est aussi un DANGER : une flamme près d'un rideau ou d'une boiserie peut l'enflammer, et elle consomme l'air de la pièce. Le chiffre de l'énergie perdue n'est pas qu'un détail de physique, c'est un argument de sécurité.

a) Le batteur reçoit de l'énergie ÉLECTRIQUE par son cordon et rend de l'énergie CINÉTIQUE, celle des fouets qui tournent. Perte : thermique, le moteur tiédit, et un peu de bruit. Chaîne : réseau, « électrique », batteur, « cinétique », fouets, flèche thermique vers le bas.

b) Le four reçoit l'énergie CHIMIQUE du gaz de ville et rend de l'énergie THERMIQUE au plat. Perte : thermique aussi, mais celle qui chauffe la cuisine à travers la porte et les parois au lieu du plat, et un peu de lumière, la flamme bleue. Même forme utile et perdue : c'est la DESTINATION qui fait la différence, pas la forme.

c) La cellule reçoit de l'énergie LUMINEUSE du Soleil et rend de l'énergie ÉLECTRIQUE, qui recharge la petite batterie de l'horodateur. Perte : thermique, la cellule chauffe au soleil. Attention à ne pas écrire « solaire » sur la flèche : le Soleil est la source, la forme reçue est lumineuse.

d) La centrale reçoit l'énergie NUCLÉAIRE du combustible et rend de l'énergie ÉLECTRIQUE au réseau. À l'intérieur, la chaîne détaillée passe par le thermique (la vapeur) et le cinétique (la turbine), comme la centrale à bois de l'exercice 6. Perte : thermique, énorme, évacuée par les tours de refroidissement ou par l'eau d'une rivière. Considérer toute la centrale comme un seul cadre est permis : une chaîne peut être écrite en gros ou en détail, pourvu que chaque flèche porte une forme.

e) La cellule PHOTOVOLTAÏQUE. Deux des quatre convertisseurs rendent de l'énergie électrique : la centrale y arrive par une turbine qui entraîne un alternateur, la cellule convertit DIRECTEMENT la lumière en électricité, sans rien qui tourne. C'est la seule façon courante de produire de l'électricité sans alternateur, et c'est pourquoi un panneau solaire ne fait aucun bruit et s'use très peu. Le batteur et le four ne rendent pas d'énergie électrique : ils sont hors sujet pour cette question, et le repérer fait partie de la réponse.

a) Au moment où on la lâche, la balle est en hauteur et immobile : son énergie est DE POSITION. Juste avant le sol, elle n'a presque plus de hauteur mais elle va vite : l'énergie de position est devenue CINÉTIQUE. Pendant la chute, l'une se convertit en l'autre, et la balle échange ensuite ces deux formes à chaque rebond.

b) Elle garde $80$ unités sur $100$ : au sommet du premier rebond, elle possède $80$ unités d'énergie de position. Les $100 - 80 = 20$ autres ont été converties au choc, surtout en énergie THERMIQUE : la balle et le sol s'échauffent très légèrement à chaque impact, et le bruit du rebond emporte aussi un peu d'énergie. C'est pour cela que la balle ne remonte jamais à sa hauteur de départ.

c) Au deuxième rebond, elle garde $80$ unités sur $100$ de ses $80$ unités, soit $80 \times 0{,}8 = 64$ unités. Elle en perd donc $80 - 64 = 16$. Piège : répondre $20$ comme au premier rebond. Elle perd la même FRACTION à chaque choc, un cinquième, mais d'une quantité qui a diminué, donc elle perd de moins en moins d'unités.

d) $64 \times 0{,}8 = 51{,}2$ unités au sommet du troisième rebond. On le voit sur la figure : chaque arche est un peu moins haute que la précédente, et l'écart entre deux arches se resserre.

e) Immobile au sol, la balle n'a plus ni hauteur ni vitesse : il ne lui reste ni énergie de position ni énergie cinétique. Les $100$ unités de départ sont donc TOUTES devenues de l'énergie thermique, rebond après rebond, en passant aussi un peu par le son. Aucune n'a disparu. On peut le constater avec une balle de squash, que les joueurs frappent longuement avant un match : elle devient nettement plus chaude, et rebondit mieux.

a) Centrale nucléaire : énergie NUCLÉAIRE, celle du cœur des atomes d'uranium. Centrale au gaz : énergie CHIMIQUE, libérée en brûlant le gaz. Parc d'éoliennes : énergie CINÉTIQUE du vent, qui pousse les pales. Méthode : la forme reçue se lit sur la SOURCE, et l'on se demande ce que cette source a de particulier, un mouvement, une hauteur, une température, une substance qui brûle.

b) Centrale hydroélectrique : énergie DE POSITION de l'eau retenue en hauteur, qui devient cinétique dans la conduite. Ferme photovoltaïque : énergie LUMINEUSE du Soleil. Centrale géothermique : énergie THERMIQUE du sous-sol chaud. Les six centrales couvrent ainsi six formes différentes, et une seule forme en sortie, l'électrique.

c) Sous forme THERMIQUE dans les deux cas : c'est une vapeur chaude et sous pression qui pousse les aubes. La différence est en AMONT : au gaz, la chaleur vient d'une combustion, donc de l'énergie chimique; en géothermie, elle est déjà là, dans les roches profondes. Deux chaînes peuvent donc partager toute leur fin et ne différer que par leur premier maillon, ce qui est exactement ce qui fait la différence pour l'environnement.

d) TROIS : la centrale nucléaire, la centrale au gaz et la centrale géothermique. Chacune chauffe de l'eau, la vapeur fait tourner la turbine, la turbine entraîne l'alternateur. L'hydroélectrique et l'éolien font tourner la turbine directement, avec de l'eau qui descend ou avec le vent. Le photovoltaïque, lui, n'a ni vapeur ni turbine. Parmi les six, quatre utilisent une source renouvelable (vent, eau, Soleil, chaleur du sous-sol), et deux une source dont le stock ne se reforme pas (gaz, uranium).

e) La centrale NUCLÉAIRE laisse des déchets radioactifs, qu'il faut surveiller pendant des siècles. La centrale AU GAZ rejette du dioxyde de carbone en brûlant son combustible, ce qui contribue au réchauffement climatique. Aucune centrale n'est sans conséquence : un barrage noie une vallée, un parc éolien occupe un paysage. Choisir une source, c'est choisir quelles conséquences on accepte.

a) La pile : énergie CHIMIQUE, dans les substances qui réagiront quand on appuiera sur un bouton. Le lac de montagne : énergie DE POSITION, puisque l'eau est retenue en hauteur. Le ballon d'eau chaude : énergie THERMIQUE, celle de l'eau chaude elle-même. Trois réservoirs, trois formes : stocker ne veut pas toujours dire « mettre dans une batterie ».

b) Le volant d'inertie : énergie CINÉTIQUE. C'est un réservoir en mouvement : tant que la roue tourne, elle garde l'énergie, et on la récupère en la freinant. La bouteille de gaz : énergie CHIMIQUE. La batterie du vélo : énergie CHIMIQUE aussi, et non électrique, piège déjà rencontré avec la perceuse : l'électrique n'apparaît qu'à la sortie.

c) Le BALLON D'EAU CHAUDE : même si personne ne prend de douche, l'eau cède peu à peu sa chaleur à la pièce à travers les parois, et il faut la réchauffer. Le volant d'inertie ralentit aussi par frottement, et c'est pourquoi on ne s'en sert que pour quelques secondes ou minutes. Une pile, une bouteille de gaz ou un lac, eux, se conservent des mois. Un bon réservoir, c'est un réservoir qui fuit lentement.

d) Pendant la recharge : énergie électrique reçue, rangée sous forme CHIMIQUE, d'électrique vers chimique. Pendant le trajet : l'énergie chimique est rendue sous forme ÉLECTRIQUE au moteur, de chimique vers électrique. Chaque passage chauffe un peu la batterie.

e) À la recharge : $100 - 90 = 10$ unités perdues. Au trajet : $90 - 81 = 9$ unités perdues. En tout : $10 + 9 = 19$ unités, soit $100 - 81$, ce qui vérifie le calcul. Stocker a donc un prix : sur $100$ unités prises au réseau, $81$ seulement arrivent au moteur, et le moteur en perdra encore une partie en chaleur avant de faire avancer le vélo.

a) La batterie stocke $100 - 10 = 90$ unités, sous forme CHIMIQUE. On retrouve la règle des réservoirs : ce qui arrive en électrique est rangé en chimique.

b) La batterie rend $90 - 5 = 85$ unités électriques aux moteurs. À ce stade, $10 + 5 = 15$ unités sont déjà parties en chaleur, alors que le robot n'a pas encore bougé d'un centimètre.

c) Les moteurs reçoivent $85$ unités et en perdent $30$ : ils donnent $85 - 30 = 55$ unités d'énergie cinétique. Vérification de la chaîne : $10 + 5 + 30 + 55 = 100$.

d) Elle est devenue de l'énergie THERMIQUE. Les roues ont frotté sur le sol, les brosses sur le tapis, l'air aspiré a frotté dans les conduits et le filtre puis s'est calmé dans la pièce. Chaque mouvement finit par s'arrêter, et un mouvement qui s'arrête par frottement laisse de la chaleur derrière lui. L'énergie cinétique était UTILE pendant le ménage; elle n'a pas été détruite pour autant, elle a changé de forme.

e) Les $100$ unités. Les pertes $10 + 5 + 30 = 45$ unités sont thermiques dès le départ, et les $55$ unités cinétiques le deviennent à leur tour : $45 + 55 = 100$. C'est la conclusion générale du chapitre, la même que pour le skieur et la balle : l'énergie ne disparaît jamais, mais presque toute l'énergie que nous utilisons finit, tôt ou tard, en chaleur dispersée dans l'environnement. Ce qui a servi, c'est le PASSAGE par la forme utile, pas le point d'arrivée.