Notes de Voyage

Comment un simple chiffre/lettre appelle un cortège de sensations aussi intenses que décalées...

How the reading of numbers and letters give me colorful responses and more...

Introduction : L'énergie reste, mais son utilité chute !?

"Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme."

Lavoisier a joliment annoncé qu'énergie et matière ne se détruisait pas mais changeait simplement de forme. La quantité est inchangée, mais pas la qualité ! En effet il existe différentes qualités d'énergie, directement lié au fait que l'énergie n'a pas d'intérêt en soi, mais uniquement lorsqu'elle est utilisable. Je m'explique : l'énergie peut prendre beaucoup de forme (chaleur, mécanique, lumière, chimique, électrique, etc.) et le but est toujours de la faire circuler dans diverses machines pour en tirer un service : la voiture déplace, le four cuit, le téléphone transmet la voix, etc. Lorsqu'elle a circulé, elle passe à une forme souvent inutilisable. (exemple : Le carburant de la voiture est devenue un gaz chaud puis tiède, l'électricité de l'ampoule est devenu une douce lumière.)
Il existe des technologies pour recapturer ces énergies, mais même appliquées dans les meilleures conditions, vous ne récupéreriez presque rien.

On peut voir ainsi que le travail ou service que l'on peut tirer d'une quantité d'énergie décroit quand celle-ci se dégrade.
Au cours de cette dégradation, vos kWh vont dégringoler de la formes nobles (élec, méca, etc.) à des formes plus bruts, dont finalement de la chaleur. Mais ce n'est pas fini ! Les calories ( = énergie thermique) vont tendre à se "diluer" progressivement dans la matière, à mesure que la température diminue. L'utilité de cette énergie disparaitra lorsque sa température sera égale à celle de l'environnement.

Pour illustrer en chiffres :
100 kWh de chaleur à 800°C peuvent fournir près de 40 kWh électrique.
100 kWh de chaleur à 300°C peuvent fournir près de 30 kWh électrique.
100 kWh de chaleur à 20°C ne vous donneront plus rien du tout !!

A l'autre extrême, 100 kWh à température infinie devrait donner 100 kWh elec.

Exergie, le cœur fragile de l'énergie
On peut approcher ce concept avec le mot "dilution". En effet la nature tend toujours à homogénéiser l'énergie : le café chaud tiédi pour atteindre la température de la salle, l'encre se répand dans l'eau, l'air sous pression fuit vers la plus basse, etc. Quand toutes ces aspects sont à l'équilibre (température, concentration chimiques, pression), aucune machine ne peut plus tirer aucun travail de l'ensemble.

Pour rendre compte de cela, on introduit la quantité "Exergie", qui représente la partie utilisable/extractible de l'énergie. Une approximation simple serait de dire que l'exergie d'un corps (1l d'essence, 1kg d'eau bouillante, etc) représente la quantité d'électricité que pourrait extraire de ce corps un machine parfaite. En bref, plus l'énergie est distribuée de façon inégale dans un système, plus le système contient d'exergie : Un glaçon et un verre d'eau chaude, une bombonne d'air comprimé dans une grande salle vide, etc. Quand l'énergie s'est totalement dilué, le système ne contient plus d'exergie.

Pour se représenter ces choses, on peut imaginer des cascades d'eau tombant de bassins en bassins au dessus d'un océan. Sur certaines de ces cascades, des moulins extraient du mouvement mécanique et utilisent le flot de l'eau. L'eau représente l'énergie, qui circule et ne se détruit pas. L'océan est l'environnement, contenant beaucoup d'énergie mais sans qu'on puisse rien en tirer. Donc l'altitude c'est... la qualité de l'énergie, ou teneur en exergie. Plus l'eau est haute, plus on peut l'utiliser pour faire tourner le moulin.
On peut donc voir le monde comme des cascades d'énergie qui coulent naturellement pour rejoindre le niveau de l'océan, et qui sont parfois utilisées par l'homme.

Mère Nature, une machine à gaspiller !
Le jugement là est un peu philosophique, mais la Nature est régie par les lois de dispersions d'énergie, et donc destruction d'exergie. C'est un peu comme reprocher aux chutes du Niagara de tomber sans fournir un seul GigaWatt électrique.

En comparaison de cela, l'activité humaine utilise ces cascades d'energie, leur donne un sens, les fait participer à ses projets.
Par contre, parmi les hommes il y a effectivement ceux qui gaspillent les ressources de qualité, et ceux qui en tirent le meilleur. Il faut juste garder à l'esprit que la Nature fera toujours pire de ce point de vue là !