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Piles à combustible| Réf : D3935 v1
Auteur(s) : Stéphan ASTIER
Date de publication : 10 mai 2008
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1.1 Contexte géophysique : la Terre et son Soleil
Le « développement durable » prend acte du fait que la Terre est un monde fini : en conséquence la plupart des ressources massivement exploitées par l'humanité sont épuisables, sauf à les inscrire dans une logique de recyclage, une qualité à laquelle les écosystèmes satisfont naturellement. Au sens thermodynamique, la Terre peut être assimilée à un système fermé, car elle n'échange avec son environnement que des quantités de matière négligeables au regard de sa masse. Mais elle n'est pas isolée car les échanges d'énergie avec son environnement par rayonnement électromagnétique dans un large spectre de longueurs d'ondes sont très importants [4].
D'une part, la Terre située à la distance moyenne de 150 millions de kilomètres du Soleil, intercepte une toute petite fraction de l'énergie de son rayonnement. Cet apport permanent équivaut à une puissance moyenne continue de 175 000 TW et représente une éner-gie annuelle de 1,6 million de TWh, soit environ 10 000 fois notre consommation énergétique [D 3 900]. Si 30 % de cette énergie sont directement réfléchis, et 45 % ré-émis par rayonnement thermique vers l'espace, 25 % sont convertis dans l'atmosphère sous différentes formes (éolienne, hydraulique, ...) dont les écosystèmes tirent profit. La photosynthèse n'en exploite que 0,24 %, soit environ un million de TWh par an. À ce stade, on peut remarquer que la consommation mondiale de l'humanité représentait 15 % du chiffre précédent en 2002 avec 0,15 millions de TWh, une proportion qui n'est donc plus négligeable et appelée à doubler d'ici à 2040 !
D'autre part, la Terre émet par rayonnement thermique vers l'espace presque autant d'énergie qu'elle en reçoit du soleil : la composition actuelle de l'atmosphère terrestre offre un effet de serre naturel qui assure actuellement un équilibre...
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