Cours en ligne et simulateur de thermodynamique appliquée

Cours sur les Problèmes énergétiques globaux

Remarque

Ce cours cherche à fournir une base de réflexion sur l'ensemble des problèmes énergétiques globaux, en proposant une analyse des principaux aspects à prendre en considération :

  • l'offre d'énergie, dépendante des ressources et des filières technologiques disponibles ;

  • les implications macro-économiques de la demande d'énergie ;

  • les questions géopolitiques ;

  • les particularités de la situation des pays en développement.

Il ne fait qu'aborder la problématique environnementale, dont l'étude plus poussée déborde de ses limites.

Il n'exige en pré-requis aucune connaissance particulière, ni en économie, ni dans les sciences de l'ingénieur, ni en matière de relations internationales.

Supports de cours

Pour ce cours, deux types de supports sont à votre disposition :

  • d'une part des séances sonorisées de formation à distance (appelées Diapason pour Diaporama Pédagogiques Animés et Sonorisés), destinées à introduire les principales notions. Elles sont accessibles à partir de cette page ;

  • d'autre part le livre Introduction aux Problèmes énergétiques globaux, dont le contenu déborde largement l'ensemble de ce que dont vous devez prendre connaissance, mais qui vous permettra d'effectuer des approfondissements si vous le désirez, et vous servira de référence pendant les premières années de votre carrière professionnelle.

Selon vos préférences, vous avez donc la possibilité :

  • soit, ce qui vous est recommandé, de commencer par suivre le cours en ligne et d'utiliser le livre comme complément et référence ultérieure ;

  • soit de travailler directement à partir du livre, qui se lit sans difficulté.

Equivalences énergétiques

Vous serez amené, dans ce cours, à utiliser diverses unités pour quantifier les énergies mises en jeu.

Pour étudier les consommations et productions d'énergie au niveau d'un pays, l'unité employée est en effet rarement celle du système international (SI), qui est le Joule.

L'importance du pétrole dans les bilans énergétiques de nombreux pays explique que l'on exprime fréquemment les quantités d'énergie en les ramenant à leur équivalent pétrole. On parle ainsi de tonnes équivalent pétrole (tep), de kilogrammes équivalent pétrole (kep), ou de barils équivalent pétrole (bep).

D'autres unités sont aussi utilisées. Elles dépendent des sources d'énergie considérées et de leurs caractéristiques, qui varient souvent beaucoup selon les cas.

Pour vous aider à effectuer les conversions nécessaires, cette page du portail vous fournit diverses indications sur les équivalences énergétiques.

Progression pédagogique

L'énergie est un vaste domaine qui peut être abordé sous des angles multiples. L'approche proposée ici est de commencer par acquérir une base technique sur l'énergie, et donc l'offre d'énergie, avant de s'intéresser à la demande, c'est-à-dire aux dimensions macro et socio-économiques, puis d'aborder les grandes questions mondiales relatives à l'énergie, et enfin de terminer par l'étude des principales questions qui se posent aujourd'hui dans ce secteur.

La pédagogie que nous recommandons comporte trois grandes étapes :

  • un apprentissage des notions essentielles, effectué en travaillant sur les séances Diapason proposées, au nombre de 9. Elles ne représentent qu'une partie réduite de ce qui est traité dans le livre, mais suffisante pour que les élèves s'initient au sujet ;

  • une mise en pratique personnelle par les élèves, destinée à leur faire utiliser concrètement les notions acquises lors de l'étape précédente. Par exemple, l'étude de la situation énergétique d'un pays, réalisée par petits groupes d'élèves (typiquement de quatre), avec comme objectif une présentation orale devant leurs camarades et la remise d'un petit rapport écrit, d'une dizaine ou d'une vingtaine de pages. L'idéal est bien sûr que l'un des élèves du groupe soit lui-même citoyen du pays étudié ;

  • des approfondissements peuvent être ensuite effectués par les élèves, en fonction de leurs centres d'intérêt.

Si la durée de l'enseignement ne permet pas de l'aborder, la dernière étape peut être facultative, réservée aux élèves particulièrement motivés par les sujets traités. Ces approfondissements sont d'ailleurs couramment faits lors des premières années de vie active des anciens élèves, lorsqu'ils sont confrontés à des problèmes réels.

Contenu des séances Diapason

Neuf séances Diapason ont été préparées pour présenter les notions fondamentales.

  • PEG1 Filières introduit les principales filières énergétiques (pétrole, gaz naturel, charbon, hydrocarbures de synthèse, nucléaire, électricité, énergies renouvelables), c'est à dire la manière dont les principales sources d'énergie peuvent être exploitées ;

  • PEG2 Indicateurs économiques et énergétiques présente les principaux indicateurs macroéconomiques et énergétiques qui sont couramment utilisés pour évaluer la situation énergétique des pays. Les concepts qui y sont introduits étant ensuite utilisés de manière systématique dans les autres chapitres, il est essentiel de bien en comprendre les définitions et les limites ;

  • PEG3 Situation mondiale traite essentiellement des consommations passées et actuelles d'énergie;

  • PEG4 Pays en développement présente les problèmes spécifiques rencontrés par les pays en développement;

  • PEG5 Réserves et ressources introduit les définitions de ces deux termes utilisés dans le domaine énergétique avec des acceptions qui s'écartent assez sensiblement du sens commun, ce qui peut conduire à des confusions et à des erreurs d'interprétation ;

  • PEG6 Marchés de l'énergie s'intéresse aux échanges internationaux d'énergie, en distinguant les marchés du pétrole, du gaz naturel et du charbon, qui sont régis par des logiques différentes ;

  • PEG7 Aspects environnementaux traite de manière succincte de la relation de l'énergie à l'environnement ;

  • PEG8 Évolutions technologiques présente quelques changements technologiques spectaculaires survenus dans le secteur énergétique au cours des dernières décennies ;

  • PEG9 Objectifs et impact des politiques énergétiques illustre la manière dont les politiques menées par les États ont pu peser sur les questions géopolitiques.

Enchaînement des séances Diapason

Séances Diapason disponibles

L'enchaînement logique des séances Diapason est le suivant :

  • la séance PEG1 sur les Filières doit être étudiée avant les autres par les élèves qui ne disposent pas de connaissances antérieures sur ce sujet ;

  • la séance PEG2 sur les Indicateurs économiques et énergétiques ;

  • les séances PEG3 à PEG8 peuvent quant à elles être étudiées dans n'importe quel ordre sans que cela induise des difficultés particulières ;

  • la séance PEG9 Objectifs et impact des politiques énergétiques fait appel aux connaissances présentées dans les autres séances. Il est donc recommandé de ne l'étudier qu'en dernier.

On notera que, même si les séances PEG7 Aspects environnementaux et PEG8 Évolutions technologiques constituent la suite directe de la séance PEG1 sur les Filières, elles font appel à diverses notions présentées dans la séance PEG2, ce qui justifie leur placement dans ce schéma.

Module Diapason

Dans le module Diapason ci-dessous, nous avons regroupé ces séances dans trois parcours :

  • Filières et indicateurs globaux (PEG1 et PEG2)

  • Aspects géopolitiques (PEG3 à PEG6)

  • Évolutions récentes (PEG7 à PEG9)

Cours en ligne sur les Problèmes énergétiques globaux

Objectifs pédagogiques détaillés

Les différentes catégories de connaissances que vous devriez avoir acquises à l’issue du cours sont précisées ici.

Mémorisation

Vous devriez terminer le cours en ayant parfaitement mémorisé les savoirs suivants :

  • définitions des principaux indicateurs (PIB, RNB, PNB, IDH, consommation d'énergie primaire, secondaire et finale, intensité énergétique, émissions de CO2 et intensité en carbone) ;

  • différences entre réserves et ressources d’énergie ;

  • ordres de grandeur des réserves prouvées d’énergie.

Compréhension

Il est souhaitable que vous compreniez bien les points suivants :

  • rigidité et délais de mise en œuvre des politiques énergétiques

  • comparaisons internationales des principaux indicateurs macroéconomiques

  • structure du PIB

  • principaux facteurs du développement

  • problèmes spécifiques des pays en développement

  • répartition régionale des consommations et productions d’énergie dans le monde

  • principales caractéristiques des marchés internationaux de l’énergie

  • impact sur le marché du pétrole des politiques énergétiques des pays importateurs

Savoir-faire

Les savoir-faire suivants devraient être maîtrisés :

  • pouvoir calculer les évolutions des intensités énergétiques de différents pays sur la base des données statistiques disponibles

  • savoir analyser un bilan énergétique national

Capacités d'analyse et de synthèse

Enfin, vous développerez vos capacités d'analyse et de synthèse dans le cadre du projet, en mettant en application l'ensemble des savoirs acquis, pour analyser la situation énergétique d'un pays.

copyright R. Gicquel

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