Qu’est-ce que l’électricité ?

L’électricité est une force omniprésente dans notre vie quotidienne, essentielle au fonctionnement de la plupart de nos appareils et infrastructures. Depuis sa découverte, elle a révolutionné le monde, offrant une source d’énergie polyvalente et pratique. Dans cet article, nous explorerons les bases de l’électricité, sa production, sa distribution, ses applications et les avancées récentes dans ce domaine passionnant.

Mais tout d’abord, qu’est-ce que l’électricité ?

L’électricité englobe l’ensemble des phénomènes physiques liés à la présence et au déplacement de la matière chargée électriquement. Chaque corps renferme à la fois des charges électriques positives et des charges négatives. Dans un corps qui est neutre (du plastique, du papier ou encore du verre), ces charges positives et négatives s’annulent mutuellement. Cependant, lorsqu’un objet perd cette neutralité, il acquiert une charge électrique (il devient électrisé). La charge électrique est une caractéristique inhérente à la matière qui est responsable des phénomènes électriques et électromagnétiques. Les charges du même signe (négatif+négatif et positif+positif) se repoussent mutuellement, tandis que les charges de signes opposés s’attirent l’une l’autre.

De plus, le courant électrique est généré par la circulation des électrons à travers un conducteur tel que certains métaux ou les gaz. Par convention, le sens du courant électrique est du pôle positif (+) vers le pôle négatif (-).

On distingue donc deux types de courant électrique : le courant continu (CC) et le courant alternatif (CA) :

• Le courant continu est caractérisé par un flux d’électrons qui circule de manière continue et unidirectionnelle dans un circuit. Il est produit par des générateurs électrochimiques ou électroniques, tels que les batteries, les piles ou les panneaux solaires.

• Le courant alternatif, en revanche, s’écoule de manière alternée, changeant de direction à intervalles réguliers appelés cycles. Il est produit dans les centrales électriques par des alternateurs. Dans un système de courant alternatif, le flux d’électrons s’inverse périodiquement, se déplaçant d’abord dans un sens, puis dans l’autre. Le courant alternatif est largement utilisé pour la distribution de l’électricité dans les réseaux électriques.

Pour mesurer et évaluer ce flux électrique, il existe quatre paramètres fondamentaux :

• La tension électrique (exprimée en volts, V) : elle indique la concentration de charges électriques dans un matériau. On peut la comparer à la pression de l’eau dans un tuyau lorsque le robinet est fermé.

• L’intensité du courant électrique (exprimée en ampères, A) : elle mesure le débit des électrons dans le conducteur, semblable au débit d’eau sortant d’un robinet.

• La puissance électrique (mesurée en watts, W, ou plus couramment en kilowatts, kW, et mégawatts, MW) : Elle permet de déterminer la quantité d’énergie transmise et se calcule en multipliant la tension par l’intensité du courant. On peut l’associer à la puissance du jet d’eau lorsque celui-ci sort du robinet.

• L’énergie électrique : elle évalue la quantité d’électricité produite ou consommée pendant une période donnée. Elle se mesure principalement en kilowattheures (kWh), mégawattheures (MWh), gigawattheures (GWh) et térawattheures (TWh). L’énergie électrique est obtenue en multipliant la puissance électrique par le temps d’utilisation, exprimé en heures.

Ce courant électrique peut être produit à partir de diverses sources d’énergie quinse répartissent en trois catégories principales :

• Les énergies fossiles : les énergies fossiles telles que le charbon, le pétrole et le gaz naturel sont produites par l’extraction de ces matières premières de gisements souterrains. Une fois extraites, elles subissent un processus de transformation, tel que le raffinage du pétrole, pour obtenir des combustibles fossiles utilisables. Ces combustibles sont ensuite brûlés dans des centrales thermiques pour produire de la chaleur, qui est ensuite convertie en électricité à l’aide de turbines à vapeur. Bien que les réserves de ces matières premières soient abondantes, elles sont non renouvelables. Les émissions de CO₂ liées à leur combustion contribuent au changement climatique

• L’énergie nucléaire : l’énergie nucléaire est produite par des réactions de fission nucléaire dans des réacteurs nucléaires. Les centrales nucléaires utilisent de l’uranium enrichi comme combustible. Lorsque les noyaux d’uranium sont bombardés par des neutrons, ils se scindent en deux, libérant une grande quantité d’énergie sous forme de chaleur. Une fois captée, cette chaleur est exploitée pour générer de la vapeur, qui, à son tour, fait tourner une turbine pour produire de l’électricité. Bien qu’elle soit considérée comme une énergie fossile, elle est souvent perçue comme une alternative aux autres énergies fossiles, car elle ne produit pas de CO₂ lors de la production d’électricité. Cependant, elle soulève des questions de sécurité et de gestion des déchets radioactifs.

• Les énergies renouvelables : elles exploitent les sources d’énergie naturelles et ont l’avantage de générer peu ou pas de pollution.

Les principales sources d’énergie renouvelable sont :

• L’énergie solaire : elle permet de produire de l’électricité à partir du soleil grâce à des panneaux photovoltaïques. Les panneaux photovoltaïques sont utilisés pour convertir directement la lumière du soleil en électricité. Les cellules photovoltaïques contenues dans les panneaux sont composées de matériaux semi-conducteurs qui libèrent des électrons lorsqu’ils sont exposés à la lumière. Ces électrons génèrent un courant électrique qui peut être utilisé pour alimenter des appareils ou être stocké dans des batteries. En tant qu’énergie verte, l’énergie solaire occupe une place croissante dans le mix énergétique.

• L’énergie éolienne : elle utilise le vent pour faire tourner les éoliennes, qui entraînent des turbines pour produire de l’électricité. Le vent fait tourner les pales de l’éolienne, ce qui entraîne la rotation d’un générateur à l’intérieur. Ce générateur convertit ensuite l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. Les parcs éoliens sont souvent installés dans des zones où les vents sont forts et constants, cependant les progrès technologiques permettent désormais de stocker l’énergie éolienne pour compenser les périodes de vents faibles. Cependant, les éoliennes peuvent susciter des préoccupations liées aux nuisances sonores et visuelles, bien que ces problèmes soient atténués par le développement d’éoliennes en mer.

• L’hydroélectricité : Elle exploite la force des marées ou des cours d’eau pour générer de l’électricité. Les grands barrages sont construits sur des cours d’eau pour former des réservoirs. Lorsque l’eau est relâchée à travers des turbines, l’énergie cinétique de l’eau est convertie en énergie mécanique, qui fait tourner les turbines et génère de l’électricité. Les centrales hydroélectriques peuvent être de différentes tailles, des grands barrages aux petites installations utilisant des rivières. L’hydroélectricité est une source d’énergie renouvelable bien établie.

Mais ces trois sources ne sont pas les seules capables de produire de l’électricité.

Parmi les producteurs d’électricité, les animaux jouent également un rôle important. Certains organismes vivants sont capables de générer un courant électrique. Dans la plupart des cas, cette énergie est produite par un organe électrique ou par des cellules spéciales appelées « électrolytes ». L’électricité produite par ces animaux leur est essentielle pour survivre dans leurs habitats naturels, se nourrir, se défendre et même s’orienter. L’anguille électrique est probablement l’animal électrogène le plus connu, mais il existe aussi d’autres exemples tels que les raies torpilles, le frelon oriental et le gecko.

En conclusion, l’électricité est un acteur indispensable de nos vies quotidiennes. Depuis sa découverte, elle a révolutionné le monde en offrant une source d’énergie polyvalente et pratique. Nous avons exploré les bases de l’électricité, notamment ses phénomènes physiques et ses paramètres de mesure tels que la tension, l’intensité, la puissance et l’énergie électrique. De plus, nous avons examiné les différents types de courant électrique, à savoir le courant continu et le courant alternatif, ainsi que les diverses sources d’énergie utilisées pour produire de l’électricité, notamment les énergies fossiles, nucléaire, solaire, hydroélectrique et éolienne. Enfin, nous avons également découvert que certaines espèces animales sont capables de produire leur propre courant électrique pour survivre et s’adapter à leur environnement. L’électricité continue de jouer un rôle crucial dans notre société moderne, et son développement durable reste un défi majeur pour l’avenir.

Articles les plus récents

Sources :

Connaissance des Énergies – Fiche pédagogique sur l’électricité :https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/electricite

Wikipédia – Article sur l’électricité : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectricit%C3%A9

Alloprof – Sciences : La charge électrique : https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/la-charge-electrique-s1152

ENGIE – Conseils sur le courant alternatif et continu : https://particuliers.engie.fr/electricite/conseils-electricite/conseils-installation-electrique/courant-alternatif-continu.html

ENI – Comprendre les différents types d’électricité : https://fr.eni.com/particuliers/comprendre-energie/energie-expliquee/differents-types-electricite

Selectra – Ces animaux qui produisent leur propre électricité ! : https://selectra.info/energie/actualites/insolite/animaux-qui-produisent-de-l-electricite