Formes

• Identifier et nommer les principales formes d'énergie
• Comprendre que l'énergie peut se transformer d'une forme à une autre
• Relier chaque forme d'énergie à des objets ou situations de la vie courante

L'énergie, c'est quoi ? Et ses premières formes

L'énergie, c'est la capacité à produire un changement, à faire quelque chose : déplacer un objet, chauffer une pièce, allumer une lampe. On ne peut pas la créer à partir de rien, ni la faire disparaître : c'est le principe de conservation. Elle se contente de changer de forme. Commençons par deux formes très courantes. L'énergie cinétique est l'énergie du mouvement. Tout ce qui bouge en possède : une balle qu'on lance, le vent qui fait tourner une éolienne, un vélo qui roule. Plus la vitesse ou la masse est grande, plus l'énergie cinétique est importante. L'énergie potentielle est une énergie 'stockée', en attente. Elle dépend de la position ou de l'état d'un objet. Par exemple, une pomme accrochée à un arbre a de l'énergie potentielle de pesanteur : si elle tombe, cette énergie se transformera en énergie cinétique. Un ressort que tu comprimes a de l'énergie potentielle élastique : relâché, il se détend et peut faire bouger quelque chose.

Les énergies de la lumière, de la chaleur et de l'électricité

D'autres formes d'énergie sont directement perceptibles par nos sens. L'énergie thermique (ou calorifique) est l'énergie liée à la chaleur. Plus un objet est chaud, plus il possède d'énergie thermique. Le Soleil nous envoie de l'énergie thermique, tout comme le radiateur de la salle de classe. L'énergie lumineuse (ou rayonnante) est transportée par la lumière. Elle nous permet de voir et peut être produite par le Soleil, une ampoule, ou même une luciole ! L'énergie électrique est probablement la plus familière dans nos maisons. C'est l'énergie associée au déplacement des électrons dans un circuit. Elle est très pratique car elle se transporte facilement par des fils et se transforme en beaucoup d'autres formes : en lumière (lampe), en chaleur (grille-pain), en mouvement (moteur d'un ventilateur) ou en son (enceinte).

Les énergies stockées dans la matière

Certaines formes d'énergie sont 'enfermées' dans la matière elle-même. L'énergie chimique est stockée dans les liaisons entre les atomes qui forment une substance. Elle est libérée lors d'une réaction chimique. C'est elle qui nous permet de bouger (nourriture), qui fait avancer une voiture à essence (carburant), ou qui fait fonctionner une pile. L'énergie nucléaire est emprisonnée dans le noyau des atomes. Lorsque ce noyau est cassé (fission), comme dans une centrale nucléaire, une énorme quantité d'énergie est libérée, principalement sous forme de chaleur. Enfin, n'oublions pas l'énergie musculaire ! C'est l'énergie mécanique produite par la contraction de nos muscles, transformant l'énergie chimique de notre nourriture en mouvement et en force.

Applications pratiques et transformations

Dans la vraie vie, l'énergie ne reste jamais sous une seule forme. Elle se transforme en permanence ! Prenons une dynamo de vélo : quand tu pédales, tu fournis de l'énergie musculaire. La roue arrière tourne (énergie cinétique) et entraîne la dynamo. Celle-ci transforme cette énergie cinétique en énergie électrique, qui alimente enfin la lampe qui produit de la lumière (énergie lumineuse) et un peu de chaleur (énergie thermique). Autre exemple : une centrale hydroélectrique. L'eau retenue par un barrage a de l'énergie potentielle. En tombant, elle gagne de l'énergie cinétique. Cette eau en mouvement fait tourner une turbine (énergie cinétique), qui entraîne un alternateur pour produire de l'énergie électrique. Identifier ces chaînes de transformation est la clé pour comprendre comment fonctionnent nos machines.