Il y a pire que les déchets nucléaires

Bonjour à tous,

Récemment, au cours d'une rêvasserie de transport en commun, je me suis aller à penser "développement durable". J'ai essayé de comprendre d'où venait l'énergie qu'on utilise au quotidien, et combien de temps ça pouvait tenir.

Je tiens à préciser dès à présent que je ne suis pas physicien, mais j'aime bien les réflexions que ça déclenche. Mon postulat de départ est assez simple : l'énergie n'est pas créée. Elle existe sous forme de stock, est captée et utilisée pour un faire un truc précis, et son utilisation la dissipe. Les détails peuvent être complexes, mais au final, on arrive toujours au concept "on puise dans un stock".

J'essaie ainsi de faire une cartographie des sources d'énergies actuellement utilisée sur notre bonne vieille planète.

a. le bois.
Le bois vient des arbres, qui poussent grâce à la lumière du soleil (via la chlorophylle), donc l'énergie initiale vient du soleil, les arbres n'étant qu'une sorte de "dépôt temporaire". Le stock d'énergie initial est donc le Soleil.

b. le charbon, le pétrole et le gaz.
Sur une faible durée, le charbon est extrait de mines et directement brûlé. On peut donc dire que le stock d'énergie initial est la richesse du sous-sol. Mais d'un point de vue de plus longue durée, je crois savoir que le charbon n'est jamais que du végétal décomposé qui a mariné dans son jus pendant quelques millions d'années. On peut donc voir le charbon comme du bois, et considérer que c'est de l'énergie solaire, avec un grand délai.

c. l'uranium.
L'uranium vient de nos mines, et est alimenté par l'exploitation sans vergogne des Africains. Le stock initial est donc limité à notre sous-sol, et faute de connaître le mécanisme qui crée l'uranium naturel, ni même s'il existe, mon analyse s'arrête là : le stock est uniquement dans le sous-sol.

d. les éoliennes.
Elles sont alimentées par le vent, mais le vent n'existe que parce qu'il y a un coté de la Terre chauffé au soleil, et un coté à l'ombre. Finalement, l'énergie prise dans le vent vient, là encore, du Soleil.

e. les panneaux solaires.
Ils fonctionnent grâce à... la lumière ou la chaleur ? bon, peut m'importe, c'est encore de l'énergie solaire.

f. les barrages hydro-électriques.
Là, c'est plus délicat, parce qu'il faut comprendre pourquoi il y a des rivières : parce qu'il pleut. Et pourquoi il pleut ? parce que l'eau s'évapore grâce au Soleil. Donc finalement, un barrage hydro-électrique n'est jamais qu'une centrale solaire.

g. Les centrales marées-motrice
Comme son nom l'indique, l'énergie marée-motrice vient de la marée. Wikipedia me dit : La marée est la variation de la hauteur du niveau des mers et des océans, causée par des forces gravitationnelles dues à la Lune et au Soleil et une force d'inertie due à la révolution de la Terre autour du centre de gravité du couple Terre-Lune, le tout conjugué à la rotation de la terre sur son axe.
...
et là, y a un truc dans ma tête qui coince.

Je n'ai aucun soucis à conceptualiser une source d'énergie solaire, ou une combustion de cailloux cancérigènes. Le soleil brûle quoi qu'il arrive et c'est pas le fait de capter un peu de la chaleur au passage qui change la donne. C'est comme se réchauffer auprès d'un feu qui brûle quoi qu'il arrive.

Par contre, pour les marée-motrices, si les marées sont effectivement dues aux positions respectives de la Terre, de la Lune et du Soleil, j'aimerai qu'on m'explique comment on peut en tirer de l'énergie sans modifier le système existant.

A la base (wikipedia là encore), l'énergie d'inertie n'est pas alimentée ou régénérée par quoi que ce soit. Un corps sur lequel ne s'applique aucune force est en mouvement constant. Si on y applique une force, on y ajoute de l'énergie qui se matérialise par une vitesse augmentée, mais à contrario, si on y puise de l'énergie, c'est qu'on le ralentit.

Les centrales à marées motrices puisent dans un "stock d'énergie" qui ne se renouvelle pas, un stock uniquement dû aux vitesses de la Terre, de la Lune et du Soleil. Ce stock finira donc par s'épuiser, et ça se matérialisera par l'absence de marée donc par l'immobilité relative de la Lune et du Soleil vis-à-vis de la Terre.

Au final, à force de capter l'électricité des océans, on va se retrouver avec une Lune immobile dans le ciel, mais également une face au Soleil qui sera toujours la même... c'est pas jo-jo. D'autant que ce sera éternel, puisque jamais on ne créera le système inverse.

Toutefois, je n'arrive quand même pas à comprendre comment le simple fait de mettre un barrage sur la mer peut ralentir la Lune ou le Soleil. Ca doit ralentir la Terre, ça me parait plus logique, mais comment ? Comme un enfant qui fait de la balançoire, en augmentant son amplitude juste en déplaçant son centre de gravité au bon moment ? Les marées motrice ne seraient alimentées que par la variation du centre de gravité de l'ensemble Terre-Lune-Soleil d'un point de vue du référentiel terrestre, et puiserait dans le seul stock d'énergie disponible : la rotation de la Terre sur elle-même ?

Bref, si quelqu'un pouvait m'apporter une explication autre qu'apocalyptique, je suis preneur : j'aime vivre dans l'optimisme, j'en ai même besoin pour supporter la gueule que font les gens dans le métro.
— a noter que si vous commencez à parler de mécanique quantique ou relativiste, j'assumerai automatiquement que vous ne savez pas de quoi vous parlez —

Et si jamais j'ai raison ? Ca pourrait être utilisé comme système de détection de civilisation extra-terrestre passée : si un jour on observe une planète parfaitement synchronisée dans sa rotation avec son Soleil, c'est peut-être dû à une extraction irraisonnée dans un stock d'énergie cinétique :D

La dessus, c'est-d'la-faute-a-Macron, et allons manger !

Bonsoir à tous !

[Accessoirement, je me suis essayé à un peu de Maths avec les formules que je connais, pour savoir de combien de temps on dispose]

Du point de vue d'une particule d'eau placée sur Terre, l'attraction gravitationnelle exercée par le Soleil est près de 175 fois plus forte que celle exercée par la Lune, mais si on ne regarde que la variation de la force gravitationnelle entre le point le plus proche et le point le plus éloigné (situé aux antipodes), c'est la variation de l'attraction lunaire qui pèse le plus (d'un rapport d'environ 2 contre 1).

De ce point de vue, le ralentissement de la Terre sera principalement une synchronisation de sa vitesse de rotation avec la Lune, mais l'effet du Soleil n'est pas à négliger. Toutefois, pour la simplicité des calculs, je choisi d'ignorer l'effet du Soleil.

Comme la Lune tourne autour de la Terre en 28 jours apparents, il faudrait que la Terre tourne 28 fois moins vite sur elle-même pour avoir une Lune apparement immobile. Là encore, pour simplifier le calcul, je considère un arrêt total de la rotation terrestre sur elle-même.

Après simplification, il ne reste qu'a comparer deux données :
1. le niveau du stock d'énergie disponible : l'energie cinétique de la Terre due à sa rotation propre
2. la quantité d'énergie extraite par les centrales à marée-motrices.

energie cinétique de la terre : un calcul manuel probablement foireux de ma part et bourré d'approximations me donne un ordre de grandeur 10 puissance 27 (joule) là, si quelqu'un a quelque chose à proposer...
énergie extraite par les centrales à marée motrices : depuis la liste donnée par wikipedia (2010), la puissance totale extraite est de 100.000MW (a ce niveau d'approximation, ça ne sert plus à rien de chercher à corriger par le rendement)
Comme, de mémoire, un Watt est un Joule-seconde, on aura épuisé le stock dans 300 millions d'années. Finalement, c'est assez proche, largement avant l'extinction prévue du Soleil.

Voilà. il ne nous reste plus qu'a... hmm.. éteindre nos ordinateurs ?