Sciences de l'ingénieur

Cette leçon traite des énergies renouvelables et des solutions de stockage de l'énergie, un thème incontournable du programme officiel de Terminale en Sciences de l'ingénieur (spécialité SI) du Baccalauréat, mêlant électricité, mécanique et enjeux énergétiques. Elle s'appuie sur les grandeurs électriques fondamentales — la loi d'Ohm et la relation de puissance électrique P = U·I — pour ensuite étudier deux filières de production renouvelable : le photovoltaïque et l'éolien.

L'énergie photovoltaïque est abordée à travers ses avantages (absence d'émissions lors de la production, faible entretien) et le rôle de l'onduleur, qui convertit le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif utilisable. L'éolien est traité de façon plus quantitative, avec la formule de la puissance disponible P = 1/2 · ρ · S · v³ · Cp, qui met en évidence l'influence déterminante de la vitesse du vent (au cube), de la densité de l'air et de la surface balayée par les pales — ainsi que le principe de l'éolienne à axe horizontal, dont le rotor doit être perpendiculaire au flux du vent.

La leçon consacre une part importante aux solutions de stockage de l'énergie, nécessaires pour compenser l'intermittence de ces sources : le stockage électrochimique par batteries (lithium-ion, plomb-acide), dont la capacité s'exprime en Ampère-heure (Ah), est comparé à des solutions non chimiques comme le volant d'inertie (stockage cinétique) et la STEP, station de transfert d'énergie par pompage qui stocke l'énergie sous forme potentielle de pesanteur. Les limites des batteries — durée de vie liée au nombre de cycles, impact environnemental de l'extraction des matériaux — sont également discutées, tout comme la notion de rendement η = Eutile / Eabsorbée, qui permet de quantifier l'efficacité de toute chaîne de conversion énergétique.

Cette leçon prépare les candidats à raisonner en termes de chaîne d'énergie et de bilan énergétique, une compétence centrale de l'épreuve de SI face à des systèmes de production et de stockage d'énergie renouvelable. Le format combine un quiz de 10 questions avec explications et 12 flashcards de révision sur les formules et notions clés (puissance éolienne, rendement, capacité de batterie), pour un entraînement actif et ciblé.

Contenu généré à partir d'une consigne de sujet (pas de document source téléversé — grounding faible) : «Épreuve de spécialité Sciences de l'ingénieur (SI) du Baccalauréat, programme officiel de Terminale : énergies renouvelables (solaire, éolien) et solutions de stockage de l'énergie.». Le contenu couvre la formule de puissance éolienne, le stockage électrochimique par batteries et la station de transfert d'énergie par pompage (STEP).