Bac ES-L 2017 Métropole

PARTIE 2 (6 points) - LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Une batterie bleue pour de l’énergie verte
Bordé par la mer Baltique et la mer du Nord, le Danemark est un pays constitué d’une péninsule et de 443 îles, dont le point le plus haut est situé à seulement 173 m d’altitude. L’une de ses particularités est son important littoral de 7 314 km, aux côtes plates et aux fonds marins assez superficiels(1).
Le Danemark est compté parmi les leaders mondiaux en matière d’éolien, en produisant déjà une part de 20 % de son électricité à partir d’installations terrestres et offshore(2). Le pays prévoit d’augmenter cette part de 20 % à 30 % d’ici 2020. Afin de lisser les fluctuations de production et de consommation, le Danemark continue pour l’instant de solliciter ses centrales thermiques à combustibles fossiles, sur lesquelles reposent encore une part de 44 % de la production électrique du pays.
(1) Peu profonds.
(2) Terme anglais (littéralement « en dehors des côtes », « vers le large ») qui peut se traduire par « en mer ».

Document 1 : le principe des barrages appliqué en mer
Pourra-t-on bientôt s’épargner le voyage aux tropiques pour admirer des atolls(3) ? Quelques Danois y croient sérieusement et réfléchissent à la construction de gigantesques retenues d’eau en mer, à la façon des îles coralliennes. Les ingénieurs nordiques espèrent y stocker l’énergie de leurs grands parcs éoliens marins. L’idée n’est pas nouvelle : les barrages hydroélectriques exercent depuis des décennies cette fonction dans les régions montagneuses.
(3) Un atoll est une île corallienne basse présentant une forme annulaire et abritant un lagon, souvent de faible profondeur, en son centre.

La faisabilité technique sur des domaines maritimes à faibles profondeurs, tant au niveau de la taille des ouvrages que de la résistance des matériaux, semble déjà acquise aux spécialistes.

Source : d’après un article de Matthieu Quiret, Les Échos, le 24/09/2009

Document 2 : le projet « Green Power Island »
(Informations traduites de l’anglais.)
« Green Power Island » est un projet d’atolls artificiels en pleine mer imaginé par le laboratoire danois Risø-DTU et le cabinet d’architectes Gottlieb Paludan.
Vue d’artiste de l’atoll énergétique prévu au large de Copenhague

1 Ferme éolienne offshore facilement accessible depuis l’atoll.
2 Réservoir d’eau de mer d’une capacité de 22 millions de mètres cubes :
- il permet de régénérer une énergie électrique totale de 2,4 GWh(4) ;
- il est utilisé pour cultiver des algues, dont le rôle est à la fois d’absorber du dioxyde de carbone CO2 lors de leur croissance et de servir de matière première pour la fabrication de biocarburants.
3 Panneaux solaires installés sur des structures flottantes.
4 Terres émergées de l’atoll : elles sont utilisées pour la plantation d’arbres à croissance rapide comme le saule, particulièrement adapté aux régions froides et humides.
(4) 1 GWh = 10 9 Wh.

Source : d’après http://www.greenpowerisland.dk

Question 1 :
Donner deux raisons encourageant le Danemark, comme de nombreux autres pays, à abandonner progressivement l’usage des énergies fossiles.

Question 2 :
Citer le principal problème auquel le Danemark se heurte en augmentant sa dépendance au vent comme source d’énergie. Expliquer brièvement la réponse.

Question 3 :
Sans recopier les chaînes énergétiques ci-dessous et à partir du document 1, indiquer la forme d’énergie à faire apparaître dans chaque cadre numéroté de 1 à 4.
Pour cela, préciser simplement sur votre copie l’expression choisie dans chaque cadre numéroté de 1 à 4, parmi les suivantes :

énergie électrique - énergie thermique - énergie lumineuse - énergie mécanique.

Écrire le numéro du cadre à côté de chaque expression choisie. Une même expression peut être utilisée plusieurs fois.

Question 4 :
4.1. Expliquer pourquoi le projet « Green Power Island » répond au contexte du Danemark tant du point de vue énergétique évoqué à la question 2, que du point de vue géographique.

4.2. Donner deux arguments montrant que le projet « Green Power Island » s’inscrit bien dans une démarche de développement durable.

Question 5 :
Dans l’hypothèse où l’atoll énergétique prévu au large de Copenhague permettrait d’alimenter en électricité toutes les installations domestiques de la ville pendant une durée de 24 heures en l’absence totale de vent, calculer la puissance moyenne équivalente électrique de son réservoir d’eau.

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