Énergie radiative ou rayonnante : l’énergie des ondes

L'énergie radiative se définit comme l'énergie transportée par les ondes électromagnétiques. Ces ondes n'ont pas besoin de support matériel pour se propager. Elles incluent : 

Chacune possède des caractéristiques, notamment sa longueur d'onde et sa fréquence, qui déterminent son comportement et ses applications. 

Le plus impressionnant générateur d'énergie radiative pour notre planète reste incontestablement le soleil. Comme l’explique le CEA (Commissariat à l’Énergie Atomique) « Le Soleil nous transmet une puissance de l’ordre de 1 kW par mètre carré, sous forme de lumière visible et de rayonnement infrarouge. » C’est grâce à l’énergie radiative que nous pouvons bénéficier de lumière du jour et de l’agréable chaleur du soleil ! ☀️

Outre l’astre solaire, l’énergie radiative peut avoir d’autres applications. Quelles sont-elles ? 

On commence par les panneaux photovoltaïques. Il faut savoir que les cellules photovoltaïques sont capables de convertir directement l'énergie lumineuse du soleil en électricité. 

Pour fonctionner, un panneau solaire reçoit les particules de lumière du soleil, les photons. Ces derniers entrent en contact avec le silicium et mettent en mouvement les électrons pour créer un courant continu. Dans le cadre de l’autoconsommation, ce courant continu passe par un onduleur et devient un courant alternatif. Il peut ainsi être utilisé par les différents équipements électriques de la maison. Cela permet de faire baisser votre facture d’électricité ! Merci l’énergie radiative ! 😉

L’énergie radiative, ce sont aussi les ondes radio. Elles permettent la transmission du son, des images et des données informatiques à travers de vastes distances. Cette application sous-tend l'ensemble de nos technologies de communication sans fil, des smartphones aux satellites, en passant par la radiographie médicale. 

Enfin, l’éclairage est aussi permis grâce à l’énergie radiative. Prenons l’exemple d’une ampoule électrique à incandescence. Celle-ci fonctionne grâce à un filament métallique, généralement en tungstène, qui s'échauffe lorsqu'un courant électrique le traverse. Le courant électrique rencontre une résistance dans le filament très fin, provoquant ainsi son échauffement jusqu'à atteindre une température extrêmement élevée. Sous l'effet de cette chaleur intense, le filament devient incandescent, c'est-à-dire qu'il émet de la lumière visible. L'efficacité est cependant très faible, seulement 5% devient de la lumière. Le reste part en chaleur. C’est pourquoi désormais,  leur commercialisation est interdite.

Le four à micro-ondes aussi rime avec énergie radiative. Il transforme l'énergie électrique en micro-ondes, un type de rayonnement qui fait vibrer les molécules d'eau contenues dans les aliments. Il génère ainsi de la chaleur directement à l'intérieur de la nourriture. Cette méthode permet une cuisson rapide.

L'énergie radiative n’est pas seule. Il existe plein d'autres formes d'énergie aussi fascinantes que pratiques ! Petit tour d'horizon des différentes énergies, en toute simplicité.

L'énergie mécanique correspond à la somme de l'énergie cinétique et l'énergie potentielle. Plus concrètement, il s’agit de l’énergie liée au mouvement (énergie cinétique) ou à la position d’un objet (énergie potentielle). Pour illustrer cela, on peut prendre l’exemple d’un enfant sur une balançoire. Cela marche aussi avec un adulte si vous aimez toujours la balançoire ! 😉

Lorsque l’on est tout en haut, prêt à redescendre en riant aux éclats, l’énergie potentielle (due à la hauteur) est maximale, puis elle se transforme en énergie cinétique (due à la vitesse) pendant la descente.

L’énergie thermique, c’est l’énergie liée à la chaleur. Pour aller plus loin, l'énergie thermique correspond en réalité à l'agitation des particules microscopiques (atomes ou molécules) dans la matière. Plus précisément, plus un corps contient d'énergie thermique, plus ses atomes vibrent ou se déplacent rapidement. Autrement dit, la température d'un objet reflète directement l'intensité du mouvement microscopique de ses particules. 

On peut prendre un exemple facile à comprendre, celui d’un chocolat chaud en hiver : l'énergie thermique réchauffe les mains glacées qui entourent la tasse. Cette chaleur provient de l’agitation des petites molécules dans votre boisson préférée. Plutôt chouette de savoir ça, non ? 

Elle est stockée dans les liaisons des molécules et se libère souvent lors d'une réaction chimique. Lorsque plusieurs atomes ou molécules entrent en contact. C’est notamment le cas lors d’une combustion. 

La combustion est une réaction chimique au cours de laquelle un combustible (une matière qui brûle, comme le bois, le pétrole ou le gaz) réagit avec un comburant (généralement l'oxygène présent dans l'air). Durant ce processus, les liaisons chimiques du combustible se cassent puis se recombinent avec l'oxygène, formant généralement du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau (H₂O). 

Cette réaction libère l'énergie chimique stockée initialement dans les liaisons du combustible, énergie qui va se transformer le plus souvent en chaleur. C’est comme ça que l’on peut faire un bon feu de bois !

L’énergie nucléaire correspond à l’énergie stockée dans les noyaux des atomes. Pour y avoir accès, on a recours à un processus de fission nucléaire. 

La fission nucléaire est une réaction au cours de laquelle le noyau d'un atome d’uranium se divise en deux noyaux plus légers après avoir été percuté par un neutron. Il libère alors une grande quantité d'énergie. Cette réaction produit aussi plusieurs neutrons supplémentaires, capables à leur tour de provoquer une réaction en chaîne. Ce type d’énergie est utilisée dans les centrales nucléaires pour produire de l'électricité.

Cette énergie est liée au mouvement des électrons. En se mettant en mouvement, ils vont générer un courant électrique. L’énergie électrique est toujours secondaire, c’est à dire qu’elle provient d’une autre forme d’énergie, par exemple : 

Voilà, désormais vous savez tout sur l’énergie radiative et les autres types d’énergies. Et, chez Ekwateur, on peut vous dire que l’énergie, on en connaît un rayon ! On en a même fait notre métier. On propose de l’électricité 100 % verte, c'est-à-dire basée sur les énergies renouvelables. Une énergie verte au prix juste, ça vous tente ? 💚