Chaîne de l’énergie : définition et fonctionnement

Rentrons tout de suite dans le vif du sujet et voyons ensemble ce qu’est précisément une chaîne d’énergie (ou chaîne de l’énergie).

Pour représenter de façon imagée le fonctionnement d’un objet technique nécessitant de l’énergie, on a recours à la chaîne de l’énergie. Concrètement, on liste les étapes nécessaires pour récupérer l’énergie et l’utiliser pour faire fonctionner l’appareil. Eh oui, on ne peut pas utiliser l’énergie dans sa forme brute pour ça (ou seulement dans de très rares cas) !

Ces étapes sont représentées par des blocs dits fonctionnels qui forment ensemble un diagramme. Dans la plupart des cas, la première étape consiste à alimenter l’objet en énergie, alors que la dernière a pour objectif de la transmettre dans l’ensemble des composants afin de mener à une action finale (démarrage de l’appareil, par exemple). Le parcours pour atteindre cet objectif est appelé flux d’énergie.

La chaîne d’énergie désigne le parcours suivi par l’énergie, depuis sa source jusqu’à son utilisation finale. La chaîne d’information, elle, liste les éléments de l’objet technique qui traitent et captent des informations, et les ordres à donner à la chaîne d’énergie.

Par exemple, l’action “Acquérir” qui entame la chaîne d’information peut être illustrée par le fait de récupérer des informations (données) via un capteur (température, luminosité, etc.). 

On retrouve quatre principales actions dans la chaîne d’information : 

De manière générale, on retrouve 5 composants dans une chaîne d’énergie, survenant à partir d’une source d’alimentation en énergie : 

Il s’agit des composants les plus fréquents, toutefois il n’est pas nécessaire qu’ils soient tous présents. Le principe est le même pour toute centrale électrique : convertir une source d’énergie en énergie électrique.

Pour un appareil électroménager, le but est différent : on convertit de l’énergie électrique en énergie mécanique, électromagnétique ou encore thermique (produire de la chaleur).

Chaque chaîne d’énergie débute avec une source d’énergie (ou énergie d’entrée) qui peut être de type solaire, thermique, éolienne, électrique, hydraulique, géothermique ou hydrolienne.

La fonction “Alimenter” se traduit par le fait de récupérer l’énergie dans sa forme brute afin d’alimenter l’objet technique en question. Cette action peut se faire par le biais d’une prise électrique ou d’une pile électrique, par exemple.

On distingue deux types d’énergie électrique : 

Dans certains cas, l’énergie récupérée est ensuite stockée pour une utilisation ultérieure. Pour cela, on peut avoir recours à une batterie, un réservoir ou encore un accumulateur.

Une fois que l’énergie est insérée dans l’appareil, il faut ensuite la distribuer aux différents composants (appelés actionneurs) de l’objet. Deux cas de figure se présentent : l’énergie est distribuée en tout ou rien (le mot technique, c'est commutation) ou alors envoyée graduellement. Quoi qu’il arrive, le but est de répartir l’énergie de façon contrôlée.

Ce sont bien souvent les fameux câbles électriques composés de cuivre qui permettent cette distribution d’énergie.

On a récupéré l’énergie et elle a été distribuée vers les actionneurs. C’est bien, mais cette énergie électrique doit être convertie en énergie mécanique (ou autre type d’énergie) afin de faire fonctionner notre objet technique !

C’est là qu’interviennent les moteurs, les dynamos, les résistances chauffantes… On peut identifier deux types de moteurs électriques, afin de s’adapter aux deux types de courants (continu ou alternatif) et qui portent le même nom : 

Nous arrivons enfin à la dernière étape qui consiste à délivrer l’énergie mécanique (ou force mécanique) via des mécanismes (les mots sont bien faits, quand même 😉 !), jusque dans les composants qui permettent d’effectuer l’action finale.

Afin de mieux visualiser ce à quoi ressemble une chaîne de l’énergie, voici quelques exemples associés à différents appareils et centrales électriques.

Dans le cas de panneaux solaires photovoltaïques, l'énergie d’entrée est l’énergie solaire, récupérée par le biais des rayonnements solaires. La chaîne d’énergie se présente ensuite de cette manière : 

Dans le cas d’une centrale nucléaire, c’est l’uranium qui est l’énergie d’entrée. La chaîne énergétique se présente de cette façon : 

Une éolienne s’alimente grâce à la puissance du vent. La chaîne de l’énergie prend la forme suivante : 

Pour terminer et mieux comprendre la chaîne d’énergie et d’information, voici l’exemple d’une serrure à code. La chaîne d’information se présente de la manière suivante : 

La chaîne d’information envoie quant à elle les ordres à la chaîne d’énergie et traite les informations : 

L’action finale sera de déverrouiller la porte si le code ou le badge est valide.

Vous êtes maintenant incollable sur la chaîne de l’énergie et la chaîne d’information. On compte sur vous pour transmettre tout ce savoir à votre bout’chou afin de réussir son contrôle de techno !