Sciences de la Terre (Français)

objectifs de la leçon

• décrivez les principaux moyens de réduire la consommation d’énergie.
• discuter des nouvelles technologies qui sont mises au point pour réduire les polluants atmosphériques, y compris les gaz à effet de serre.
• décrivez la différence entre le plafonnement des émissions et la réduction des émissions.,

vocabulaire

• biocarburant
• plafonnement et échange
• séquestration du carbone
• taxe sur le carbone
• catalyseur
• convertisseur catalytique
• pile à combustible
• gazéification
• véhicule hybride

Introduction

Air Act de 1970 et les amendements apportés depuis lors ont fait un excellent travail en obligeant les gens à nettoyer l’air au-dessus des États-Unis. Les émissions des six principaux polluants réglementés par la Clean Air Act, à savoir le monoxyde de carbone, le plomb, les oxydes d’azote, l’ozone, le dioxyde de soufre et les particules, ont diminué de plus de 50%., Les voitures, les centrales électriques et les usines dégagent individuellement moins de pollution qu’au milieu du 20e siècle. Mais il y a beaucoup plus de voitures, de centrales électriques et d’usines. De nombreux polluants sont encore rejetés et certaines substances se sont avérées être des polluants qui n’étaient pas connus pour être des polluants dans le passé. Il y a encore beaucoup de travail à faire pour continuer à nettoyer l’air.

moyens de réduire la Pollution de l’Air

comment réduire la pollution de l’air? Utiliser moins de combustibles fossiles est un moyen de réduire la pollution., Voici quelques exemples de façons de conserver les combustibles fossiles:

• faire du vélo ou marcher au lieu de conduire.
• Prendre un bus ou le covoiturage.
• acheter une voiture qui a une plus grande efficacité énergétique.
• éteindre les lumières et les appareils lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
• utilisation d’ampoules et d’appareils économes en énergie.
• acheter moins de choses qui sont fabriquées en utilisant des combustibles fossiles.

Toutes ces actions réduisent la quantité d’énergie que les centrales électriques ont besoin pour produire.

Il est important de développer des sources d’énergie alternatives. Repensez au chapitre, L’énergie de la Terre., Quels sont certains des problèmes auxquels l’adoption plus large des sources d’énergie alternatives?

• Les technologies pour plusieurs sources d’énergie alternative, y compris le solaire et l’éolien, sont encore en cours de développement.
• le Solaire et l’éolien sont encore cher par rapport à l’utilisation de combustibles fossiles. La technologie doit avancer pour que le prix baisse.
• certaines zones reçoivent de faibles quantités de lumière solaire et ne sont pas adaptées à l’énergie solaire. D’autres n’ont pas beaucoup de vent. Il est important que les régions développent ce qui leur convient le mieux., Alors que le sud-ouest désertique devra développer l’énergie solaire, Les Grandes Plaines peuvent utiliser l’énergie éolienne comme source d’énergie. Peut-être que certains sites compteront sur des centrales nucléaires, bien que les centrales nucléaires actuelles aient des problèmes majeurs de sécurité et d’élimination des déchets.

Parfois, les approches technologiques sont ce qui est nécessaire.

Les vidéos du National Geographic explorant la conservation de l’énergie se trouvent dans Environment Videos, Energy:http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/.,

• énergie Alternative
• Piles À Combustible
• énergie solaire

réduction de la Pollution atmosphérique des véhicules

La réduction de la pollution atmosphérique des véhicules peut se faire de plusieurs façons.

• décomposer les polluants avant qu’ils ne soient libérés dans l’atmosphère. Les véhicules à moteur émettent moins de pollution qu’autrefois à cause des convertisseurs catalytiques (Figure ci-dessous). Les convertisseurs catalytiques contiennent un catalyseur qui accélère les réactions chimiques et décompose les oxydes nitreux, le monoxyde de carbone et les COV., Les convertisseurs catalytiques ne fonctionnent que lorsqu’ils sont chauds, donc beaucoup d’échappement s’échappe lorsque la voiture se réchauffe.

• Faire un véhicule plus économe en carburant. Les véhicules plus légers et plus aérodynamiques ont besoin de moins d’énergie. Les véhicules hybrides ont un moteur électrique et une batterie rechargeable. L’énergie qui serait perdue pendant le freinage est canalisée dans la charge de la batterie, qui peut alors alimenter la voiture., Le moteur à combustion interne ne prend le relais que lorsque la batterie est épuisée. Les hybrides peuvent réduire les émissions automobiles de 90% ou plus, mais de nombreux modèles ne maximisent pas l’efficacité énergétique possible du véhicule.

un hybride rechargeable est branché à une source d’électricité lorsqu’il n’est pas utilisé, peut-être dans un garage, pour s’assurer que la batterie est chargée. Les hybrides rechargeables fonctionnent plus longtemps à l’électricité et sont donc moins polluants que les hybrides ordinaires. Les hybrides rechargeables commencent à être disponibles en 2010.

• développer de nouvelles technologies qui n’utilisent pas de combustibles fossiles., Alimenter une voiture avec autre chose qu’un carburant liquide à base organique est difficile. Une pile à combustible convertit l’énergie chimique en énergie électrique. Les piles à combustible à hydrogène exploitent l’énergie libérée lorsque l’hydrogène et l’oxygène se rejoignent pour créer de l’eau (Figure ci-dessous). Les piles à combustible sont extrêmement efficaces et ne produisent aucun polluant. Mais le développement de la technologie des piles à combustible a rencontré de nombreux problèmes et personne ne sait quand et si elles deviendront pratiques.

réduction de la Pollution atmosphérique industrielle

Les polluants sont éliminés des flux d’échappement des centrales électriques et des installations industrielles avant leur entrée dans l’atmosphère. Les particules peuvent être filtrées et les oxydes de soufre et d’azote peuvent être décomposés par des catalyseurs. L’élimination de ces oxydes réduit les polluants qui causent les pluies acides.

Les particules sont relativement faciles à éliminer des émissions en utilisant le mouvement ou l’électricité pour séparer les particules des gaz. Les épurateurs éliminent les particules et les gaz résiduaires des gaz d’échappement à l’aide de liquides ou de matériaux neutralisants (Figure ci-dessous)., Les gaz, tels que les oxydes d’azote, peuvent être décomposés à des températures très élevées.

la Gazéification est une technologie en développement. Dans la gazéification, le charbon (rarement un autre matériau organique est utilisé) est chauffé à des températures extrêmement élevées pour créer du gaz de synthèse, qui est ensuite filtré et l’énergie continue à entraîner un générateur. Le gaz de synthèse dégage environ 80% de pollution en moins que les centrales à charbon ordinaires, et les gaz à effet de serre sont également plus faibles., Le charbon propre plantes n’ont pas besoin d’épurateurs ou d’autres dispositifs antipollution. Bien que la technologie soit prête, les centrales au charbon propres sont plus coûteuses à construire et à exploiter. En outre, le chauffage du charbon à des températures suffisamment élevées utilise beaucoup d’énergie, de sorte que la technologie n’est pas économe en énergie. En outre, de grandes quantités de gaz à effet de serre CO2 sont encore rejetées avec la technologie du charbon propre. Néanmoins, quelques-unes de ces usines fonctionnent aux États-Unis et dans le monde.,

réduction de la Destruction de l’Ozone

Une réussite dans la réduction des polluants qui nuisent à l’atmosphère concerne les produits chimiques destructeurs de l’ozone. En 1973, les scientifiques ont calculé que les CFC pouvaient atteindre la stratosphère et se désagréger. Cela libérerait des atomes de chlore, qui détruiraient alors l’ozone. Sur la seule base de leurs calculs, les États-Unis et la plupart des pays scandinaves ont interdit les CFC dans les bombes aérosols en 1978.

il fallait confirmer davantage que les CFC décomposent l’ozone avant de faire davantage pour réduire la production de produits chimiques destructeurs de l’ozone., En 1985, des membres du British Antarctic Survey ont signalé qu’une réduction de 50% de la couche d’ozone avait été observée au-dessus de l’Antarctique au cours des trois printemps précédents. Deux ans plus tard, le” protocole de Montréal sur des Substances qui appauvrissent la couche d’Ozone  » a été ratifié par des nations du monde entier.

Le Protocole de Montréal contrôle la production et la consommation de 96 produits chimiques qui endommagent la couche d’ozone (Figure ci-dessous). Les substances dangereuses sont éliminées progressivement d’abord par les pays développés et une décennie plus tard par les pays en développement. Plus de substances dangereuses sont éliminées plus rapidement., Les CFC ont été pour la plupart éliminés progressivement depuis 1995, bien qu’ils aient été utilisés dans les pays en développement jusqu’en 2010. Certaines des substances les moins dangereuses ne seront pas éliminées avant 2030. Le protocole exige également que les pays riches donnent de l’argent pour développer des technologies qui remplaceront ces produits chimiques.

Si les CFC n’avaient pas été éliminés progressivement, d’ici 2050, il y aurait eu 10 fois plus de cas de cancer de la peau qu’en 1980. Le résultat aurait été environ 20 millions de cas supplémentaires de cancer de la peau aux États-Unis et 130 millions de cas dans le monde.

étant donné que les CFC mettent de nombreuses années à atteindre la stratosphère et qu’ils peuvent y survivre longtemps avant de se décomposer, le trou d’ozone continuera probablement de croître pendant un certain temps avant de commencer à rétrécir. La couche d’ozone atteindra les mêmes niveaux qu’avant 1980 autour des niveaux de 2068 et 1950 dans un ou deux siècles.,

réduction des gaz à effet de serre

les climatologues conviennent que le changement climatique est un problème mondial qui doit être attaqué par un monde unifié avec un seul objectif. Toutes les nations doivent s’unir pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Cependant, il s’est avéré difficile de faire en sorte que les nations se mettent d’accord sur tout. Quelques idées ont été proposées et sont en cours d’adoption dans certains pays.,

accords internationaux

la première tentative de plafonner les émissions de gaz à effet de serre a été le protocole de Kyoto, dont les climatologues conviennent qu’il n’a pas fait assez en termes de réduction des émissions ou d’obtention de la participation des nations. Le protocole de Kyoto a mis en place un système de plafonnement et d’échange. Le plafonnement et l’échange constituent une incitation monétaire pour les pays à mettre au point des technologies qui permettront de réduire les émissions et d’économiser l’énergie. Certains États et villes des États-Unis ont mis en place leurs propres systèmes de plafonnement et d’échange.

la Conférence des Nations Unies sur les changements climatiques se réunit chaque année dans un lieu différent., Bien que des recommandations soient faites chaque année, le groupe n’a pas obtenu que les pays signent un accord contraignant. En ne faisant rien, nous faisons quelque chose – en continuant à augmenter les niveaux de gaz à effet de serre et en ne nous préparant pas aux changements environnementaux à venir.

à quel point quelques degrés pourraient-ils être mauvais? National Geographic a un ensemble de vidéos sur ce à quoi s’attendre si la température augmente de chacune de ces quantités par degré Celsius.

taxe carbone

le moyen le plus simple et le plus rapide de réduire les émissions de gaz à effet de serre consiste à accroître l’efficacité énergétique., Un moyen efficace d’encourager l’efficacité est financier. Une taxe carbone peut être imposée sur les émissions de CO2 pour encourager la conservation. La taxe serait placée sur l’essence, le dioxyde de carbone émis par les usines et les factures d’énergie domestique afin que les personnes ou les entreprises qui émettent plus de carbone paient plus d’argent. Cela encouragerait la conservation puisque lorsque les gens achètent une nouvelle voiture, par exemple, ils seraient plus susceptibles d’acheter un modèle écoénergétique. L’argent de la taxe carbone serait utilisé pour la recherche sur les sources d’énergie alternatives., Tous les plans pour une taxe sur le carbone permettent un crédit d’impôt pour les personnes qui ne peuvent pas se permettre de payer plus pour l’énergie afin qu’ils ne souffrent pas injustement.

de nouvelles technologies peuvent être développées, telles que les sources renouvelables dont il a été question dans le chapitre énergie de la Terre. Les biocarburants peuvent remplacer l’essence dans les véhicules, mais ils doivent être développés de manière raisonnable (Figure ci-dessous). Jusqu’à présent, une grande partie du biocarburant est produite à partir de cultures telles que le maïs. Mais lorsque les cultures vivrières sont utilisées comme carburant, le prix de la nourriture augmente. L’agriculture moderne est également extrêmement dépendante des combustibles fossiles pour les pesticides, les engrais et le travail agricole., Cela signifie que l’utilisation d’un biocarburant ne génère pas beaucoup d’énergie par rapport à l’utilisation directe des combustibles fossiles. Des cultures plus prometteuses pour les biocarburants sont actuellement à l’étude. Étonnamment, les algues sont étudiées comme source de carburant! Les algues peuvent être cultivées dans des zones qui ne sont pas utiles pour l’agriculture, et il contient également beaucoup plus d’huile utilisable que les cultures telles que le maïs.

Capture et séquestration du carbone

Si le changement climatique devient suffisamment grave, les gens peuvent tenter d’éliminer les gaz à effet de serre de l’atmosphère après leur émission. La séquestration du carbone se produit naturellement lorsque le dioxyde de carbone est éliminé de l’atmosphère par les arbres dans une forêt. Une façon d’éliminer le carbone serait de planter plus d’arbres, mais malheureusement, plus de terres forestières sont actuellement Perdues que gagnées.

Le carbone peut également être séquestré artificiellement., Par exemple, le carbone peut être capturé à partir des émissions des usines de gazéification, puis stocké sous terre dans des couches de sel ou des filons de charbon. Bien que certains petits projets de séquestration soient en cours d’élaboration, aucune tentative de séquestration à grande échelle n’a encore été tentée.

ce type de capture et de séquestration du carbone relève de la géo-ingénierie. Il y a beaucoup d’autres idées fascinantes en géo-ingénierie que les gens ont proposées qui valent la peine d’être regardées. Un exemple sauvage est d’ombrer la planète avec de grands objets en orbite., Un grand miroir en orbite pourrait refléter environ 2% du rayonnement solaire entrant dans l’espace. Ce genre de solutions serait coûteux en coût et en énergie.

tout comme les individus peuvent diminuer d’autres types de pollution de l’air, les gens peuvent lutter contre le réchauffement climatique en conservant l’énergie. En outre, les gens peuvent s’impliquer dans les efforts locaux, régionaux et nationaux pour faire des choix judicieux en matière de politique énergétique.

résumé de la leçon

• Les polluants atmosphériques peuvent être réduits de plusieurs façons. La meilleure méthode consiste à ne pas utiliser d’énergie qui produit les polluants par la conservation ou l’augmentation de l’efficacité énergétique.,
• Les sources D’énergie alternatives sont un autre bon moyen de réduire la pollution. La plupart de ces technologies énergétiques alternatives sont encore en cours de perfectionnement (solaire, éolien) et certaines ont d’autres problèmes associés (nucléaire, biocarburants).
• Les polluants peuvent être éliminés d’un flux d’échappement en étant filtrés ou décomposés. Certains polluants, tels que les CFC, ne sont pas du tout rejetés.

questions D’examen

1. depuis l’adoption de la Clean Air Act en 1970, pourquoi l’air n’est-il toujours pas propre?
2. quelles sont les façons dont vous pouvez économiser de l’énergie?,
3. Comment la réduction des polluants atmosphériques, telle que décrite dans le Clean Air Act de 1970, affecte-t-elle les émissions de gaz à effet de serre?
4. Que Faut-il faire avant que des sources d’énergie alternatives puissent remplacer les combustibles fossiles?
5. Que sont les convertisseurs catalytiques?
6. pourquoi les véhicules hybrides sont-ils plus éconergétiques que les véhicules ordinaires propulsés par des moteurs à combustion interne?
7. pourquoi les véhicules à pile à combustible ne sont-ils pas encore largement disponibles?
8. Comment un cyclone réduit-il la pollution particulaire?
9. Comment peut-on faire de l’énergie au charbon pour qu’elle ait une contribution de carbone presque nulle dans l’atmosphère?,
10. pourquoi le trou d’ozone ne sera-t-il pas guéri avant plusieurs décennies?
11. Beaucoup de gens pensent que les biocarburants sont la solution à beaucoup de problèmes de changement climatique, mais d’autres sont en désaccord. Quelles exigences les biocarburants devraient-ils satisfaire s’ils veulent être réellement efficaces pour remplacer l’essence dans les véhicules à moteur?

Points à prendre en considération

• Pourquoi est-il important pour réduire la pollution de l’air?
• Ce que vous pouvez faire dans votre propre vie pour réduire votre impact sur l’atmosphère?
• Pourquoi un effort mondial nécessaire pour réduire la menace de changement climatique global?,