📘 Combustions, empreinte carbone et transition écologique
Les combustions libèrent de l’énergie mais produisent du CO₂ et des polluants (particules fines, NO₂, SO₂) affectant la santé. L’empreinte carbone mesure les émissions de CO₂ équivalent sur tout le cycle de vie d’une activité. Les scénarios de transition écologique combinent atténuation (réduire les GES) et adaptation (limiter les dégâts).
📐 Les réactions de combustion
• Combustion : réaction chimique exothermique entre un combustible et le dioxygène (comburant).
• Combustion complète d’un hydrocarbure : hydrocarbure + O₂ → CO₂ + H₂O.
• Énergie massique Em (pouvoir calorifique) : énergie libérée par kg de combustible (J/kg).
E (J) = m (kg) × Em (J/kg)
👉 Application : 10 kg d’essence (Em = 47,3 × 10⁶ J/kg) → E = 10 × 47,3 × 10⁶ = 4,7 × 10⁸ J
Masse de CO₂ produite : à partir de la stœchiométrie de la réaction et de la quantité de combustible.
Exemple : combustion du butane C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O.
→ n(CO₂) = 4 × n(C₄H₁₀) → masse CO₂ = 4 × [m/M(C₄H₁₀)] × M(CO₂).
Comparer les rejets de CO₂ : calculer la masse de CO₂ produite par unité d’énergie dégagée (g/J) → l’essence émet davantage de CO₂ que le butane pour la même énergie.
📐 Les conséquences sur la santé
| Polluant | Effets sur la santé |
|---|---|
| NO₂ | Asthme, bronchites |
| SO₂ | Irritations oculaires, infarctus |
| Particules fines | Maladies respiratoires et cardiovasculaires, irritations oculaires, effet cancérogène |
📐 L’empreinte carbone
• Empreinte carbone = masse de CO₂ ayant le même effet climatique (en kg éq. CO₂), calculée sur l’ensemble du cycle de vie.
• E-mail de 1 Mo : 20 g éq. CO₂ (production indirecte via les serveurs).
• Nucléaire : 6 g éq. CO₂/kWh (vs charbon : ~900 g éq. CO₂/kWh = 150 fois plus).
📐 Les scénarios de transition écologique
• Aléa : événement naturel ou humain plus ou moins prévisible.
• Enjeu : humains, biens, infrastructures susceptibles d’être affectés.
• Risque = Aléa × Enjeu.
• Atténuation : réduire les causes du réchauffement (énergies renouvelables, nucléaire).
• Adaptation : limiter les dégâts (digues, agriculture adaptée).
• Transition écologique : nouveau modèle économique et social répondant aux enjeux environnementaux.
💡 À retenir
• Combustion complète d’hydrocarbure : hydrocarbure + O₂ → CO₂ + H₂O ; E = m × Em.
• Particules fines : plus fines → plus profondes dans les poumons ; OMS : 6,5 M morts prématurés/an.
• Empreinte carbone = masse CO₂ éq. sur tout le cycle de vie (extraction → fin de vie).
• Risque = Aléa × Enjeu.
• Atténuation = réduire les GES ; Adaptation = se préparer aux conséquences.
• Train = moyen de transport le moins émetteur de CO₂ en France.