Conservation d'énergie
À un moment donné, dans une classe de sciences, vous avez probablement entendu parler de la loi de conservation de l'énergie. En termes simples, l'énergie ne peut ni être créée ni détruite, mais elle peut être convertie d'une forme à une autre. Toute l'énergie de l'Univers peut se déplacer, se convertir en différentes formes, mais elle ne sera jamais détruite. Comment, alors, est-il possible pour nous de parler de «gaspillage» d'énergie si elle ne peut jamais disparaître? Les papas du monde s'inquiètent-ils inutilement des réglages de leurs thermostats? Tout ce discours sur les énergies «renouvelables» est-il inutile? Pourquoi devrions-nous nous soucier de conserver quelque chose qui, par une loi de physique, est déjà garanti d'être conservé ?
La vérité est que la conservation de l'énergie (ne pas en utiliser trop) a en fait beaucoup à voir avec la conservation de l'énergie (et sa loi). Bien qu'elle ne puisse pas être détruite, toute l'énergie n'est pas la même. Certains formulaires sont beaucoup plus utiles que d'autres. L'énergie, comme je mentioned before, est quelque chose dont nous parlons principalement en termes d'électricité, car c'est la forme d'énergie qui alimente une grande partie de notre monde moderne. Je ne pourrais pas taper ces mots sur mon ordinateur portable, ils ne pourront pas attendre sur un serveur en attendant que vous les lisiez, et vous ne pourriez pas les partager avec tous vos amis via votre appareil électronique de choix sans une aide généreuse d'électricité.
L'électricité est l'une de nos formes d'énergie les plus utiles, mais d'autres formes le sont moins. Les ingénieurs passent d'innombrables heures à essayer de minimiser les formes d'énergie les moins utiles dans les machines qu'ils conçoivent et construisent. Les vibrations sont une forme d'énergie, et c'est aussi pourquoi votre mécanicien peut souvent vous dire ce qui ne va pas avec votre voiture simplement en l'écoutant. Les vibrations contrôlées peuvent être utiles, telles que les vibrations d'un haut-parleur ou d'un microphone qui nous permettent de capturer et de diffuser la musique, les voix et les sons de n'importe quoi n'importe où. Mais il n'est pas difficile de voir qu'une machine produisant trop de vibrations pourrait facilement se briser en morceaux.
La chaleur est une autre forme d'énergie moins utile qui entrave le fonctionnement de nos machines. Votre ordinateur de bureau est équipé d'un ventilateur bruyant pour se débarrasser de la chaleur excessive produite par l'électricité passant à travers son processeur et son disque dur. Le moteur à combustion interne d'une voiture dépense plus d'énergie sous forme de chaleur qu'il n'en convertit réellement en énergie cinétique de mouvement. Et une ampoule à incandescence produit beaucoup plus d'énergie thermique que d'énergie lumineuse. L'énergie thermique est parfois utile aussi; Ironiquement, nous l'utilisons pour produire la plupart de notre électricité utile par le biais du charbon, du pétrole, du gaz et des centrales nucléaires. Mais tout comme le chauffage d'une casserole d'eau sur une cuisinière à gaz, la quantité d'énergie utilisée pour faire quelque chose d'utile (comme la cuisson des pâtes) est minuscule par rapport à la quantité d'énergie qui est utilisée pour faire quelque chose de moins utile (comme chauffer l'air) autour du pot).
La conservation de l'énergie ne consiste donc pas tant à conserver quelque chose qui ne peut jamais être détruit qu'à être prudent avec l'énergie qui existe sous des formes que nous pouvons utiliser. Une bonne analogie serait la conservation de l'eau. 75% de la surface de notre planète peut être couverte d'eau, mais moins de 1% de toute l'eau sur Terre est de l'eau douce. Donc, bien que nous ne manquions pas d’eau de sitôt, l’eau que nous pouvons utiliser ne représente qu’une très petite partie de toute l’eau.
L'un des moyens les plus simples de s'assurer que nous ne manquons jamais de nos formes d'énergie les plus utiles est de nous assurer que nos sources d'énergie ne peuvent jamais s'épuiser. Extraire notre énergie de la croûte terrestre ne peut pas durer éternellement. Les processus géologiques qui ont créé nos réservoirs mondiaux de charbon, de pétrole et de gaz naturel se produisent sur des échelles de millions d'années, et nous avons (littéralement) brûlé une partie substantielle de ces réservoirs mondiaux en un peu plus de 100. Les most recent data on worldwide oil reserves placent le montant total restant à un peu moins de 1,5 million de barils. Oui, ça fait deux millions. Cela ressemble beaucoup, non? Worldwide demand dépasse actuellement 91 millions de barils par jour, augmentant chaque année d'environ un million de barils par jour. Même si nous arrêtions complètement d'augmenter la demande, de sorte que nous continuions à consommer seulement 91 millions de barils par jour, nous avons suffisamment de pétrole pour durer un peu plus de 16 000 jours, soit 45 ans.
Les nouvelles découvertes de pétrole compenseront-elles notre appétit croissant pour le pétrole? Eh bien, disons que nous avons découvert tout à coup un gisement de pétrole inconnu de 250 000 millions de barils, ce qui équivaut à peu près à une quantité supplémentaire de pétrole en Arabie saoudite. À la demande actuelle, cela ne représente que 7,5 années supplémentaires de pétrole. En ajoutant notre hypothétique nouvelle Saudi Arabia au total mondial, un enfant né aujourd'hui serait probablement confronté à un monde sans pétrole avant sa retraite.
L'héritage que nous laissons à nos enfants peut prendre deux formes. Nous pourrions faire face à des mesures de conservation de l'énergie de plus en plus strictes alors que nous nous efforçons de faire durer la dernière lie de combustibles fossiles. Ou nous pourrions leur léguer une économie de l'innovation énergétique, tirée par des sources d'énergie qui, à toutes fins utiles, ne seront jamais épuisées. Notre monde ne manquera jamais d'énergie car l'énergie ne peut jamais être détruite. Mais à moins que nous ne commencions à concevoir des solutions énergétiques pouvant remplacer nos approvisionnements énergétiques qui s'épuisent rapidement, nous pourrions être contraints à une sorte de conservation de l'énergie non définie par des lois physiques mais rendue nécessaire par nos propres ressources limitées.
