L’énergie, concrètement, c’est quoi ?

On entend parler d’énergie, de joules et de calories, de travail et tout cela. Ok, ça marche pour les chimistes et les physiciens. Mais concrètement, dans la vie de tous les jours, la vie des vrais gens, l’énergie, c’est quoi ? Explications. 

« Barre Ovomaltine, c’est d’la dynamique ». Ça ne vous dit rien cette publicité ? Regardez-donc ici :

On y voit un Monsieur en pleine activité de montagne, qui a besoin d’une recharge énergétique pour son corps. Il a faim. Il a besoin d’énergie ! Sous forme d’une barre chocolatée. (Oui, l’énergie ça peut se manger aussi). Cette barre chocolatée est sur le point d’exploser comme de la dynamite (c’est ce qui arrive d’ailleurs) et donc oui, la nourriture contient de l’énergie ! Bon, ok, votre assiette ne va pas exploser sous l’action de votre fourchette, mais quand même, votre corps trouvera le moyen de sortir cette énergie pour vous faire péter d’activité !

C’était la parabole de l’Ovomaltine et de la « dynamique de l’effort » 🙂

Mais revenons-en à mon explication sur l’énergie.

 

Une histoire de Joules

L’énergie est la capacité d’un système à fournir un travail, comme un déplacement par exemple ou un effort. L’énergie s’exprime en Joules (J). 1KJ = 1000J

Vous avez entendu parler du Watt ? C’est l’unité de mesure de la puissance, la vitesse de l’utilisation de l’énergie. 1 Watt, c’est donc un joule par seconde. Une lampe de 40W consomme 40 joules par secondes.

Un joule, c’est aussi soulever une masse de 100g (comme une pomme) d’une hauteur de 1 mètre.

Un joule, c’est approximativement l’énergie investie dans une requête Google…

Comment les scientifiques ont-ils déterminé que le Joule était le Joule ? En utilisant une référence arbitraire : l’énergie qu’il fallait pour augmenter d’un degré un litre d’air.

 

Et les calories alors ?

C’est une autre mesure de l’énergie : c’est la quantité d’énergie nécessaire pour augmenter un litre d’eau d’un degré. Une calorie est égale à 4,18 joules.

En chimie, biochimie et en physique, on utilise en général le joule comme unité de mesure de référence. Cependant, le grand public est plus habitué à utiliser la calorie pour mesurer les quantités d’énergie.

 

Mais chez les êtres vivants, elle est où l’énergie ?

Elle est contenue dans la matière organique, principalement dans la catégorie des molécules que l’on appelle les glucides, connus aussi comme les sucres ou les « oses ».

Prenons le cas du glucose : C6H12O6. Le glucose est composé de liaisons covalentes c’est-à-dire, une liaison chimique dans laquelle les électrons sont mis en commun entre deux atomes. Ces électrons sont très mobiles et donc, très énergétiques : c’est dans ces liaisons qu’est contenue l’énergie de la molécule de glucose.

Le glucose réagit avec une molécule fortement électronégative (c’est-à-dire qui a tendance à s’accaparer les électrons au sein d’une liaison chimique) comme l’oxygène par exemple. Quand l’oxygène se rapproche du glucose, il prend les électrons des liaisons entre les atomes du glucose. Les molécules vont se casser et les électrons des atomes vont aller se coller à l’oxygène. Dans les molécules nouvellement formées, H2O et CO2, les électrons sont collés à l’oxygène, beaucoup moins mobiles et donc moins énergétiques. Ou est passée l’énergie des liaisons des atomes du glucose ? Elle a été libérée dans le milieu et récupérée par l’organisme :

C6H12O6 + 6O2 –> 6CO2 + 6H2O + ENERGIE

Respiration = oxydation métabolique du glucose par l’oxygène

Enfin, quand on parle d’énergie accumulée dans un système ou une molécule, on parle d’énergie potentielle, qui peut se libérer à un moment donné pour fournir un travail. Le glucose a une énergie potentielle chimique élevée (et le fait de faire bouger des électrons est un travail aussi).

Une mole de glucose (180g), c’est quelle quantité d’énergie potentielle ?

C’est 2871 joules.

Quand on mange, notre corps s’approprie cette énergie potentielle, il l’utilise pour maintenir notre corps à 36,5°C (en moyenne), pour bouger, activer nos neurones, et tout et tout !

Le glucose n’est pas la seule molécule à contenir de l’énergie, des molécules plus longues et plus complexes, plus difficiles à casser, peuvent servir de réserves d’énergie potentielle. Le corps s’appropriera l’énergie de ces molécules petit à petit, en fonction de ses nécessités.

Et comme chute pour l’article, je n’ai rien d’autre en tête que « PAF » ou encore « BOUM » !

Euh, pardon…

2 réflexions au sujet de « L’énergie, concrètement, c’est quoi ? »

  1. Petite rectification sur une formulation :
    1 joule, ce n’est pas 1 watt par seconde ; c’est 1 watt qui représente 1 joule par seconde (P = E/t et non E = P/t)
    La puissance (en watt) est la vitesse d’utilisation de l’énergie (en joule).
    Une lampe de 40 W consomme donc 40 joules par seconde …

  2. Il me semble que cette remarque est inversée :
    « Comment les scientifiques ont-ils déterminé que le Joule était le Joule ? En utilisant une référence arbitraire : l’énergie qu’il fallait pour augmenter d’un degré un litre d’air. »

    En système SI, les unités arbitrairement définies sont la distance, la masse , le temps (ainsi que quelques autres, mais pas l’énergie). Les autres sont calculées à partir de celles-ci :
    Ainsi, 1 J est défini à partir du temps, de la masse et de la distance. C’est le travail d’une force d’un newton sur 1 parcours d’1 mètre, et le newton est lui-même défini comme la force qui permet de donner l’accélération de 1 m/s² à 1 kg (c’est à dire qui augmente la vitesse d’un objet ayant une masse d’1 kg d’1 m/s chaque seconde).
    Si 1 litre d’air voit sa température augmenter d’1°C quand il reçoit 1 J, c’est à mon sens seulement une coïncidence, liée au fait que la capacité calorifique de l’air est voisine de 1000 J/kg/K.

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