Comment est produite l’énergie électrique que nous

consommons ?

Une centrale hydraulique utilise l’énergie de l’eau pour produire de l’énergie électrique.

Une éolienne utilise l’énergie du vent pour produire de l’énergie électrique.

Une centrale nucléaire utilise l’énergie nucléaire de l’uranium pour produire de l’énergie électrique.

Une centrale thermique utilise l’énergie du charbon ou du pétrole pour produire de l’énergie électrique.

La centrale marémotrice de la Rance utilise l’énergie des marées pour produire de l’énergie électrique.

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1- Production de l’énergie électrique

I. Principe de fonctionnement d’une centrale.

Une centrale électrique transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique grâce à un alternateur.

Les sources d’énergie utilisées dans les centrales électriques peuvent être non renouvelables (charbon, pétrole, gaz naturel), ou bien renouvelables (vent, eau, bois)

L’alternateur est la partie commune à toutes les centrales électriques.

II. L’alternateur

Une tension variable dans le temps peut-être obtenue par déplacement d’un aimant dans le voisinage d’une bobine. C’est le principe de l’alternateur.

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Aimant

Bobine

Voltmètre

On déplace l’aimant

Un courant est alors induit dans la bobine et on mesure une tension à ses bornes.

L’alternateur d’une centrale est composé d’un rotor (aimant) qui tourne à l’intérieur du stator (bobine)

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III. Exemples de centrales électriques.

1) Les centrales thermiques classiques

On brûle des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) dans une chaudière. L’énergie chimique dégagée par ces combustions permet de produire de la vapeur d’eau sous pression qui fait tourner une turbine entraînant un alternateur.

Ces centrales produisent environ 10% de l’énergie électrique en France.

Avantages :

Contraintes :

arrêt et mise en fonctionnement rapides.

pollution, émission de gaz à effet de serre, utilisation d’énergie non renouvelable.

Centrale thermique classique de Martigues-Ponteau (Bouches-du-Rhône)

Rotor (bobine mobile) et stator (bobine fixe) d'un alternateur de la centrale thermique classique de Porcheville (Yvelines)

Poste de transformation à la sortie de la centrale thermique classique de Porcheville (Yvelines)

Cheminée de la centrale thermique classique de Cordemais (Loire Atlantique)

Centrale thermique classique du Havre (Seine Maritime)

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2) Les centrales nucléaires

Ce sont des centrales thermiques où la chaudière est remplacée par un réacteur nucléaire.

L’énergie thermique provient de la désintégration des noyaux d’uranium.

Avantages :

Contraintes :

Ces centrales produisent environ 78% de l’énergie électrique en France. (17% pour l’ensemble des pays du monde)

coût de revient faible (1g d’uranium = 2 tonnes de pétrole), pas d’émission de gaz à effet de serre.

énergie non renouvelable, déchets radioactifs

Centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine (Aube)

Salle des machines de la centrale nucléaire de Flamanville (Manche) contenant 3 turbines (à droite) et 1 alternateur (à gauche)

Aéroréfrigérants de la centrale nucléaire de Dampierre (Loiret)

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3) Les centrales hydrauliques

C’est l’eau en mouvement qui fournit l’énergie mécanique à la turbine d’une centrale hydraulique.

C’est une source d’énergie inépuisable (énergie renouvelable)

Ces centrales produisent environ 11% de l’énergie électrique en France.

Barrage et retenue de Roselend (Savoie)

Conduite forcée de la centrale hydraulique de Châtel (Haute Savoie)

Turbine avec arrivées d'eau de la centrale hydraulique de la Batiaz (Suisse)

Alternateur vue de l'extérieur de la centrale hydraulique de Bort-les-Orgues (Corrèze)

Poste de transformation à la sortie de la centrale hydraulique de Sarrans (Aveyron)

Inspection du barrage de Sainte Croix (Var) par le robot aquatique Super Achille

Panneaux d'avertissement à proximité du barrage de Malause (Tarn-et-Garonne)

Barrage de Puylaurent (Lozère)

Barrage et retenue de la centrale hydraulique de Cap Long (Hautes Pyrénées)

Turbine de type Pelton de la centrale hydraulique de Orlu (Ariège)

Centrale hydraulique de Vogelgrün sur le Rhin (Haut Rhin)

Usine marémotrice de la Rance (Ille et Vilaine)

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4) Les centrales éoliennes

C’est le vent qui fournit l’énergie mécanique aux pales d’une éolienne.

C’est une source d’énergie inépuisable (énergie renouvelable) et en pleine expansion avec le solaire.

Ces centrales produisent environ 0,9% de l’énergie électrique en France.

Éolienne de Widehem (Pas-de-Calais)

Hélices et nacelle d'éolienne à Port-la-Nouvelle (Aude)

Éoliennes de Dunkerque (Nord)

Intervention technique à bord d'une nacelle d'éolienne du parc éolien de Bouin (Vendée)

Éolienne individuelle à Salza (Aude)

Ferme d'éoliennes de Dunkerque (Nord)

Ferme d'éoliennes en mer au large du Pays de Galles (Royaume-Uni)

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5) Les centrales solaires

Le solaire produit moins de 0,1% de l’énergie électrique en France.

Rangée de 15 panneaux solaires à Saint-Nicolas-des-Glénans (Finistère)

Panneau solaire en refuge (Alpes)

Façade en panneaux solaires d'HLM dans le quartier des Minguettes à Vénissieux (Rhône)

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6) Les centrales géothermiques

7) Les centrales biomasse

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IV. Diagramme de répartition des sources d’énergie

78%

11%

10%1%

Nucléaire

Hydraulique

Thermique

Renouvelables