Atelier6: L’énergie hydroélectrique

Introduction: L’énergie hydroélectrique ou hydroélectricité est une énergie renouvelable. Ce principe date du XIXeme siècle quand les roues à eau sont utilisées pour produire de l’électricité. En 2011,l’hydroélecyticité représente environ 16,2% de production mondiale d’électricité. L’énergie hydroélectrique est responsable d’une faible émission de gaz à effet de serre

1)Comment produit-on de l’énergie par le principe de l’hydroélectricité? L'énergie électrique est produite par la transformation de l'énergie cinétique de l'eau(chute d’eau, cours d’eau, courant…) en énergie électrique par l'intermédiaire d'une turbine hydraulique couplée à un générateur électrique.   Schéma d’une turbine hydroélectrique

2)Ou se produit-elle? L’energie hydroélectrique se fait principalement dans des barages(elle peut aussi se produire par la force descourents marins,marées et vagues). Un barrage hydro-électrique est un ouvrage d'art pouvant prendre des dimensions considérables. En s'opposant à l'écoulement naturel de l'eau, le système permet d'emmagasiner de l'énergie potentielle de pesanteur. Celle-ci sera transformée en énergie électrique par la chute de l'eau sur des turbines reliées à des alternateurs.

En fonction de leur situation géographique, du type de cours d'eau, de la hauteur de la chute, de la nature du barrage et de la situation par rapport à l'usine de production électrique, diverses catégories d'installations hydro-électriques sont référencées. Voici les 3 principales: -De lac ou de chute d’eau(présence dans les sites de haute montagne). -D'éclusée ou de moyenne chute(présence dans les sites de moyenne montagne ou de bas relief). -Au fil de l’eau ou de basse chute(présence sur le cours de grands fleuves ou de grandes rivières).

Le fonctionnement d'un barrage hydro-électrique de haute chute 1)L'eau s'accumule et forme un lac de retenue car le barrage s'oppose à l'écoulement naturel de l'eau. 2)L'eau s'engouffre dans de longs tuyaux appelés conduites forcées lorsque les vannes sont ouvertes. 3)L'eau est conduite vers la centrale hydraulique située en contrebas. Cette centrale se met en marche selon un programme pré-défini qui lui est propre et qui dépend des besoins en électricité. Dans cette centrale, la force de l'eau fait tourner uneturbine, qui à son tour, fait fonctionner un alternateur qui produit un courant électrique alternatif. L'eau turbinée qui a perdu de sa puissance est rejetée dans le cours d'eau par un canal de fuite. 4)La tension du courant électrique produit par l'alternateur est élevée à l'aide d'un transformateur. L'électricité est ensuite distribuée par les lignes à haute et très haute tension. ( Pour avoir une idée : Un mètre cube d’eau qui tombe de 360 mètres de haut produit une énergie de 1 KWh.)

Ces barrages comportent 3 principaux éléments: Un barrage, pour créer une chute d’eau importante. Le barrage permet aussi souvent de créer un réservoir de stockage de l’eau, ce qui permet à la centrale de continuer à fonctionner, même en période de basses eaux. Un canal de dérivation, qui prélève l’eau nécessaire au fonctionnement de la centrale. Cela peut être un canal à ciel ouvert, une galerie souterraine ou une conduite. Certaines centrales de basse chute n’utilisent pas de canal de dérivation. La centrale elle-même, appelée aussi usine. C’est là que la chute d’eau fait tourner une turbine qui entraîne le générateur d’électricité (en général, un alternateur).

Schéma du fonctionnement d’un barrage hydroélectrique

3) Le rôle de l’énergie hydroélectrique. L’énergie hydroélectrique est une énergie renouvelable qui assez facile de produire. L'hydro-électricité est la 2ème source d'énergie mondiale (environ 3000 TWh produits en 2005 ce qui correspond à 16% de la production totale d'énergie). De plus, elle a la particularité d'être présente sur tous les continents Le plus grand barage hydroélectrique est celui des “3 gorges” en Chine.

Les Trois plus grands barages hydroélectriques Barrage des trois gorges en Chine Barrage de Itaipu,Brésil Barrage du guri,Vénézuela

4)Avantages et inconvenients de l’énergie hydroélectrique. A)Les avantages. L’hydroélectricité fait partie des énergies renouvelables et non polluantes : pas de dégagement de gaz à effet de serre, ni de production de déchets toxiques. Les risques d’accident (rupture de barrage) sont très faibles, grâce à un contrôle continu des ouvrages. Les risques principaux sont d’ordre écologique local, en particulier en aval du barrage. Ils concernent surtout les très grands barrages.  

Elle permet de stocker et produire de très grands volumes d’électricité et ainsi d’alimenter de nombreux foyers. L’énergie hydroélectrique permet de tirer le meilleur parti du mouvement naturel des eaux, quelle que soit sa forme : rivières, chutes d’eau, courants marins, changement de marées, etc.

B)Les inconvénients L’énergie hydroélectrique présente aussi certains inconvénients. Premièrement, l’installation d’un barrage nécessite des caractéristiques spécifiques du terrain (relief, ou présence de fleuves et rivières), cela signifie donc que la construction des barrages reste tout de même limitée. Même s’il est vrai qu'une fois installé le barrage est « propre », sa construction a un coût important en argent, en énergie et en main d’œuvre (ciment, terrassement, ouvriers…). La construction des barrages a aussi un impact sur la population des milieux où le barrage est construit ; par exemple la construction du barrage des Trois Gorges en Chine a entraîné le déplacement d’un million de personnes. Les barrages ont aussi un impact écologique car l'eau inonde une vallée. Les retenues d’eau formées derrière les barrages engloutissent des sites parfois uniques (faune, flore, sites historiques…).La produiction d’électricité depend de la quantité de precipitations.  

Conclusion: L’énergie hydroélectrique ou hydraulique est une énergie renouvelable qui produite par la transformation de l’énergie cinetique de l’eau en énergie électrique par l’intermediaire d’une turbine.Cette technique de production d’éléctricité n’est pas polluante,et ne risquent pas d’accidents mais elle à des impacts écologiques locales et impacts sociaux(déplacement des personnes) et la construction de ces barrages peut être assez cher.

Sitologie: http://fr.wikipedia.org/wiki/Barrages_hydro%C3%A9lectriques http://www.futura-sciences.com/fr/ http://www.protegeonslaterre.com http://www.sig-ge.ch/ http://www.planete-energies.com/ http://energiedemain.e-monsite.com/