Les centrales hydrauliques

Introduction Nous allons vous présenter le fonctionnement des centrales hydrauliques. De nombreuses civilisations se sont servies de la force de l’eau qui représentait une des source d’énergie les plus importante avant l’ère de l’électricité. C’est une solution mise en œuvre dans la production d’électricité car elle utilise une énergie renouvelable, elle est aussi considérée comme une énergie propre.

Sommaire I/Histoire de la centrale hydraulique II/Présentation générale de la centrale hydraulique. 1/A quoi sa sert? 2/Les différents types de centrales 3/Les trois type de turbines 4/Carte de France 5/Usine Marémotrice de la Rance III/Fonctionnement de la centrale hydraulique. 1/Schéma explicatif du fonctionnement 2/Retenu de l’eau 3/La production d’électricité 4/Conduite forcée de l'eau 5/L’adaptation de la tension IV/Conclusion

I/Histoire de la centrale hydraulique Depuis l' antiquité, les hommes ont essayé de contrôler la force de l'eau: Vers 260 une "usine" près d'ARLES qui comportait une succession de moulin à eau un aqueduc de 10 km et une chute de 18m fut crée. Entre les deux guerres mondiale: l' hydroélectricité connaît un développement spectaculaire avec plus de 50 barrages bâti entre 1920 et 1940 Puis en 1962, la moitié de la production française de l'électricité est d'origine hydraulique

II/Présentation générale de la centrale hydraulique 1/A quoi sa sert? Les énergies renouvelables sont issues de sources naturelles considérées comme inépuisables, d’où leur nom de « renouvelable ». Les centrales fonctionnant grâce aux énergies renouvelables utilisent, pour produire de l’électricité la force de beaut .

2/Les différents types de centrales Il existe actuellement différents types de centrales: -Les centrales de basse chute, se trouvent sur les grands fleuves et fonctionnent au fil de l'eau avec un débit important, elles produisent sans interruption.         - Les centrales de moyenne chute, se trouvent en moyenne en montagne, elles utilisent les réserves d'eau accumulées sur des courtes périodes. Ces centrales d' éclusée servent pour la régulation journalière ou hebdomadaire de la production.         - Les centrales de haute chute, se trouvent en altitude, les usines de lacs disposent de plus de 400 heures de réserves. Leur rapidité de démarrage permet de répondre de consommation, notamment en hiver.

3/Les trois sortes de turbines -La turbine Kaplan et Hélice Les turbines se situent à la base d’un barrage hydraulique et sont actionnées par l’écoulement de l’eau et actionne un alternateur qui produit de l’électricité Il existe aujourd’hui trois différents types de turbines: -La turbine Pelton -La turbine Francis -La turbine Kaplan et Hélice

4/Carte des usine hydraulique en France En France, 8 % de l'électricité est produite à partir d'énergies renouvelables au premier rang desquelles se situe l'énergie hydraulique. Le parc de production hydraulique est présent sur l'ensemble du territoire français avec un potentiel exploité à plus de 90 % Mulhouse Limoge Grenoble Toulouse Marseille

5/Usine Marémotrice de la Rance L'usine marémotrice de la Rance est une centrale électrique tirant son énergie de la force de la marée. Elle se trouve à l'estuaire de la Rance, en France. C'est la première usine marémotrice au monde. L'électricité est produite par 24 groupes bulbes (turbines utilisant à la fois la force des marées ainsi que celle du courant de la rivière et tournant donc dans les deux sens ). Elle constitue 60% de la production électrique de la Bretagne

IV/Fonctionnement de la centrale hydraulique 1/Schéma explicatif du fonctionnement 1-Retenue d’eau 2-Conduite forcée de l’eau 3-Production d’électricité 4-Adaptation de la tension

IV/Conclusion En conclusion, nous avons pu voir que l'energie produite pas les centrales hydraulique représente une des principales source d'électricité en France. L'hydroélectricité offre de nombreux atouts comme: - Energie renouvelable - Non polluante - Economique

La retenue d’eau Un barrage retient de grande quantité d’eau. Il existe trois type de barrages: Le barrage-voûte: La poussée des eaux sur le barrage peut être reportée sur les rives par effet d'arc.         - Le barrage-poids: La poussée sur le barrage peut être équilibrée par effet de gravité: c'est la masse du barrage qui s'oppose à cette poussée et la transmet au terrain de fondation. Quand le barrage est en béton il s'agit alors d' un barrage- remblai. Quand il est en terre ou en enrochement il s'agit alors d' un barrage à contre-forts.         - Les barrages mobiles: Constituent un cas particulier des barrages à contre-fort: Il s' agit d'une série de vannes qui, à pleine ouverture, assurent le plein rétablissement de la section du lit pour permettre aux crus de s' écouler sans relèvement de leur niveau naturel; la poussée des eaux sur les vannes, lorsqu'elle sont fermées est reportée sur les piles comme dans tout barrage à contrefort.

Conduite forcée de l’eau Des vannes sont ensuite ouvertes afin d’acheminer l’eau jusqu’à la central par de longs tuyaux

Production d’électricité À la sortie de la conduite, dans la centrale, la force de l'eau fait tourner une turbine qui fait à son tour fonctionner un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant  électrique alternatif. La puissance de la centrale dépend de la hauteur de la chute et du débit de l'eau. Plus ils seront importants, plus cette puissance sera élevée.

Adaptation de la tension Un transformateur élève la tension de l’électricité pour les transport dans les lignes haute tension

La turbine Kaplan et Hélice Parfaitement adaptée aux basses chutes et forts débits, avec une roue type hélice, comme celle d'un bateau. Viktor Kaplan a mis au point une roue à hélice dont les pales peuvent s'orienter en fonction des débits utilisables Débit : - 350 m3/s

La turbine Francis Débit 4 - 55 m3/s Ce type de turbines se rencontre régulièrement dans les vieux aménagements basse chute. La turbine Francis est adaptée pour les hauteurs de chute entre 20 et 700 mètres, pour des puissances de quelques kilowatt à plusieurs centaine de megawatt et pour les débits jusqu'à 30 000 l/s. Le diamètre de la roue varie de quelques centaines de millimètres jusqu'à environ 10 mètres. Débit 4 - 55 m3/s

La turbine Pelton Débit : - 15 m3/s Cette turbine est du type « à action » car l’énergie potentielle de l’eau venant d’une conduite forcée est transformée en énergie cinétique, par l’action d’un jet d’eau sur les augets de la roue.Elles sont adaptées à des chutes dites « hautes chutes » Les turbines Pelton utilisent la roue dite « à augets ». Cette roue ressemble à un disque équipés d’augets ressemblant à des demi-coquille de noix, placés en circonférence. La forme de ces augets est très évoluée et permet au jet d’eau qui les frappe de se séparer en 2 jets déviés sur les côtés de la roue. Débit : - 15 m3/s