L’hydroélectricité

Plan L’énergie L’électricité Construction de barrage Fonctionnement de barrage Avantages Inconvénients Visite des infrastructures

1. L’énergie Définition : « Faculté que possède un système de corps de fournir un travail mécanique ou son équivalent » On dit d’un système qu’il possède de l’énergie lorsqu’il est susceptible de produire un travail. On connaît plusieurs formes d’énergie ( mécanique, calorifique, chimique, nucléaire ) et les sources d’énergie sont multiples ( charbon, pétrole, uranium, vent, soleil, fleuves ).

Différentes énergies consommées en Suisse

Qui consomme l’énergie en Suisse ?

2. L’électricité L’électricité est une manifestation d'une forme d'énergie associée à des charges électriques au repos ou en mouvement. C’est un vecteur énergétique, c’est-à-dire un mode de transport. On dit que l’électricité est une énergie transportée. Il existe deux catégories permettant de produire de l'électricité : - Les piles, qui sont utilisées pour de petits appareils, à cause de leur faibles capacités. - Les alternateurs, qui transforment l’énergie mécanique en énergie électrique.

Qui consomme l’électricité en Suisse ?

Les différents moyens de production Centrales nucléaires On distingue la fission nucléaire, division d'un noyau atomique lourd en deux fragments plus légers, et la fusion nucléaire, association de deux noyaux légers qui conduit à la formation d'un noyau plus lourd. Ces deux types de réactions libèrent une importante quantité d'énergie. On exploite industriellement la fission dans les centrales nucléaires comme source d'énergie électrique.

Les différents moyens de production Energies fossiles Les combustibles fossiles sont brûlés pour augmenter la température de l’eau. Puis la vapeur sous pression, fait tourner une turbine reliée à un générateur électrique.

Les différents moyens de production Rayonnement solaire On convertit l’énergie solaire en électricité, plus facile à transporter, grâce à des dispositifs photovoltaïques. Les cellules solaires, ou photopiles, sont formées d'une couche d'un matériau semi-conducteur, le silicium amorphe, poly-cristallin ou monocristallin, arséniure de gallium ou matériau en couches minces, et d'une jonction semi-conductrice. Le silicium est le plus employé.

Les différents moyens de production Les éoliennes Cette énergie résulte de la force exercée par le vent sur les pales d'une hélice montée sur un arbre rotatif, lui-même relié soit à des systèmes mécaniques qui servent à moudre le grain ou à pomper l'eau, soit à un aérogénérateur qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique.

Les différents moyens de production Géothermie Dans les centrales électriques, la production de vapeur à partir des fluides naturellement chauds, qui existent dans les systèmes géothermiques, est une alternative à la production de vapeur sous pression produite en brûlant les énergies fossiles ( pétrole, gaz, charbons et hydrocarbures ) ou en utilisant l'énergie nucléaire.

Les différents moyens de production Hydroélectricité Cette électricité est produite par l’énergie dégagée par une chute d'eau entre deux niveaux, l'un étant plus élevé que l'autre. L'exploitation de cette énergie nécessite des installations de grande taille, comprenant des lacs de réserve, des barrages, des canaux de dérivation et l'installation de grandes turbines, ainsi que des systèmes de production d'énergie électrique.

3. Construction Les types de barrage Il y a trois types de barrages en béton : - les barrages-poids (ouvrages de masse importante dont le poids s’oppose à la poussée de l’eau du lac) - les barrages-voûtes (incurvés sur les flans de la vallée) - les barrages à contreforts (constitués de murs triangulaires parallèles au lit du cours d’eau)

Ces trois types de barrages, nécessitent des fondations rocheuses de qualité. Ce sont des barrages-réservoirs : ils servent généralement à accumuler un certain volume d’eau pour produire de l’énergie électrique, pour lutter contre les crues, ou encore pour irriguer des terres arides.

Le barrage-poids

Le barrage-poids

Le barrage-voûte

Le barrage-voûte

Le barrage à contreforts

Le barrage à contreforts

La digue

La digue

4. Fonctionnement a) Introduction : L’eau retenue exerce une force sur le barrage. Cette force augmente avec la hauteur de la retenue d’eau. Cette force est égale au poids de l’eau sur terre, en fonction de la hauteur de l’eau au carré sur 2. Nous avons vu que chaque type de barrage utilise une différente méthode pour retenir l’eau. Nous allons maintenant découvrir comment l’eau ainsi retenue peut produire de l’énergie électrique.

b) De l’eau à l’électricité L’énergie potentielle de pesanteur de l’eau, accumulée par le barrage, est transformée en énergie cinétique par l’écoulement. Cette énergie est transformée en énergie mécanique grâce à une turbine, qui à son tour entraîne un générateur électrique : alternateur ou dynamo. L’énergie mécanique devient alors énergie électrique. Le rendement de cette opération est très bon, de 70% à 90%. La puissance disponible résulte de la conjonction de deux facteurs : la hauteur de la chute et le débit.

Une énergie propre et renouvelable 5. Avantages Une énergie propre et renouvelable Le contrôle des crues

6. Inconvénients Choix du site de construction Perturbation de l’écosystème

Visite des infrastructures en photos