École normale ,Morlanwelz, , 2009 Production de l'électricité Karim bensellam École normale ,Morlanwelz, , 2009

4 méthodes pour produire l'électricité Science animée 10 MIN

Menu L ’hydroélectricité L ’électricité nucléaire L ’électricité solaire L ’électricité éolienne Conclusion

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L ’hydroélectricité La force de l ’eau en mouvement représente une source d ’énergie mécanique considérable, utilisée depuis plus de 2 000 ans. Aujourd'hui, on l ’utilise pour fabriquer de l ’électricité. C ’est ce que l ’on appelle l ’hydroélectricité, une énergie qui a l ’avantage d ’être non polluante et réutilisable. La plus grande partie de l ’hydroélectricité est fournie par des barrages placés en travers des fleuves et des rivières.

Fonctionnement d'une centrale Dans une centrale hydroélectrique nous retrouvons un barrage, une turbine et un générateur électrique. Pour faire de l ’électricité voilà comment nous procédons: l'énergie potentielle de l'eau, accumulée par le barrage, est transformée en énergie cinétique par écoulement. Celle-ci est transformée en énergie mécanique grâce à une turbine, qui à son tour entraîne un générateur électrique : l’alternateur. L'énergie mécanique devient alors de l'énergie électrique.

Barrage Générateur Turbine Canal d’écoulement d’eau

Pour calculer l’énergie potentielle nous utilisons cette formule: h = Énergie potentielle Masse Hauteur Gravité

Pour calculer l’énergie cinétique nous utilisons cette formule: ² ½ m v = Énergie cinétique Vitesse Masse

L'électricité nucléaire Comme toute matière (solide, liquide ou gazeuse), l’uranium et le plutonium , sont constitués de milliards de particules minuscules appelées atomes. Chaque atomes possède un noyau. C’est en cassant en deux les noyaux d’atomes d’uranium et de plutonium que l’on obtient de l’énergie nucléaire. La chaleur dégagée permet de produire de l’électricité. Voici les différentes étapes pour fabriquer de l’électricité: - Le traitement du combustible; - La production de l’électricité; - Le retraitement du combustible.

L'extraction On extrait l’uranium dans de vastes mines à ciel ouvert ou dans des galeries souterraines.

Le traitement Réalisé près du lieu d’extraction il permet d’obtenir un concentré d’uranium, le «yellow cake», qui sera ensuite purifié puis enrichi en uranium 235.

Assemblage du combustible Avec l’uranium enrichi, on fabrique des pastilles cylindriques d’environ 10 grammes. Elles sont enfilées bout à bout dans des tubes de 4m de long appelés des crayons. Ces crayons sont insérés dans ce que l’on appelle un assemblage de combustible. 264 crayons forment un assemblage et il faut 193 assemblages pour remplir la cuve d’un réacteur. Celle-ci fait 12m de profondeur. C’est là, au cœur du réacteur, que l’on va provoquer la réaction nucléaire, c’est-à-dire la fission de milliards de noyau d’atomes d’uranium.

L'électricité solaire Le soleil nous apporte une source d’énergie considérable sous forme de chaleur et de lumière. Seule une infime partie de son rayonnement atteint notre planète. À l’heure actuelle, nous utilisons l’énergie du soleil pour produire du courant.

Les cellules solaires Une photopile est essentiellement composée de silicium que l’on a traité pour faciliter la production d’électricité. Elles permettent en effet la transformation directe de l'énergie solaire en énergie électrique.

Son principe de fonctionnement est simple : il consiste à convertir l'énergie cinétique des photons (particules de lumière composant du rayonnement solaire) en énergie électrique.

L'électricité éolienne Les éoliennes, celles qui produisent de l’électricité, sont aussi appelées des aérogénérateurs. Ces derniers sont installés à l’unité pour fournir du courant à un seul foyer. Elles sont regroupées en très grand nombre dans des endroits favorables à leur implantation, c’est-à-dire suffisamment vastes et venteux.

Fonctionnement Le vent fait tourner les pales du rotor de l'éolienne reliées à une génératrice d'électricité. L'énergie mécanique récupérée dépend de la densité de l'air, de la surface balayée par le rotor et de la vitesse du vent. Le vent étant plus soutenu en hauteur qu'au sol, il est plus avantageux d'utiliser des tours hautes.

Deux types d'éolienne -Éolienne à axe horizontal -Éolienne à axe vertical

Éolienne à axe horizontal C’est une l'éolienne de forme classique, où les pâles sont placées sur une tour effilée ou un pylône de diamètre assez important.

Éolienne à axe vertical Le rotor n'a que 2 ou 3 pâles, ce qui donne à cette éolienne une forme d'oignon. Son avantage est de ne pas être nécessairement placée dans l'axe du vent, mais son inconvénient est de ne pas pouvoir démarrer toute seule.

Conclusion Le vent, l’eau et le soleil dépendent considérablement des climats dans le monde. L’énergie hydraulique dépend des pluies qui remplissent les réservoirs des barrages. L’énergie éolienne varie selon la force des vents. L’énergie solaire résulte de la quantité des rayons solaires disponibles. L’énergie nucléaire, quand à elle, dépend de la quantité du combustible radioactif. Menû