L'Energie Hydraulique

    Les besoins mondiaux en énergie électrique doublent en moyenne tous les 10 ans. Les sources primaires d’énergie auxquelles on peut faire appel sont relativement nombreuses et variées : charbon, pétrole, gaz naturel, … mais épuisable. L’énergie hydraulique (qui est une énergie renouvelable et propre) commence à se développer. Mais où ?et comment ?

Historique

L’exploitation de la force motrice de l’eau remonte à l’Antiquité. Les premières roues à palettes et à auguets, ancêtres des turbines modernes, datent du IIe siècle avant J.C. A partir du Moyen-âge, la puissance de l’eau va être de plus en plus sollicitée par les scieries, les moulins à céréales, etc.

La turbine a été inventée au 19^e siècle par Benoît de Fourneyron. Suite à de nombreuses inventions, dont celles de Gramme (dynamo, alternateurs) et de Gauler et Gibbs (invention du transformateur électrique, qui permet de transporter l’électricité sur de longue distance), l’hydroélectricité va connaître un développement spectaculaire. En 1960 56% de l’électricité française était d’origine hydraulique, aujourd’hui elle ne représente que 1%.

Parmi toutes les énergies renouvelables, l’hydroélectricité est la seule à être exploitée à grande échelle et ceci dans le monde entier. Elle représente 18% de la production mondiale d’électricité.

La production d’énergie hydraulique par :      

                                                                                                                 

-Les centrales hydrauliques (barrages):                                                                  

Les centrales hydrauliques sont composées de 3 éléments :

-un barrage, pour créer une chute d’eau.

-un canal de dérivation, qui prélève l’eau nécessaire au fonctionnement de la centrale.

-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).

Avantages et inconvénients des barrages

Outre son intérêt pour la production d’énergie, un barrage permet aussi de réguler les crues d’un cours d’eau, il offre un réservoir pour l’irrigation agricole…, sans engendrer une trop grande pollution. Ils ont aussi l’avantage de pouvoir arrêter la production lorsqu’il n’y a pas de demande se qui évite des pertes d’énergie.

Malheureusement ils ne représentent pas que des avantages. La création d’un barrage implique l’inondation de terres, des déplacements de populations, un obstacle pour les poissons migrateurs… . Ils posent aussi un problème d’entretien régulier (amas de boue à retirer au pied du barrage).

Comment ça marche ?

Pour que la force motrice de l’eau créée de l’électricité, il faut passer par toute une chaîne de transformations d’énergie.

L’énergie potentielle (énergie de position) 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 entraîne à son tour un générateur électrique : alternateur, dynamo. L’énergie mécanique devient alors de l’énergie électrique.

Lien vers la vidéo (9:51min)

-Les hydroliennes

Une hydrolienne est une turbine sous-marine qui utilise l'énergie cinétique des courants marins ou des cours d'eau, comme une éolienne utilise l'énergie cinétique de l'air. La turbine de l'hydrolienne permet la transformation de l'énergie hydraulique en énergie mécanique, qui est alors transformée en énergie électrique par un alternateur.

-Les hydroliennes sont beaucoup plus petites que les éoliennes pour une même puissance, car la masse volumique de l'eau 800 fois supérieure à celle de l'air.

-Les courants marins sont prévisibles, on peut donc estimer avec précision la production d'électricité.

-L’hydrolienne utilise une énergie renouvelable, elle ne pollue donc pas.

-Les hydroliennes créent des zones de turbulences, qui modifient la sédimentation et le courant, avec de possibles effets sur la faune et la flore.

-Des poissons ou mammifères marins peuvent heurter les hélices.

-L’érosion des pâles d’hélice ou des pièces mobiles par le sable est très forte. Ainsi l’entretien doit être très fréquent, mais il est plus difficile qu’à l’air libre puisqu’on ne peut pas l’ouvrir sans que l’eau ne pénètre à l’intérieur et n’endommage tous les systèmes (mécanique et électrique). Pour cette raison, certaines hydroliennes ont une structure émergeant de l’eau, qui peut être gênante pour la navigation.

-Elles coûtent très cher à l’entretien et à l’installation.

EDF vient de décider la construction du premier projet de ferme hydrolienne en France. 3 à 6 hydroliennes seront       installées et raccordées au réseau d’électricité dès 2011 au large de Paimpol (Côtes d’Armor).

Qui produit, qui consomme ?

Depuis quelques années la Chine est devenue le premier pays producteur mondial d’hydroélectricité. Elle conforte cette position depuis la mise en service du gigantesque barrage des Trois Gorges sur le Yang-Tse Kiang.
Les pays producteurs d’hydroélectricité en sont aussi les consommateurs, même si certains comme la France exportent un peu d’électricité vers les pays voisins.
La production hydroélectrique mondiale en 2006 a atteint 3000 TWh (milliards de Kilowattheures). Cela représente 16,6% de la production totale d’électricité dans le monde.

   Lien vers la synthèse:

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Mayer Mélanie et Obermeyer Cécile