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sciences de la vie et de la terre

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quelques images d'installations de production d'énergie électrique

mis à jour le 12/10/2010


éolienne

Ces clichés commentés illustrent la conversion des différents sources d'énergie primaire en électricité. Ils permettent de mener à bien des activités transversales dans le cadre des programmes de SVT et de Géographie de seconde.

mots clés : énergie, soleil, photovoltaïque, nucléaire, combustibles fossiles, géothermie, éolienne, hydroélectricité, barrage, centrale


Cette ressource fait partie d'un dossier documentaire sur les sources d'énergie primaires utilisées pour la production d'électricité.


Les clichés ci-dessous peuvent être associés à l'étude des cartes présentée dans cette ressource : production d'électricité ; cartes des pourcentages d'énergie primaire utilisée par pays. Ils peuvent aussi être utilisés en complément de l'étude des documents de cette ressource : utilisation des sources d'énergie primaires pour la production d'électricité : études de quelques cas.
 
Ces clichés sont destinés à des travaux d'atelier au sein de la classe, chaque groupe d'élèves prenant en charge l'étude d'un cas et préparant un document de mise en commun. Ces activités pourront être l'objet d'une démarche pluridisciplinaire en rapport avec la partie "L'enjeu énergétique" de l'enseignement de Géographie dans le cadre de projets pédagogiques. Elles font appel à des notions de physique étudiées au collège.

Ces ressources sont de simples propositions de documents dont le professeur modulera l'utilisation en fonction des conditions de l'enseignement et de ses choix pédagogiques. Elles ne sauraient être considérées comme une progression.
 
Unité de méthanisation du village de Kirchbracht, commune de Birstein, Hesse Allemagne.
Les lisiers et fumiers d'élevage ainsi que de l'ensilage de maïs sont traités dans un fermenteur où agissent des archées méthanogènes à l'abri de l'air. Le méthane, d'abord stocké dans les grands réservoirs cylindriques, est ensuite utilisé dans un moteur couplé à un alternateur. La chaleur produite par l'installation est aussi utilisée localement pour le chauffage. C'est ce que l'on appelle le cogénération.

En république fédérale d'Allemagne, la priorité donnée aux énergies renouvelables pour la production d'électricité assure la rentabilité de telles installations qui sont très nombreuses.

L'utilisation de terres agricoles pour produire le maïs est cependant critiquable car elle entre en concurrence avec la filière alimentaire.
 

Centrale thermique au charbon et au fuel

Centrale de Cordemais
 
Centrale thermique à flamme de Cordemais, Loire-Atlantique, France
La centrale électrique de Cordemais a une puissance de 2 600 MW. C'est la plus grosse unité de production électrique thermique conventionnelle en France. Deux tranches de 600 MW fonctionnent au charbon pour assurer la production de base. L'extraction du charbon ayant cessé depuis 2004 en France, la totalité du combustible est importé par voie maritime, déchargé des cargos minéraliers à Montoir et transporté par des barges fluviales dans l'estuaire de la Loire. L'eau de la Loire est également utilisée pour refroidir les installations. Ce qui dispense de construire des tours de refroidissement. Deux tranches de 700 MW fonctionnent au fuel importé par oléoduc depuis le terminal pétrolier de Donges. Ces tranches ne sont démarrées que lors des périodes de pointe (quelques centaines d'heures par an).
 

Panneaux solaires


panneaux solaires
 
Panneaux solaires photovoltaïques sur le toit d'une grange, village d'Illnhausen, commune de Birstein, Hesse, Allemagne
L'effet photovoltaïque permet de produire du courant continu lorsque le panneau est éclairé. Ce courant est ensuite stocké dans des batteries ou plus généralement transformé en courant alternatif par un onduleur pour être ensuite consommé localement ou injecté dans le réseau. Les cellules photovoltaïques sont fabriquées en Allemagne ou en Chine à partir de cristaux de silicium dopés avec des terres rares. Le coût de la fabrication des panneaux est élevé. La rentabilité de telles installations en Allemagne est assurée par le fait que les énergies renouvelables ont la priorité sur les énergies d'origines thermiques lors de la vente de l'électricité. En France, le prix d'achat de l'électricité d'origine solaire est fixé au dessus des tarifs d'achat de l'électricité des autres filières.
Une installation domestique sur le toit d'une maison particulière peut produire à pleine puissance 3 kW.
 

Eoliennes


éolienne à Masvlackte
 
Eoliennes dans le port de Rotterdam, Massvlakte, Pays bas
Entre les cuves des raffineries du port de Rotterdam, chacune de ces éoliennes possède une puissance de 1 à 3 MW. Les éoliennes ne fonctionnent que pour des vents compris entre 11 et 90 Km/h, ce qui oblige à utiliser une autre source d'énergie primaire durant les périodes sans vent et les tempêtes. Un certain lissage de la production est possible en utilisant l'excès d'électricité produite à certains moments pour remplir des lacs de retenue. Le Danemark et la Norvège échangent ainsi des quantités importantes d'énergie. L'installation d'éoliennes bénéficie d'aide de la part d'un grand nombre de pays européens, toutefois certains pays comme la France appliquent des restrictions importantes qui tiennent essentiellement à la protection des paysages et à la lutte contre le bruit.
 

Barrage hydroélectrique


inga
 
Barrage d'Inga I ,

République démocratique du Congo

Photo : Alaindg

licence créative Commons, GNU
Situés au niveau des rapides d'Inga sur le fleuve Congo les barrages Inga I et Inga II sont installés sur une dérivation du fleuve. Les puissances installées dans les centrales attenantes sont respectivement de 351 MW pour 45 mètres de chute et de 1 424 MW pour 50 mètres de chute. L'eau accumulée dans la dérivation au dessus du barrage descend sous l'action de la gravité dans les conduites forcées vers l'usine qui renferme les turbines couplées aux alternateurs. La production électrique alimente la RDC mais aussi une partie des pays voisins. Malheureusement, faute de pièces de rechange, les deux centrales tournent actuellement à 20 % de leur puissance nominale.

Article sur les barrages d'Inga dans Wikipedia :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Barrage_d'Inga
 

Centrale géothermique


centrale géothermique
 
centrale géothermique de Hellisheiði

Islande

photo ThinkGeoEnergy

licence créative Commons
Les forages dans les roches volcaniques permettent d'extraire de la vapeur d'eau sous pression à près de 200 °C. Elle sert à faire tourner des turbines couplées à des alternateurs. La puissance électrique installée est de 213 MW. L'eau chaude produite par l'installation est utilisée pour le chauffage urbain et pour chauffer des serres. Bien que ne résultant pas de l'énergie solaire, la géothermie est considérée comme une énergie renouvelable. Elle présente l'avantage d'être totalement indépendante du climat et de la météo mais les sites exploitables sont cantonnés à des zones géologiques particulières où le flux thermique traversant la lithosphère est important, c'est le cas des rifts, des points chauds et de certaines parties des zones de subduction.

Article sur cette centrale dans Wikipedia :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucléaire_de_Gravelines
 

Centrale nucléaire


Graveline
 
Centrale nucléaire de Graveline, Nord, France

Photo Quentin Douchet

Licence Créative Commons
Comportant 6 réacteurs à eau pressurisée de 900 MW, la centrale de Gravelines est située au bord de la mer du nord. Son refroidissement est assuré par l'eau de mer ce qui a évité de construire des tours de refroidissement.

La fission du combustible nucléaire produit une quantité de chaleur importante dans le coeur du réacteur. L'eau sous pression du circuit primaire extrait cette énergie et la transfère à un circuit secondaire où la production de vapeur permet de faire tourner des turbines couplées à des alternateurs.

L'électricité produite est utilisée régionalement en particulier dans les industries lourdes métallurgiques. Elle est aussi exportée vers la Grande Bretagne et l'Allemagne.

L'impact sur l'environnement local est surtout constitué de substances chimiques biocides utilisées pour empêcher les organismes marins de prospérer dans le circuit de refroidissement. Le combustible nucléaire usagé est transporté vers les centres de retraitement.

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_nucléaire_de_Gravelines
 
auteur(s) :

François Cordellier, professeur de SVT au lycée Jean Perrin de Rezé

information(s) pédagogique(s)

niveau : 2nde

type pédagogique : démarche pédagogique, travaux pratiques

public visé : enseignant

contexte d'usage : atelier, classe, laboratoire, salle multimedia

référence aux programmes :

Le Soleil : une source d'énergie essentielle

Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

ressource(s) principale(s)

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