Fonctionnement
 des barrages hydroélectriques



Pourquoi utilise-t-on des barrages?

Tout d'abord, il faut savoir que l'électricité ne peut pas être stockée. En France, la production de fond est produite par les centrales nucléaires soit environ 80% . Les centrales hydrauliques en assurent environ 15%. Le nucléaire a un avantage : il produit plus d'électricité. Par contre, il faut beaucoup de temps pour démarrer ou arrêter une centrale nucléaire.

Au contraire, les barrages permettent de produire de l'électricité à tout moment de la journée et de l'année. Ils servent donc à réguler la production. Pour savoir quand les mettre en marche, des spécialistes font des prévisions de charge journalière sur la consommation potentielle en fonction de la météo, de la température, de la durée du jour.

Comment les spécialistes évaluent-ils les prévisions du lendemain?

 Pour s'aider, ils reprennent la consommation réelle de l'année précédente. 

En hiver, un changement de 1°C entraîne une variation de consommation de 1450MW, soit la production d'une centrale nucléaire. Si la température change brutalement, il est impossible d'allumer une centrale nucléaire aussi vite : on se rend compte ici de la nécessité des barrages. Les barrages sont donc surtout utilisés en automne et en hiver. C'est pourquoi ils se vident surtout pendant l'hiver.


Comment calculer la puissance fournie par l'eau ?

 Tout d'abord il faut savoir que la production d'électricité dans les centrales hydrauliques dépend de plusieurs facteurs : la hauteur de la chute et le débit.
Pour connaître la puissance P en Watts, on multiplie le débit Q (m3/s) par la hauteur h (m), et ensuite on multiplie par g la constante de gravitation terrestre.

P = gxQxh

Les différents moyens de production électrique avec l'eau pour énergie

Il existe plusieurs types de production d'électricité. Tout d'abord, l'hydroélectricité des lacs consiste en la construction de barrages installés en montagne. Ceci crée alors des lacs artificiels. Suivant la hauteur de chute, entre le lac et la centrale, on a des installations différentes.
 Les chutes de plus de 200 m sont appelées des hautes chutes. Pour exploiter la chute d'eau, on utilise des turbines de Pelton.
Entre 30 et 200 m de hauteur, on parle de moyenne chute. On utilise alors une turbine Francis.
 Pour les chutes basses, de moins de 30 m, on utilise une turbine Kaplan .

 

Il y a aussi l'hydroélectricité au fil de l'eau...

 Ce sont des barrages installés sur les fleuves. Il n'y a pas de chute d'eau, mais un fort débit. Le barrage ne retient pas l'eau, elle s'écoule librement en permanence. L'électricité est produite en temps réel et en permanence.

 

Les STEP (Station de Transfert d'Energie par Pompage)

Ce sont des installations qui fonctionnent en circuit fermé. On y trouve 2 lacs : un en amont et un en aval. Lors d'une forte demande, l'eau du lac en amont est turbinée, et recueillie dans le lac en aval.
Puis lors des heures de faible consommation, l'eau du lac en aval est pompée et rejetée dans le lac en amont. Le stock d'énergie potentielle est donc reconstitué en permanence.
Bien sûr, le rendement n'est pas maximum puisqu'on utilise de l'électricité pour
pomper l'eau.

L'usine marémotrice de la Rance

 La centrale de la Rance, près de St Malo, est la seule au monde à produire de l'électricité par la force des marées. Le barrage est long de 700 m. Il permet de produire de l'électricité dans les 2 sens, que ce soit par l'écoulement du fleuve ou par la marée montante, grâce à des groupes bulbes. Elle permet d'alimenter la Bretagne en électricité, à raison de 500GWh/an.

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