HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ. Marcel Lacroix Université de Sherbrooke
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- Grégoire Lesage
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1 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ Marcel Lacroix Université de Sherbrooke
2 ÉLECTRICITÉ: : PRODUCTION Presque toute l électricité produite artificiellement* dans le monde l est selon le principe de Faraday: une boucle tournant sur elle-même dans un champ magnétique produit un courant électrique dans cette même boucle. * Davantage d électricité est produite naturellement par la foudre M. Lacroix Hydroélectricité 2
3 MÉCANIQUE-ÉLECTRIQUE-MÉCANIQUECANIQUE M. Lacroix Hydroélectricité 3
4 COMMENT LA BOUCLE TOURNE-T-ELLE? ELLE? La boucle est fixée à un arbre qui tourne... et l arbre est solidaire de l axe d une turbine -hydraulique (centrale hydraulique); -à vapeur (centrale thermique/nucléaire); -à gaz (réacteur d avion); -à air (éolienne) M. Lacroix Hydroélectricité 4
5 Cycle naturel de l eaul M. Lacroix Hydroélectricité 5
6 COMPOSANTS D UNE D CENTRALE HYDROÉLECTRIQUE M. Lacroix Hydroélectricité 6
7 COMPOSANTS D UNE D CENTRALE HYDROÉLECTRIQUE M. Lacroix Hydroélectricité 7
8 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ L énergie potentielle de l eau est convertie en énergie cinétique linéaire lors de la descente dans la conduite forcée (penstock). L énergie cinétique linéaire est convertie ensuite en énergie cinétique de rotation dans la turbine hydraulique (turbine). Enfin, l énergie cinétique de rotation de la turbine est transformée en potentiel électrique dans l alternateur (generator) M. Lacroix Hydroélectricité 8
9 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ Transporté et distribué sous forme de courant, ce potentiel électrique est alors libéré à destination en énergie utile dans divers appareils comme les moteurs électriques, les éléments chauffants électriques et les appareils d éclairage. M. Lacroix Hydroélectricité 9
10 TURBINE ET ALTERNATEUR M. Lacroix Hydroélectricité 10
11 ÉNERGIES: DÉFINITIONSD Énergie potentielle de la masse m d eau de tête H admise dans la conduite forcée: EP = conduit, in mgh Énergie cinétique de la masse m d eau admise dans la conduite forcée et circulant à la vitesse v: EC = conduit, in 2 1 mv 2 M. Lacroix Hydroélectricité 11
12 RENDEMENTS ET PUISSANCE ÉLECTRIQUE Débit massique d eau (kg/s) dans la conduite forcée de section A conduit : Puissance électrique produite (W): P = électrique η conduit = η η conduit turbine m = (ρav) conduit η η turbine alternateur M. Lacroix Hydroélectricité 12 η m gh alternateur 1 Av 3 2 ρ
13 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ: : AVANTAGES 1. Contrairement aux combustibles fossiles et nucléaires, elle est renouvelable. 2. Efficace: ~90% de l énergie cinétique convertie en électricité (comparé à ~ 35% lors de la conversion de l énergie chimique ou nucléaire). 3. Fiable: les seuls mécanismes en jeu sont la turbine et la génératrice. M. Lacroix Hydroélectricité 13
14 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ: : AVANTAGES 4. Aucune émission de gaz à effet de serre. 5. Économique: une fois construite, les coûts de maintenance et d exploitation de la centrale hydroélectrique sont faibles comparés à ceux de la centrale thermique ou nucléaire. M. Lacroix Hydroélectricité 14
15 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ: INCONVÉNIENTS NIENTS 1. Les cours d eau les plus intéressants sont déjà exploités. 2. On se dispute l eau pour produire de l électricité, pour s alimenter et pour cultiver. M. Lacroix Hydroélectricité 15
16 HYDROÉLECTRICIT LECTRICITÉ: INCONVÉNIENTS NIENTS 3. Impact environnemental des aménagements créés: barrages et vastes réservoirs. 4. Hydraulicité variable des grands réservoirs. M. Lacroix Hydroélectricité 16
17 PROJET DE LA RIVIÈRE RE VOLTA (GHANA, en service 1967) Barrage Akosombo: Réservoir de 8500 km 2 Alimentation électrique d une aluminerie M. Lacroix Hydroélectricité 17
18 IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX 1. Social: personnes déplacées. 2. Santé: vaste réservoir d eau stagnante: prolifération de parasites, moustiques et larves: malaria, schistosomiasis urinaire, maladie du sommeil. 3. Agriculture: disparition de terres arables; augmentation de la salinité de l eau la rendant malsaine à la consommation. M. Lacroix Hydroélectricité 18
19 IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX 4. Pêche: forêts inondées: impossible de pêcher avec des filets! 5. Navigation: autrefois, on traversait la rivière en chaloupe. Aujourd hui, la largeur moyenne est 24 km. 6. Sécheresse: aujourd hui, capacité hydraulique réduite de moitié. 7. Conséquences: en plus de tous ces inconvénients, la crise d énergie perdure. M. Lacroix Hydroélectricité 19
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