SOMMAIRE 1. Introduction 2. Les forces 3. L énergie électrique? Problematique: 1/Quelles sont les forces exercées sur le barrage et comment sont-elle repartie? 2/Comment un barrage produit-il de l énergie électrique?
I-Introduction En un siècle, l'énergie est devenue le moteur de l'ensemble de notre système de production et par conséquent un enjeu économique de la plus haute importance. Il ne se passe pas un jour sans que nous utilisions l'énergie électrique, c'est un moyen indispensable pour notre développement présent et futur. Le seul problème, elle s'épuise, les gisements étant peu nombreux, les besoins étant conséquent, nous devons donc recourir à une solution: l'énergie renouvelable. Elle peut être obtenue par un barrage hydroélectrique. C est pour cela que nous allons étudier dans un premier temps, quel sont les pressions qui s exercent sur le barrage; puis dans un second temps nous allons étudier comment un barrage produit t-il de l énergie Mais quel sont les types de barrage? La forme de la vallée, la nature du sol, les matériaux à disposition sur le site déterminent le type de barrage. Les barrages sont construits en béton ou en maçonnerie; les digues (ou barrages en remblai) sont en terre ou en enrochement. BARRAGE POIDS Il a une forme triangulaire. Son poids suffit seul à contenir la poussée de l'eau BARRAGE VOÛTE C'est un ouvrage particulièrement élégant; en raison de la forme arquée du barrage, horizontalement et verticalement, la poussée de l'eau est reportée sur les flancs de la vallée.
BARRAGE CONTREFORT C'est un grand mur en béton qui s'appuie sur des contreforts en laissant des évidements, économisant ainsi du béton. Les contreforts, relativement minces, conduisent les efforts jusqu'aux fondations. Ce type de barrage a été peu utilisé en Suisse (Lucendro, Lessoc, Rossinière, Les Marécottes). Ce mode de construction se subdivise en sous-catégories; contreforts à têtes arrondies à masque amont, à voûtes multiples. BARRAGE DIGUE Contrairement au barrage en béton, la digue a une section verticale beaucoup plus large. En règle générale, elle présente en son centre un noyau étanche, qui est retenu de part et d'autre par des remblais en terre ou en enrochement. Au lieu d'un noyau intérieur, on peut prévoir un revêtement étanche sur la face amont du barrage, en béton ou en asphalte. Remarque: Les différents types de barrage, ci-dessus, sont utilisés dans des endroits qui leur sont propres Mais qu est-ce qu un barrage hydroélectrique? C est un barrage capable de transformer la puissance de l eau en énergie électrique. II- Quelles sont les forces exercées sur le barrage et comment sont-elles réparties? Le barrage voûte doit son nom et sa résistance à sa forme arquée* *Arquée : En forme d arc de cercle.
Le barrage voûte répartie la pression de l eau de chaque cotés de la valée. Qu est ce que la Pression? Un pression de 1 Pa sur une surface de 1m² produit une force de 1 Newton perpendiculairement à la surface
Pression= F/S => Pression*S=F 1Pa*1m²=1N 1Pa=1N/1m² Volume= 10m³ 1m³ est environ égale à 1 tonne Donc M=10m³=10tonnes=10 4 Kg F=m*g d où g=9.81n A la surface terrestre 1Kg est attiré pas une force de 9.81N soit environ 10N M=10 4 Kg exerce une force de 10 5 N (F=m*g=10 4 *10) sur 1m² C'est-à-dire 10 5 Pa ce qui équivaut à 1 bar. Donc la pression de l eau augmente tous les 10 mètres.
La pression de l eau fait bouger le barrage de quelque centimètre, on dit qu il respire. III- comment un barrage produit t-il de l énergie électrique? Le barrage fonctionne sur un principe de convertir une énergie déjà existante en énergie électrique. La première conversion s effectue grâce à l eau qui fait tourner une turbine qui entraîne un axe. La seconde conversion s effectue grâce à un alternateur qui produit de l électricité. *L ALTERNATEUR : Il est constitué du rotor et du stator.
La turbine est l élément essentiel du fonctionnement du barrage. Seul la vitesse de l eau permet de la mettre en mouvement de rotation.
Schéma principe du barrage L eau passe par les vannes de contrôles, qui servent à laisser ou retenir plus ou moins d eau. Cette eau continue son chemin dans une conduite forcée pour ce diriger vers la turbine qui permet de la mettre en rotation. La turbine entraîne un axe qui lui-même entraîne un alternateur ce qui produit du courant. Quand à l eau, elle continue son chemin et rejoint le lit de la rivière.