Hydraulique Flashcards
Energie hydraulique
L’énergie hydraulique exploite les mouvements de l’eau : courants, chutes d’eau, marées, vagues…
La force du courant transforme l’énergie hydraulique en énergie mécanique.
L’énergie mécanique est convertie en énergie électrique via une centrale hydroélectrique : l’énergie mécanique est transférée à une turbine hydraulique pour produire l’énergie électrique
Valorisation de la ressource en eau
▪ Les barrages hydroélectriques ➢ Les barrages au fil de l’eau ➢ Les barrages à accumulation ▪ L’énergie marémotrice ▪ L’énergie houlomotrice ▪ L’énergie hydrolienne
Les barrages hydroélectriques
Barrage = centrale gravitaire
Les centrales gravitaires sont celles mettant à profit l’énergie potentielle liée à la dénivellation entre le réservoir et la centrale.
Les barrages au fil de l’eau
Les petites centrales ne stockent pas l’eau. Elles fonctionnent « au fil de l’eau », la turbine étant positionnée dans le lit de la rivière ou en bas de la chute d’eau.
La production d’électricité suit ainsi les variations de débit de la rivière.
=> L’eau fait tourner la turbine, entraînant un générateur de courant qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique.
▪ Localisation privilégiée en plaine
▪ Implantation sur rivières et fleuves à très grand débit
▪ Hauteur de chute très faible
▪ Centrale positionnée à l’intérieur du barrage
▪ Fonctionnement continu (sinon le barrage ne pourrait pas contenir toute l’eau du débit de la rivière)
Principal inconvénient du barrage au fil de l’eau
▪ La production d’électricité nepeut pas beaucoup varier.
▪ Ils ne peuvent donc pas faire face à une hausse rapide de la demande d’électricité.
Problématiques environnementales:
▪ Nécessité de maintenir un débit réservé pour préserver la salubrité et la sauvegarde de la vie aquatique
▪ Création de passes à poissons pour faciliter les migrations
▪ Création de passes à canoës si l’activité touristique le justifie
▪ Filtration des déchetsflottants
▪ Nécessité d’isoler acoustiquement la centrale (le fonctionnement de la turbine et de l’alternateur étant source de nuisances sonores)
Les barrages à accumulation
Les barrages stockent l’eau en altitude et peuvent donc la conserver pour les moments de forte demande d’électricité.
Pour répondre à cette demande, les vannes sont ouvertes à la demande afin de guider l’eau vers des conduites forcées qui l’amènent vers la centrale.
=> L’eau fait tourner la turbine positionnée en bas de la chute, entraînant un générateur de courant qui transforme une énergie mécanique puissante en quantité importante d’énergie électrique
▪ Localisation dans les vallées
▪ Implantation sur rivières ou fleuves à débit modéré ou faible
▪ Grande hauteur de chute
▪ Centrale positionnée au bas du barrage
▪ Fonctionnement à la demande (réservoir disponible en amont de la centrale)
Avantages barrages à accumulation
Les barrages à accumulation
Les types de barrages à accumulation
▪ Le barrage poids
▪ Le barrage voûte
▪ Le barrage à contreforts
▪ Le barrage digue
Le barrage poids
▪ Il a en principe dans une coupe verticale une forme triangulaire.
▪ Le barrage est construit à partir de béton, de roche et de terre et conçu pour retenir l’eau en utilisant seulement le poids de la matière pour contenir la pression horizontale de l’eau s’exerçant sur le barrage.
Le barrage voûte
▪ C’est un ouvrage de forme arquée horizontalement et verticalement.
▪ La poussée de l’eau est ainsi reportée sur les flancs de la vallée.
▪ Ce type de barrage est utilisé dans des vallées étroites disposant de versants très rigides afin de supporter le poids de l’eau.
Le barrage à contreforts
▪ C’est un grand mur en béton qui s’appuie sur des contreforts en laissant des évidements, économisant ainsi du matériau. Les contreforts, relativement minces, conduisent les efforts jusqu’aux fondations.
▪ Ce type de barrage est adapté lorsque les appuis sont plus distants.
Le barrage digue
▪ Son principe se rapproche du barrage poids mais, 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
Conclusion sur les barrages hydroélectriques
Les barrages au fil de l’eau ont un très gros débit avec une hauteur de chute faible.
Les barrage à accumulation ont une hauteur de chute importante et un débit plutôt faible.
La puissance est conditionnée par le débit et la hauteur de chute.
Principaux avantages de l’énergie hydroélectrique
▪ L’énergie hydraulique est une énergie renouvelable très faiblement émettricede gaz à effet de serre.
▪ L’eau qui est la source de l’énergie hydroélectrique est stockable et la production d’électricité peut varier rapidement ; elle peut donc être utilisée en pointe, c’est-à-dire quand la demande est la plus forte sur le réseau de distribution pour assurer l’équilibre instantané de la production et de la consommation d’électricité.
▪ Les barrages contribuent à l’amélioration de la navigabilité du cours d’eau.
▪ Ils permettent la limitation des crues en aval.
▪ Ils favorisent l’alimentation en eau de canaux et la constitution de stocks d’eau pour l’irrigation.
▪ Ils présentent un attrait touristique.
▪ Les coûts de réalisation des barrages sont généralement élevés, mais :
▪ Les coûts de maintenance sont raisonnables
▪ Les installations sont prévues pour durer longtemps
Principaux inconvénients de l’énergie hydroélectrique
▪ Déplacements de populations forcés
▪ Inondations d’espaces habités, d’éléments patrimoniaux ou historiques
▪ Inondations de terres agricoles
▪ Modification des écosystèmes aquatiques et terrestres
▪ Atteinte aux ressources piscicoles
▪ Blocage des alluvions et du transport sédimentaire
▪ La production d’hydroélectricité est limitée par le débit et les réserves d’eau disponibles ; ces réserves dépendent du climat, des pompages réalisés en amont des retenues (par exemple pour l’irrigation) et de la taille des retenues d’eau (barrages).
