[PDF] Production de lEnergie Electrique





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Chap 7 PRODUCTION DELECTRICITE I- Les sources dénergie A l

Centrales thermiques à flamme ou nucléaire : Page 2. • Centrale hydraulique : En prenant exemple ci-dessus fabriquer le diagramme énergétique de la centrale 





LENERGIE THERMIQUE A FLAMME

Document 1 : Fonctionnement d'une centrale thermique à flamme Document 2 : Avantages et inconvénients de l'énergie thermique à flamme.



1) Dans les diagrammes EnR signifie énergie renouvelable. Donne

2) Pour chaque diagramme donne les sources d'énergie renouvelables. 5) Quelle est la part des centrales thermiques à flamme dans la production ...



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aux centrales thermiques à flamme. ... Un diagramme de conversion énergétique permet de ... Dans le réacteur d'une centrale thermique nucléaire on.



Production de lEnergie Electrique

DIAGRAMME ENERGETIQUE D'UNE CENTRALE THERMIQUE ................. 14 ... flammes: émissions de gaz à effet de serre et d'éléments polluants (SOx NOx



5ch17c.pdf

Une centrale éIectrique prodrdt de l'énergie électrique à partir d'une Dans une centrale thermique classique la source ... p complète le diagramme.



Jeu des 8 familles : chaînes énergétiques

technologique on représente un diagramme appelé chaîne énergétique. Ce diagramme est composé de trois types d'informations centrale thermique à flamme.



Lénergie et ses conversions

1- Quelles sont les sources d'énergie primaires exploitées dans les différentes centrales ? • Centrale thermique à flamme : charbon gaz naturel ou pétrole.



Untitled

Reproduis et complète le diagramme énergétique de l'alternateur. 7: Chaîne énergétique d'une centrale thermique à flamme ou nucléaire. Questions.



1Quel est le principe d’une centrale thermique

source fossile) thermique mécanique et électrique 3 La chaîne énergétique de la centrale est représentée en ?gure 3 ci-dessous combustible réacteur turbine alternateur Réseau EDF énergie énergie énergie énergie chimique thermique mécanique électrique FIGURE 3 – Chaîne énergétique d’une centrale thermoélectrique



Les différentes centrales - ac-aix-marseillefr

Exercice n°1: Centrale Thermique à flamme 1- A l’aide de la vidéo et de vos connaissances compléter le diagramme d’énergie de la centrale thermique à flamme 2- Recopier et compléter les phrases suivantes avec les formes d’énergie et les verbes « convertir » ou « transférer » Définitions :



Chaînes énergétiques - ac-versaillesfr

Trois méthodes permettent d’obtenir de l’énergie électrique sans nécessiter de combustion : - la conversion d’énergie mécanique soit directe (dynamos éoliennes hydroliennes barrages hydroélectriques) soit indirecte à partir d’énergie thermique (centrales nucléaires centrales solaires thermiques géothermie) ;

Comment fonctionne une centrale thermique à flamme ?

Comment fonctionne u... Comment fonctionne une centrale thermique à flamme ? Une centrale thermique à flamme produit de l'électricité à partir de la vapeur d'eau produite grâce à la chaleur dégagée par la combustion de gaz, de charbon ou de fioul, qui met en mouvement une turbine reliée à un alternateur.

Quels sont les dangers des centrales thermiques à flamme ?

Celles au charbon ou au fioul posent de sérieux problèmes environnementaux et pour la santé publique. Elles rejettent des particules fines et un grand volume de dioxyde de carbone dans l’air. L’ensemble des centrales thermiques à flamme représente moins de 9 % de l’électricité consommée en France.

Comment produire de l'électricité dans une centrale thermique à flamme ?

La combustion : la première étape pour produire de l'électricité dans les centrales thermiques à flamme consiste à brûler un combustible fossile (gaz, charbon, fioul) dans les brûleurs d'une chaudière. Le charbon est ainsi réduit en poudre et le fioul est chauffé pour devenir liquide. Seul le gaz ne subit aucun traitement.

Comment fonctionne une centrale thermique ?

Les centrales thermiques utilisent différentes sources d’énergie afin de produire de l’électricité. Communément, une centrale thermique brûle un combustible qui va produire de la vapeur et alimenter une chaudière. Cela permet d’actionner la turbine et l’alternateur. Le transformateur va ensuite redistribuer cette énergie sur le réseau électrique.

Production de lEnergie Electrique RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE

Ministè

re de l"Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique U niversité H assiba B enbouali C hlef

Faculté de Technologie

Département d"Electro

t echnique

Polycopié de Cours

Licence 2P

ème

P Année

I ntitulé

Product

ion de l'Energie Electrique

Dr. TEBANI HOCINE

Maître

de Conférences classe B

2019 / 2020

Production de l'énergie électrique

AVANT

PROPOS

Ce polycopié est destiné à être utilisé comme un manuel par les étudiants en deuxième année Electrotechnique dans le domaine de la production de l'énergie

électrique. Il a été rédigé dans le but de permettre d'avoir un outil de travail et de

référence recouvrant les connaissances qui leur sont demandés. Le manuscrit est constitué de cours, il est conforme aux programmes agrée par le ministère. Sa présentation didactique est le fruit de plusieurs années d'expérience pédagogique par l'auteur. Son contenu résulte de la lecture de nombreux ouvrages et documents dont les plus importants sont cités dans les références bibliographiques. La production de l'énergie électrique consiste en différentes chaines énergétiques qui s'effectuent dans des sites industriels a ppelés centrales électriques, à cet effet, nous avons jugé utile d'ajouter au programme officiel un

cours introductif intitulé " généralités sur l'énergie » dans lequel sont expliquées

les sources, les formes ainsi que toutes les transformations d'énergie possibles. Bien que l'élaboration de ce manuscrit ait été faite avec le plus grand soin, le contrôle que nous avons pu faire de notre travail n'est pas absolu, et il serait

étonnant qu'il ne subsiste pas d'erreurs.

Dr. TEBANI Hocine

Production de l'énergie électrique

TABLE DES MATIERES

GENERALITES SUR L"ENERGIE ................................................................ 01

1. DEFINITION ............................................................................................... 01

2. LES SOURCES D'ENERGIE .......................................................................... 01

3. CHAINE ENERGETIQUE .............................................................................. 01

4. LES FORMES D'ENERGIE ............................................................................ 01

4.1 ENERGIES LIBRES .................................................................................. 01

4.2 ENERGIES STOCKEES

............................................................................. 02

5. TRANSFORMATIONS DE L'ENERGIE

........................................................... 03

5.1. TRANSFORMATIONS DES FORMES D'ENERGIE LIBRE ............................... 03

5.2. LIBERATION DE L'ENERGIE STOCKEE

....................................................... 05

5.3. STOCKAGE DE L'ENERGIE

....................................................................... 05 HISTORIQUE DE LA PRODUCTION D'ELECTRICITE.............................. 06

1. L'ENERGIE AU FIL DES TEMPS ................................................................... 06

2. DE LA DECOUVERTE DU FEU AҒ EOLE : LES PREMIERES SOURCES

D"ENERGIE ................................................................................................. 06

3. LA REVOLUTION INDUSTRIELLE GRACE A L'ENERGIE ............................... 06

4. LA NECESSITE D'UNE NOUVELLE POLITIQUE ENERGETIQUE ................... 07

5. BREF HISTORIQUE SUR LA PRODUCTION DE L'ELECTRICITE : ................. 07

PRODUCTION DE L'ÉNERGIE ÉLECT

RIQUE ........................................... 09

1. INTRODUCTION .......................................................................................... 09

2. DEFINITIONS ............................................................................................. 09

3. APPEL DE PUISSANCE D'UN RESEAU ......................................................... 10

4. MODES DE PRODUCTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE ............................. 10

CENTRALE THERMIQUE A VAPEUR ......................................................... 12

1. INTRODUCTION .......................................................................................... 12

2. ORGANISATION D'UNE CENTRALE THERMIQUE ......................................... 13

3. DIAGRAMME ENERGETIQUE D'UNE CENTRALE THERMIQUE .................... 14

4. SELECTION DU SITE POUR LA CENTRALE THERMIQUE ............................. 15

4.1 APPROVISIONNEMENT EN CARBURANT ..................................................... 15

4.2 DISPONIBILITE DE L'EAU

......................................................................... 15

4.3 FACILITE DE TRANSPORT

......................................................................... 15

4.4 TYPE DE TERRAIN

................................................................................... 16

4.5 PRES DU POSTE ELECTRIQUE:

................................................................. 16

4.6 DISTANCE DE LA ZONE D'HABITATION

...................................................... 16

5. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 16

CENTRALE THERMIQUE A GAZ ................................................................ 17

1. INTRODUCTION .......................................................................................... 17

2. TURBINES À COMBUSTION (TAC) ............................................................... 17

3. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 18

CENTRALE THERMIQUE A CYCLE COMBINE ......................................... 20

1. INTRODUCTION .......................................................................................... 20

Dr. TEBANI Hocine

Production de l'énergie électrique

2. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ............................................................... 20

3. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 21

CENTRALE NUCLEAIRE .............................................................................. 22

1. INTRODUCTION ......................................................................................... 22

2. COMPOSITION DU NOYAU ATOMIQUE ....................................................... 22

3. ENERGIE LIBEREE PAR LA FISSION .......................................................... 23

4. REACTION EN CHAINE ................................................................................ 23

5. FILIERES DE REACTEURS NUCLEAIRES .................................................... 24

6. REACTION NUCLEAIRE PAR FUSION .......................................................... 25

7. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 26

CENTRALE HYDRAULIQUE ........................................................................ 27

1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ................................................................ 27

2. PUISSANCE DISPONIBLE ............................................................................. 27

3. DIFFERENTES CENTRALES HYDRAULIQUES .............................................. 28

3.1 LES CENTRALES DE HAUTES CHUTES : h > 300M ..................................... 28

3.2 LES CENTRALES DE MOYENNES CHUTES : 30M < h < 300M

........................ 28

3.3 LES CENTRALES DE BASSES CHUTES : h < 30M

......................................... 29

4. LES STATIONS DE POMPAGES ..................................................................... 29

5. PARTIES PRINCIPALES D'UNE CENTRALE HYDRAULIQUE .......................... 30

5.1

BARRAGE ............................................................................................... 30

5.2

CONDUITE D'AMENEE

............................................................................. 30 5.3

CONDUITE D'ECHAPPEMENT

.................................................................... 30 5.4

SALLE DE COMMANDE

............................................................................. 30

6. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 30

1. PRINCIPE .................................................................................................... 31

2. TECHNOLOGIE ............................................................................................ 31

.................................................. 33 ........................................ 34

3.2 LES INSTALLATIONS RACCORDEE AU RESEAU DE DISTRIBUTION PUBLIC .... 35

4. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 36

5. TECHNOLOGIE DE CAPTEURS .................................................................... 36

6. COMPARAISON DES 03 PRINCIPALES TECHNOLOGIES DE CAPTEURS ...... 37

ENERGIE EOLIENNE ................................................................................... 38

1. QU'EST-CE QUE L'ENERGIE EOLIENNE ..................................................... 38

2. FONCTIONNEMENT D'UNE EOLIENNE ........................................................ 38

2.1 AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE L'EOLIENNE A AXE VERTICAL .............. 39

2.2 AVANTAGES ET INCONVENIENTS DE L'EOLIENNE A AXE HORIZONTAL

.......... 40

3. COMPOSANTS D'UNE EOLIENNE A AXE HORIZONTAL ............................... 40

4. CRITERES DE CHOIX DE SITES EOLIENS ................................................... 41

5. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 43

Dr. TEBANI Hocine

Production de l'énergie électrique

ENERGIE DE LA BIOMASSE ....................................................................... 44

1. INTRODUCTION .......................................................................................... 44

2. DIVERSITE DES RESSOURCES & DIVERSITE DES USAGES ....................... 44

2.1 TRANSFORMATION PAR COMBUSTION ....................................................... 44

2.2 TRANSFORMATION PAR GAZEIFICATION

.................................................... 45

2.3 TRANSFORMATION PAR METHANISATION

................................................... 45

2.4 PRODUCTION DES BIOCARBURANTS

........................................................ 45

3. DIVERSITE DES OPPORTUNITES ................................................................ 46

4. CENTRALES ELECTRIQUES A COMBUSTION BIOMASSE SOLIDE ............... 46

5. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 47

ENERGIE GEOTHERMIQUE ........................................................................ 48

1. INTRODUCTION ........................................................................................... 48

2. ORIGINE DE LA GÉOTHERMIE .................................................................... 48

3. LE GRADIENT GÉOTHERMIQUE .................................................................. 48

4. LE FLUX GEOTHERMIQUE .......................................................................... 48

5. CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DE LA GÉOTHERMIE ............................. 48

6. LA GEOTHERMIE MOYENNE ET HAUTE ENERGIE ...................................... 49

7. AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS ............................................................... 50

LA PILE A COMBUSTIBLE .......................................................................... 51

1. PRESENTATION GENERALE ........................................................................ 51

2. DIFFERENTS TYPES ET FONCTIONNEMENT TECHNIQUE ......................... 52

2.1 PILE A COMBUSTIBLE A MEMBRANE D'ECHANGE DE PROTONS ................... 52

2.2 PILE A COMBUSTIBLE ALCALINE

............................................................... 53

3. AVANTAGES ET INCONVENIENTS ............................................................... 55

PRODUCTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE EN ALGERIE .................... 56

1. INTRODUCTION .......................................................................................... 56

2. HISTORIQUE DE LA SOCIETE DE PRODUCTION D'ELECTRICITE " SPE » .... 56

3. LA PRODUCTION D'ELECTRICITE EN ALGERIE ........................................... 57

4. PRINCIPAUX PRODUCTEURS D'ELECTRICITE EN ALGERIE ...................... 58

5. CAPACITE DE PRODUCTION ET POTENTIALITES EN ENERGIE ELECTRIQUE ....... 58

5.1 CENTRALES DE PRODUCTION NATIONALE SPE

........................................... 58

5.2 PLAN DE DEVELOPPEMENT DU PARC DE PRODUCTION SPE ........................ 60

5.3 CAPACITES DES ENERGIES RENOUVELABLES .......................................... 61

5.4 PLAN DE DEVELOPPEMENT DES ENERGIES RENOUVELABLES

.................... 62 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................... 63

Dr. TEBANI Hocine

Production de l'énergie électrique

GENERALITES SUR L'ENERGIE

1. DEFINITION

L'énergie est définie en physique comme la capacité d'un système à produire un travail, entraînant un mouvement ou produisant par exemple de la lumière, de la chaleur ou de l'électricité. L'énergie ne disparaît jamais ; elle se transforme d'une forme en une ou plusieurs autres. Elle s'exprime en joules ou en kilowattheure (kWh).

2. LES SOURCES D'ENERGIE

On désigne par énergies primaires les formes d'

énergie telles quelles sont

captées dans la nature. Les principales ressources énergétiques sont résumées dans le tableau suivant : Sources d'énergie Avantages Inconvénients Fossiles : - Pétrole - Gaz - charbon

Faciles à exploiter

Production de COR

2 R

Epuisable

Nucléaire

Moins cher aujourd"hui.

Moins de CO

R 2 R

Epuisable

Déchet radioactifs

Risque d'accident

nucléaire. Renouvelables: - Eau -Soleil (thermique et photovoltaïque) - Vent - biomasse (bois, plantes...) - Géothermie

Inépuisables à notre échelle.

Peu ou non polluantes

Ne peuvent être

implantée de partout.

Coût plus élevé.

Faible puissance.

Fabrication recyclage

des cellules photovoltaïque 3. CHAINE ENERGETIQUE Une quantité d'énergie qui passe du stade d'énergie primaire à celui d'énergie utile suit une série de processus de transformations bien définies et de transports. Cette série de processus constitue une chaîne énergétique.

4. LES FORMES D'ENERGIE

On peut distinguer diverses formes d'énergie qui, peuvent se transformer l'une en l'autre; " formes d'énergie libre (manifeste)» et " formes d'énergie stockée (potentielle) ». 4.1 ENERGIES LIBRES Sont celles sous lesquelles apparaît l'énergie lorsqu'elle est utilisée. Si nous nous référons à notre expérience quotidienne, nous pouvons distinguer quatre formes d'énergie libre (directement perceptible). Dr. TEBANI Hocine Page 1

Production de l'énergie électrique

Le rayonnement, visible (lumière) ou invisible (ondes de radio, rayons X, etc.). Il s'agit, fondamentalement du déplacement dans l'espace de particules, le plus souvent des photons se propageant à la vitesse de la lumière (environ 300 000 km/s) La chaleur: un apport de chaleur conduit à une augmentation de température (par exemple, un radiateur) et inversement (réfrigérateur). L'énergie cinétique, associée au mouvement. L'électricité. Pour des raisons pratiques, cette forme a vu un développement industriel considérable. Ce n'est pas, à proprement parler, une énergie " visible » mais comme on sait qu'il s'agit du déplacement d'un " courant électrique » (en fait des électrons) dans des conducteurs, on peut qualifier de " libre » cette forme d'énergie. Il existe des appareillages plus ou moins courants permettant de transformer l'une en l'autre ce s quatre formes d'énergie libre.

4.2 ENERGIES STOCKEES

S'il paraît difficile de stocker l'énergie sous forme de rayonnement ou de courant électrique (sauf peut-être dans un circuit supraconducteur), il est envisageable, en revanche, de stocker l'énergie sous forme de chaleur : l'énergie géothermique, constituée de la chaleur emmagasinée au sein de la Terre dégagée par la radioactivité naturelle. Cinétique : le vent, dont l'éolienne capte l'énergie cinétique Par exemple, pour réduire votre facture d'électricité, vous pouvez utiliser de l'électricité pendant la nuit, lorsque les kilowattheures sont moins chers, pour chauffer des briques et accumuler ainsi de la chaleur, puis récupérer cette chaleur pendant la journée pour votre chauffage domestique. En ce qui concerne l'énergie cinétique, le volant d'inertie d'un moteur représente un exemple de stockage d'énergie sous cette forme (en fournissant de l'énergie pendant les temps morts de la combustion, ce volant permet de pallier les

à-coups).

C'est cependant sous forme d'énergie potentielle qu'il est, en général, plus intéressant de stocker l'énergie. Le principe général est semblable à celui de l'exemple pris ci-dessus, celui de l'élastique de la fronde : on accumule de l'énergie potentielle en faisant travailler une force " à l'envers » c'est-à-dire dans le sens inverse de celui dans lequel elle s'exerce ; en laissant, ensuite, travailler cette force dans son sens, l'énergie potentielle emmagasinée sera libérée. L'énergie gravitationnelle (la force de la pesanteur) peut trouver davantage d'applications industriel les. Limitons-nous à deux exemples : L'horloge à poids, à qui l'on fournit de l'énergie en remontant le poids et qui l'utilise ensuite au fil des jours pour vaincre les frottements des mécanismes Le barrage hydroélectrique, dont le lac constitue une réserve disponible pour compléter, si nécessaire, d'autres sources de production d'électricité. Dr. TEBANI Hocine Page 2

Production de l'énergie électrique

L'énergie chimique utilise les forces, de nature électromagnétique, reliant les atomes au sein des molécules : en réarrangeant les atomes pour former de nouvelles molécules à partir des molécules initiales, on fait travailler, dans un sens ou dans l'autre, les forces de liaison entre les atomes, et on libère ou on stocke de l'énergie . Exples: les stocks naturels que sont les réserves de charbon, pétrole et gaz qui se sont constitués à partir du rayonnement solaire; et, parmi les applications industrielles: l'essence utilisée par une voiture, la pile électrique ou la batterie, etc. L'énergie nucléaire utilise les forces agissant entre les nucléons (protons et neutrons) des noyaux atomiques. Là aussi, en réarrangeant différemment ces nucléons, on peut espérer faire travailler ces forces, changer ainsi l'énergiequotesdbs_dbs33.pdfusesText_39
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