La central hydraulique

La central hydraulique

L’hydroélectricité ou énergie hydroélectrique exploite l’énergie potentielle des flux d’eau (fleuves, rivières, chutes d’eau, etc.). L’énergie cinétique du courant d’eau est transformée en énergie mécanique par une turbine, puis en énergie électrique par un alternateur.

I.          Les barrages.

un barrage dont la propre masse suffit à résister à la pression exercée par l’eau. Ils peuvent être en maçonnerie ou en béton. Ils sont relativement épais et leur forme est généralement simple (leur section s’apparente dans la plupart des cas à un triangle rectangle).Il est existe plusieurs types  de barrages.

1)    Barrage à poids.

2)      Les barrages à voûte mince.

3)    Les barrages à contreforts ou multi-voûtes. 

4)    Barrages en remblai.

II.Les différentes centrales hydrauliques

Les centrales hydrauliques utilisent la force de l’eau en mouvement, autrement dit l’énergie hydraulique des courants ou des chutes d’eau (fleuves, rivières, lacs, mers), pour la transformer en énergie électrique. L’hydroélectricité est une énergie renouvelable.

Il existe 3 sortes de centrales hydrauliques :

ü Les centrales-lacs (ou centrales de hautes chutes).

ü Les centrales d’éclusée et les centrales de moyennes chûtes.

ü Les centrales au fil de l’eau et les barrages de basse chute.

Le principe presque le même il suffit de savoir une seul central pour comprend les autres.

III.          Principe de fonctionnement :

1- La retenue de l’eau

Le barrage retient l’écoulement naturel de l’eau. De grandes quantités d’eau s’accumulent et forment un lac de retenue.

2- La conduite forcée de l’eau

Une fois l’eau stockée, des vannes sont ouvertes pour que l’eau s’engouffre dans de longs tuyaux métalliques appelés conduites forcées. Ces tuyaux conduisent l’eau vers la centrale hydraulique, située en contrebas.

3- La production d’électricité

À la sortie de la conduite, dans la centrale, la force de l’eau fait tourner une turbine qui fait à son tour fonctionné un alternateur. Grâce à l’énergie fournie par la turbine, l’alternateur produit un courant électrique alternatif.

La puissance de la centrale dépend de la hauteur de la chute et du débit de l’eau. Plus ils seront importants, plus cette puissance sera élevée.

4- L’adaptation de la tension

Un transformateur élève la tension du courant électrique produit par l’alternateur pour qu’il puisse être plus facilement transporté dans les lignes à très haute et haute tension.
L’eau turbinée qui a perdu de sa puissance rejoint la rivière par un canal spécial appelé canal de fuite.

IV.          Le générateur

Dans une centrale hydraulique s’il y a une turbine, on peut produire de l’énergie. La turbine tourne grâce a l’eau et au vent .La turbine fait tourner l’axe sur lequel est fixer le rotor (aimant mobile) de l’alternateur (1) .L’interaction entre le rotor (2) et le stator (3) (bobine de fils de cuivre fixe) de l’alternateur, crée le courant électrique.

V.   Mesure de la puissance hydroélectrique

La puissance d’une centrale hydraulique peut se calculer par la formule suivante⁽⁹⁾:

                                                 P = Q.ρ.H.g.r

Avec :

• P : puissance en kW ;
• Q : débit moyen mesuré en mètres cube par seconde ;
• ρ : masse volumique de l'eau, soit 1 000 kg/m³ ;
• H : hauteur de chute en mètres ;
• g : constante de gravité, soit près de 9,8 (m/s²) ;
• r : rendement de la centrale (compris entre 0,6 et 0,9)

VI.          Impact social et environnemental

Il est parfois reproché à l'énergie hydraulique d’engendrer des déplacements de population, les rivières et les fleuves étant des lieux privilégiés pour installer des habitations. Par exemple, le barrage des Trois Gorges en Chine a entraîné le déplacement de près de deux millions de personnes. En raison d’une régulation modifiée de l’eau, les écosystèmes en amont et en aval des barrages peuvent être perturbés (notamment la migration des espèces aquatiques) bien que des dispositifs comme les passes à poissons soient installés.