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Cours de Physique-chimie 3e - Les centrales électriques


Note par nos Maxinautes :  
Objectif
A la maison, lorsqu'on allume une lampe, on utilise de l’électricité. Cette électricité provient d'une centrale électrique. Quels sont les différents types de centrales ? Comment fonctionne chacune des centrales ? Quelles sont les énergies utilisées ?
1. Les différents types de centrales
La production électrique s'effectue dans des centrales électriques. Dans une centrale électrique, on utilise une source d'énergie primaire que l'on va convertir en énergie électrique.
a. La centrale thermique
© Thinkstock
 
Dans une centrale thermique, on chauffe de l’eau dans une chaudière pour obtenir de la vapeur d’eau sous pression. Cette vapeur va permettre de faire tourner une turbine qui va entraîner un alternateur.

L’alternateur va produire l’électricité.

 

La source d'énergie primaire utilisée dans une centrale thermique peut être du charbon, du gaz naturel ou du pétrole : on parle alors d’énergie fossile.

Une énergie fossile provient de la décomposition de matière organique (essentiellement d’origine végétale) au cours de millions d'années.

b. La centrale nucléaire
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Dans une centrale nucléaire, on chauffe aussi de l’eau pour obtenir de la vapeur d’eau sous pression. Cette vapeur va permettre de faire tourner une turbine qui va entraîner un alternateur. L’alternateur va produire l’électricité.

La source d'énergie primaire utilisée dans une centrale nucléaire est de l'uranium (l’uranium n’est pas une énergie fossile).
c. La centrale hydraulique
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Une centrale hydraulique (barrage) utilise la force de l'’eau. L'eau est envoyée sur une turbine. La turbine entraîne l'alternateur qui va produire l'électricité.

La source d'énergie primaire utilisée dans une centrale hydraulique est l'eau : on parle alors d'énergie renouvelable.
d. La centrale éolienne
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Une éolienne utilise la force de l'air. L'air fait tourner les pales de l'éolienne qui entraîne un alternateur, qui produit l'électricité.
La source d'énergie primaire utilisée dans une centrale éolienne est l'air : on parle alors d'énergie renouvelable.
 

2. Principe général de fonctionnement
Une centrale électrique est constituée d’une turbine et d’un alternateur.


Une énergie primaire (mécanique ou thermique) est convertie en énergie mécanique par la turbine. Une partie de cette énergie est perdue à cause des frottements.

L'énergie mécanique de la turbine est convertie en énergie électrique par l'alternateur. Une partie de cette énergie est perdue à cause de l'échauffement de l'alternateur.

Une centrale électrique est donc un convertisseur d'énergie.

3. Les différentes sources d'énergie
Pour produire l'électricité, on utilise deux types de sources d'énergie : les énergies renouvelables et les énergies non renouvelables :

Une énergie est dite renouvelable si son utilisation n'entraîne pas la diminution de sa réserve.
L'eau, le vent sont des énergies renouvelables au même titre que le soleil, le bois ou la géothermie (chaleur du sol).


Une énergie est dite non renouvelable si son utilisation entraîne la diminution de sa réserve. Le pétrole, le charbon, le gaz naturel et l'uranium sont des énergies non renouvelables.


L'essentiel
Une centrale électrique (thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne) est constituée d’une turbine et d’un alternateur.

La turbine capte une énergie primaire pour la convertir en énergie mécanique.
L’alternateur va convertir cette énergie mécanique en énergie électrique.
Lors de ces conversions, une partie de l’énergie est perdue par frottement ou par échauffement.

Une énergie est dite renouvelable si son utilisation n’entraîne pas la diminution de sa réserve (eau, vent, soleil, bois, géothermie).

Une énergie est dite non renouvelable si son utilisation entraîne la diminution de sa réserve (charbon, pétrole, gaz naturel, uranium).

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