Sur la route de l’électricité

Updated on février 2017

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ADEME

… à la maison, pour se chauffer, s'éclairer, faire la cuisine, écouter de la musique, se déplacer, l’électricité fait partie de notre quotidien. 

 

Mais d’où vient l’électricité que nous consommons ?

 

La transformation de l’énergie en électricité

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Il existe plusieurs sources d’énergie. Certaines énergies renouvelables sont connues depuis très longtemps comme le solaire et l’éolien. D’autres énergies, plus récentes comme l'énergie marine ou le procédé thermodynamique nécessitent encore des avancées technologiques pour être déployées sur l'ensemble du territoire français.

L’électricité peut être produite dans des centrales thermiques

Par la combustion de matière fossile comme le charbon, le pétrole ou le gaz, (ou l'uranium pour les centrales nucléaires) de la chaleur se dégage. Les centrales thermiques sont équipées de chaudières dans lesquelles est réchauffée l’eau froide. En brûlant, les combustibles dégagent de la chaleur.

Celle-ci permet de chauffer l’eau et de la transformer en vapeur, à l’image de l’eau mise dans une casserole réchauffée, sous pression, la vapeur met en mouvement une turbine qui à son tour entraîne un alternateur (c’est un convertisseur d’énergie synergique en énergie électrique) producteur d’électricité. Dans les centrales nucléaires, il existe plusieurs circuits indépendants pour produire l'électricité.

Ce courant est ensuite dirigé vers un transformateur qui va élever la tension du courant produit et lui permettre d’être diffusé sur les lignes à très haute tension du réseau de transport électrique.

L’électricité peut être produite à partir de l’eau

Dans une centrale hydraulique

La production d’électricité grâce à l’énergie hydraulique dépend du mouvement  de l’eau. Par exemple, la force de l’eau qui coule dans un fleuve crée du courant et active la rotation d’une turbine.  La force d’une chute d’eau qui coule entre deux niveaux de hauteur provoque également la rotation d’une turbine. L’eau qui se déplace dans un fleuve peut être retenue en grande quantité dans un barrage. Lors de l’ouverture des vannes, l’eau s’écoule dans des tuyaux pour rejoindre la centrale. Ainsi, le mouvement de l’eau fait tourner une turbine, qui entraîne à son tour un alternateur qui produit de l’électricité. Le courant est ensuite dirigé vers un transformateur, qui augmente la tension de l’électricité pour lui permettre d’être diffusée dans les lignes à haute tension du réseau de distribution d’électricité.

 

Dans une centrale d’énergie marine

Cette énergie est en cours de développement et nécessite encore des avancées technologiques.

La mer est riche en énergies exploitables sous diverses formes : énergie des courants marins, énergie des vagues, énergie des marées, énergie exploitant la différence de température entre surface et grande profondeur, biomasse marine et énergie osmotique (différence de salinité). Ces flux énergétiques permettent de produire de l’électricité à partir de la force de l’eau. Le développement des énergies marines permet de réduire la part d’énergies fossiles dans la consommation d’énergie globale, et donc de diminuer nos émissions de gaz à effet de serre. L’électricité produite est ensuite diffusée sur les lignes à haute tension du réseau de distribution d’électricité.

L’électricité peut être produite par les éoliennes 

Les éoliennes installées sur terre ou en mer transforment l’énergie du vent en électricité. Une éolienne est constituée d’un mat et d’une hélice (ou pales du rotor). Lorsque le vent souffle, l’hélice tourne. Comme les moulins à vent, l’énergie éolienne dépend de la force du vent. L’énergie produite passe alors par un multiplicateur, une sorte de boite de vitesse, qui accélère la vitesse du rotor. Dans son mouvement il entraîne une génératrice (une grosse dynamo), qui ,en tournant, convertit le vent et produit de l’électricité. Le courant produit descend ensuite le long de la tour et rejoint le réseau de distribution d’électricité.

 

L’électricité peut être produite par la biomasse

La plus ancienne énergie utilisée par l’homme est la combustion de matières organiques comme le bois, les végétaux, les déchets agricoles… Ces matières, une fois brûlées, dégagent de la chaleur. Cette chaleur permet de faire chauffer de l’eau dans une chaudière qui produit de la vapeur. En suivant le même principe que les centrales thermiques, la vapeur dégagée va permettre la rotation d’une turbine, qui va entrainer un alternateur producteur d’électricité. L’électricité ne pouvant être contenue va être envoyée vers les lignes à haute tension du réseau de distribution électrique.

 

L’électricité peut être produite par le soleil

Inépuisable et bien répartie dans le monde, l’énergie solaire permet de produire de l’électricité à travers différents procédés de captation.

Le procédé photovoltaïque 

La production d’électricité à partir de l’énergie solaire se fait au moyen du procédé photovoltaïque utilisé sur les panneaux solaires. Le phénomène de transformation de la lumière en électricité est ce que l’on appelle « l’effet photovoltaïque ». Un panneau solaire est composé de plusieurs cellules. Ces cellules sont composées de silicium, un matériau semi-conducteur contenu dans le sable. Les rayons du soleil viennent heurter la surface des cellules et mettre en mouvement les électrons. Ces électrons vont se déplacer vers d’autres noyaux en créant du courant électrique. La production du courant continu est relayée vers un onduleur (convertisseur) puis convertie en courant alternatif pour être compatible avec le réseau de distribution d’électricité.

Le procédé thermodynamique  

Cette énergie est en cours de développement et nécessite encore des avancées technologiques.

Le solaire thermodynamique est principalement destiné aux pays à fort ensoleillement. Une centrale solaire thermodynamique transforme l’énergie du soleil en électricité. Les rayons solaires sont concentrés grâce à des miroirs et des paraboles. On obtient alors de très fortes températures, permettant la production de vapeur d’eau capable d’actionner des turbines et donc de produire de l’électricité. La production d’électricité est ensuite envoyée vers le réseau de distribution d’électricité

L’électricité peut être produite par la géothermie

La géothermie désigne la récupération de chaleur des sols et notamment  des nappes d’eau chaude souterraines. Une centrale géothermique se charge d’extraire l’eau à très haute température contenue dans des réservoirs présents dans le sous sol. L’eau chaude, une fois  pompée à la surface, perd sa pression et se transforme en vapeur. À la sortie du puits, l’eau et la vapeur sont séparées. La vapeur va permettre de faire tourner une turbine qui, à son tour, va faire tourner un alternateur et produire du courant électrique. Ce courant est maintenant dirigé vers un transformateur, qui va élever la tension du courant pour lui permettre de se déplacer facilement à travers des lignes à haute tension du réseau de transport de l’électricité.


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