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L'énergie mécanique
nécessaire au fonctionnement de l'alternateur peut être fournie
par : |
| 1. |
l'eau dans les centrales
hydro-électriques (d'eau douce ou marémotrices). |
| a. |
la houille blanche
(électricité fournie par les chutes d'eaux en montagnes). |
| b. |
la houille verte ou
bleue (électricité fournie par les vagues et les marées). |
| 2. |
le charbon, le gaz
ou le pétrole dans les centrales thermiques. |
| 3. |
la désintégration
de l'atome dans les centrales nucléaires. |
| 4. |
les rayons du soleil lors de l'utilisation
des panneaux solaires. |
| 5. |
le vent lors de l'utilisation des
éoliennes. |
| I. |
LA CENTRALE HYDRO-ÉLECTRIQUE |
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Pour que la centrale puisse fonctionner
en permanence, il est indispensable qu'elle soit toujours alimentée
en eau. |
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Cette eau peut provenir de barrages
construits: |
| a. |
sur des fleuves (le
Hoover Dam sur le Colorado, le barrage des chutes du Niagara.) ou |
| b. |
au bord de la mer -
"marémotrices" (l'usine marémotrice de la Rance)
ou |
| c. |
au bord de la mer et amennant l'eau
de mer filtrée dans le désert afin de changer le climat désertique
dans des tuyaux |
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clos de 8 m de diamètre
(les barrages hydro-électriques de Libye)
pour qu'il n'y ait pas d'évaporation pendant |
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les centaines de kilomètres
à parcourir. |
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fig. 25 : Coupe
transversale du barrage de la Rance |
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LÉGENDE:
1 = Intérieur creux du barrage. 2
= Puits d'accès à la chambre de l'alternateur. |
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3
= Pales orientables. 4 = Alternateur. 5
= Distributeurs destinés à diriger le courant d'eau. |
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Un barrage permet d'accumuler
cette eau dans un lac artificiel. L'eau du lac est ensuite conduite jusqu'à
la centrale |
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à l'aide d'une
canalisation constituée de tuyaux en acier: ce sont les conduites
forcées. |
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Arrivée à
la centrale, l'eau en route accumulé de l'énergie cinétique.
Celle-ci est transformée en énergie électrique |
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par un ou plusieurs
groupes turbine-alternateur. |
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L'électricité
ainsi reçue est "propre" (comme celle produites par les
éoliennes ou les panneaux solaires), tandis que |
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celle produite par
les centrales thermiques et nucléaires est extrêmement polluante.
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| 1. |
LE GROUPE DE TYPE BULBE |
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La roue de la turbine du groupe
bulbe est une hélice comprenant quatre pales orientables. |
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L'alternateur est situé dans
une coque métallique étanche en forme de bulbe. Cette coque
est liée au conduit |
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hydraulique par douze bras appelés
des avant-directrices (fig. 27c). |
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Par ailleurs, 24 directrices mobiles,
placées en amont de la turbine, assurent à la roue des conditions
de |
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fonctionnement extrêmement
favorables. |
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Le groupe est immergé au
centre du conduit hydraulique et totalement entouré d'eau. |
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Enfin, un puits vertical, par lesquel
passent les câbles électriques permet l'accès dans l'ogive
amont du groupe. |
| 2. |
LE FONCTIONNEMENT DE LA CENTRALE
HYDRO-ÉLECTRIQUE |
| a. |
L'eau arrivant à grande vitesse
met en mouvement la roue de la turbine. |
| b. |
Ainsi, l'énergie cinétique
de l'eau est transformée en énergie mécanique. |
| c. |
La turbine fait tourner le rotor
de l'alternateur qui transforme cette énergie mécanique en
énergie électrique. |
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LÉGENDE: |
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Les deux réacteurs
de cette centrale nucléaire sont ralentis par du graphite et refroidis
par du gaz carbonique comprimé circulant
en circuit fermé. La chaleur produite par celle-ci permet d'actionner
quatre turbines (80 000 kW). |
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Chaque réacteur
nucléaire se trouve dans un récipient d'acier (1). |
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Il est constitué
par une masse de graphite percée de conduits verticaux contenant
chacun une barre d'uranium (en
violet sur le dessin 1). |
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Chacun des réacteurs
(schéma A) est associé à
un échangeur de chaleur (2) à
l'intérieur duquel le gaz carbonique cède
à une canalisation d'eau la chaleur que lui a communiquée
la réaction nucléaire. |
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Cette réaction-là
peut-être ralentie ou même arrêtée par l'introduction
de barreaux de bore au coeur du réacteur (schéma
B), le bore ayant la propriété d'absober les neutrons. |
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Une turbo soufflante
(3) assure la circulation du gaz carbonique
qui suit le trajet indiqué par les flèches noires sur le dessin du haut et
par des pointillés rouges sur le schéma
C. |
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La vapeur d'eau s'élève
de bouilleur en bouilleur (4), à chaque
fois de plus en plus chaude, jusqu'au sommet de l'échangeur. |
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Là, elle est canalisée (5) jusqu'aux
turbines (6). |
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Enfin, le condensateur
(7) récupère cette vapeur, la
transforme en eau et la renvoie dans le circuit. |
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| NB: |
Si tout va bien, théoriquement
tout doit se passer ainsi. |
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Dans le cas contraire,
quand on ne peut pas refroidir la pile atomique, une réaction en
chaîne explosive fait sauter le bâtiment
entier, polluant tout dans plusieurs dizaines de kilomètres à
la ronde, pour plusieurs milliers d'années. |
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Les habitants qui ne
sont pas morts lors de l'explosion nucléaire, meurent tour à
tour de maladies incurables. |
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C'est ce qui s'est passé
à Chernobyl, le 25/26 avril 1986. |
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3) QUESTIONS |
| 1. |
De combien de sources
l'alternateur peut-elle reçevoir l'électricité ? |
| 2. |
Quelle est la différence
entre les centrales à houille noire, blanche, verte ou bleue ? |
| 3. |
Pourquoi les centrales à
houille noire et nucléaire sont-elles polluantes ? |
| 4. |
Quelle est la partie essentielle
d'une usine hydro-électrique ? |
| 5. |
Quelle est la différence
entre entre un groupe bulbe et un groupe classique ? |
| 6. |
Que se passe-t-il quand
on peut pas refoidir la pile nucléaire ? |
| 7. |
Comment appelle-t-on les trois
énergies mentionnées dans cette leçon ? |
| 8. |
Quel est le rôle des directrices
mobiles ? Et celles des avant-directrices ? |
| 9. |
Quel est le rôle des conduites
forcées ? |
| 10. |
Quel source d'énergie utiliseriez-vous,
d'entre celles mentionnées dans cette leçon ? |