Hydroelectriciter

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Hydro-electriciter

• Par Marc Brisson

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Les types d energies hydro

• STEP station de transfert d'énergie par pompage
• Les usines marémotrices
• A partir des vagues
• A partir des courants marins
• Les Barrages

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STEP station de transfert d'énergie par pompage

• Ces centrales possèdent deux bassins un supérieur
  et un inférieur entre lesquels est placé une
  machine hydroélectrique réversible  la partie
  hydraulique peut fonctionner aussi bien en pompe,
  qu'en turbine et la partie électrique aussi bien
  en moteur qu'en alternateur (machine synchrone).
  En mode accumulation la machine utilise le
  courant fournit pour remonter l'eau du bassin
  inférieur vers le bassin supérieur et en mode
  production la machine convertit l'énergie
  potentielle gravitationnelle de l'eau en
  électricité. Le rendement (rapport entre
  électricité consommé et électricité produite) est
  de l'ordre de 82.

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• Ces centrales ne produisent pas leur énergie
  uniquement à partir de l'écoulement naturel, mais
  elles permettent, en mode pompage, de stocker
  l'énergie produite par d'autres types de
  centrales lorsque la consommation est basse par
  exemple la nuit et de la redistribuer, en mode
  turbinage, lors des pics de consommation.
• La STEP la plus connue en France se trouve dans
  la vallée de l'Eau d'Olle (dans les Alpes), et
  relie le lac du Verney (retenue aval) au barrage
  de Grand'Maison (retenue amont).

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Les usines marémotrices

• Une usine marémotrice est une centrale
  hydroélectrique qui utilise l'énergie des marées
  pour produire de l'électricité.
• Article

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A partir des vagues

• Le Japon sest intéressé le premier aux
  ressources de la houle à partir de 1945, suivi
  par la Norvège et le Royaume-Uni. Au début du
  mois daoût 1995, lOcéan Swell Powered Renewable
  Énergie (OSPREY), la première centrale électrique
  utilisant lénergie des vagues, est installée au
  nord de lÉcosse. Le principe est le suivant les
  vagues pénètrent dans une sorte de caisson
  immergé, ouvert à la base, poussent de lair dans
  les turbines qui actionnent les alternateurs
  génèrant l'électricité. Cette dernière est
  ensuite transmis par câble sous-marin à la côte,
  distante denviron 300 mètres. La centrale avait
  une puissance de 2 MW. Malheureusement, cet
  ouvrage, endommagé par les vagues, a été anéanti
  un mois plus tard par la queue du cyclone Félix.
  Ses créateurs ne se découragent pas. Une nouvelle
  machine, moins chère et plus performante, est
  actuellement mise au point. Elle doit permettre
  de fournir de l'électricité aux petites îles qui
  en manquent et, d'alimenter une usine de
  dessalement de leau de mer.

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Comment!

• L'énergie des vagues utilisant la puissance du
  mouvement des vagues, est une possibilité qui
  pourrait rapporter beaucoup plus d'énergie que
  celle des marées.
• La faisabilité a été étudiée, en particulier en
  Angleterre  le système couplé à des dispositifs
  flottants ou des ballons déplacés par des vagues
  dans une structure en béton en forme d'entonnoir,
  produirait de l'électricité. Les nombreux
  problèmes pratiques ont contrarié les différents
  projets.

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Les Barrages

• Il y a plusieur type de barrage et plusieur
  grander.
• Barrage poids
• Barrage voûte
• Barrage contrefort ou multivoûte
• Autre Barrage

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Barrage poids

• Un barrage poids est un barrage dont la propre
  masse suffit à résister à la pression exercée par
  l'eau. Ce sont des barrages de formes
  généralement simples, dont la section s'apparente
  bien souvent à un triangle rectangle. Ils sont
  généralement assez épais.

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Barrage poids (suite)

• On compte deux grandes familles de
  barrages-poids, les barrages poids-béton, et les
  barrages en remblais (ces derniers n'étant
  d'ailleurs généralement pas qualifiés de
  barrage-poids, mais de barrage en remblais).

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Barrage poids (suite)

• Même si les barrages voûtes ou à contrefort
  nécessitent moins de matériaux que les barrages
  poids, ces derniers sont encore très utilisés de
  nos jours. Le barrage-poids en béton est choisi
  lorsque le rocher du site (vallée, rives) est
  suffisamment résistant pour supporter un tel
  ouvrage (sinon, on recourt aux barrages en
  remblais), et lorsque les conditions pour
  construire un barrage voûte ne sont pas réunies
  (cf. ci-dessous). Le choix de la technique est
  donc d'abord géologique  il faut une assez bonne
  fondation rocheuse. Mais il faut également
  disposer des matériaux de construction
  (granulats, ciment) à proximité.
• La technologie des barrages-poids a évolué.
  Jusqu'au début du XXème siècle (1920-1930), les
  barrages poids étaient construits en maçonnerie
  (il existe beaucoup de barrages de ce type en
  France, notamment pour l'alimentation en eau des
  voies navigables).

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Barrage poids (suite)

• Ensuite, c'est le béton conventionnel qui s'est
  imposé.
• Depuis les années 1980, une nouvelle technique
  s'est substituée au béton conventionnel. Il
  s'agit du Béton Compacté au Rouleau. C'est un
  béton (granulats, sable, ciment, eau) avec peu
  d'eau, qui a une consistance granulaire et pas
  liquide. Il se met en place comme un remblai,
  avec des engins de terrassements. L'avantage 
  beaucoup moins cher que le béton classique.
• Le barrage de la Grande-Dixence en Suisse est un
  barrage-poids

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(No Transcript)
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Barrage voûte

• La poussée de leau est reportée sur les flancs
  de la vallée au moyen d'un mur de béton arqué
  horizontalement, et parfois verticalement (on la
  qualifie alors de voûte à "double courbure").
• La technique de barrage-voûte nécessite une
  vallée plutôt étroite (même si des barrages
  voûtes ont été parfois construits dans des
  vallées assez larges, poussant cette technologie
  à ses limites) et un bon rocher de fondation.
  Même lorsque ces conditions sont réunies, le
  barrage-voûte est aujourd'hui souvent concurrencé
  par les barrages-poids en béton ou le barrage en
  enrochements, dont la mise en uvre peut être
  davantage mécanisée.

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Barrage voûte (suits)

• Par le peu de matière utilisée, c'est évidemment
  une technique très satisfaisante économiquement.
• Cependant, la plus grande catastrophe de barrage
  vécue en France (Malpasset, au dessus de Fréjus,
  le 2 décembre 1959) concernait un barrage-voûte
  en cours de mise en eau  c'est la fondation (et
  non pas le barrage lui-même) qui n'a pas supporté
  les efforts appliqués par la retenue.
• Avant cet accident (et, pour certains,
  aujourd'hui encore), la voûte est considérée
  comme le plus sûr des barrages. Malpasset est le
  seul cas connu de rupture d'un barrage-voûte.
• On rencontre aussi des barrages avec plusieurs
  voûtes comme le barrage de l'Hongrin en Suisse.

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(No Transcript)
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Barrage contreforts ou multivoûtes

• Lorsque les appuis sont trop distants, ou lorsque
  le matériau local est tellement compact qu'une
  extraction s'avère presque impossible, la
  technique du barrage à contreforts permet de
  réaliser un barrage à grande économie de
  matériaux.
• Le mur plat ou multivoûtes (Vézins, Migoëlou ou
  Bissorte) en béton sappuie sur des contreforts
  en béton armé encastrés dans la fondation, qui
  reportent la poussée de leau sur les fondations
  inférieures et sur les rives.

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(No Transcript)
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Barrage en remblais

• On appelle barrages en remblais tous les barrages
  constitués d'un matériau meuble, qu'il soit très
  fin (argile) ou très grossier (enrochements).
• Cette famille regroupe plusieurs catégories, très
  différentes. Les différences proviennent des
  types de matériaux utilisés, et de la méthode
  employée pour assurer l'étanchéité.
• Le barrage homogène est un barrage en remblai
  construit avec un matériau suffisamment étanche
  (argile, limon). C'est la technique la plus
  ancienne de barrages en remblai.
• Le barrage à noyau argileux comporte un noyau
  central en argile (qui assure l'étanchéité),
  épaulé par des recharges constituées de matériaux
  plus perméables. Cette technique possède au moins
  deux avantages sur les barrage homogène  (1) les
  matériaux de recharge sont plus résistants que
  les matériaux argileux, on peut donc construire
  des talus plus raides et (2) on contrôle mieux
  les écoulements qui percolent dans le corps du
  barrage.

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Barrage en remblais(suite)

• Plus récente, la famille des barrages à masque
  amont. L'étanchéité est assuré par un "masque",
  construit sur le parement amont du barrage. Ce
  masque peut être en béton armé (il se construit
  actuellement de nombreux et très grands barrages
  en enrochements à masque en béton armé), en béton
  bitumineux, ou constitué d'une membrane mince
  (les plus fréquentes  membrane PVC, membrane
  bitumineuse).
• Le barrage de Mattmark en Suisse est un exemple
  de ce type de barrage. En France, le barrage de
  Serre-Ponçon (deuxième plus grande retenue
  d'Europe) est un barrage en remblai.

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Autre barrage
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Conséquences environnementales

• Un barrage peut empêcher la migration d'espèces
  aquatiques entre l'amont et l'aval  obligatoire
  dans certains pays depuis quelques années sur les
  ouvrages neufs, les échelles à poissons ne sont
  pas toujours présentes, en particulier pour les
  ouvrages anciens. De plus, certaines échelles à
  poissons mal construites peuvent se révéler peu
  efficaces.
• L'écosystème d'une zone importante est affecté
  lors de la mise en place d'un barrage en raison
  de l'inondation de la zone en amont, de la
  modification du régime d'écoulement des eaux de
  la zone en aval et de la modification de la
  qualité des eaux provoquée par la retenue. Un
  écosystème naturel et équilibré se reconstitue
  dans ces zones plus ou moins rapidement (en
  l'espace d'environ 30 ans, l'écosystème serait
  recréé à 99 réf. nécessaire, ceci incluant les
  anciennes zones asséchées). Néanmoins, s'il est
  vrai qu'un écosystème se recrée, il n'est jamais
  identique à celui d'origine  la disparition des
  courants en amont, et la très forte diminution du
  débit en aval, provoque généralement la
  disparition de certaines espèces autochtones. Au
  contraire, un lac de barrage peut avoir également
  des effets positifs  accueil d'oiseaux
  migrateurs, ou encore, dans certains cas,
  amélioration des conditions d'écoulement en
  étiage.

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Conséquences environnementales(suite)

• video