TPE: Les Énergies Électriques

« • Fonctionnement :Centrales thermiques à flammes basiques :Les centrales thermiques à flammes sont capables de produire rapidement de l’énergie.

C’est pourquoi leur rôle principal est de répondre aux augmentations fortes etsoudaines de la consommation d’électricité.

Dans une centrale thermique à flammes, on chauffe de l’eau pour la transformer en vapeur.

C’est le principe de « lacocotte minute ».

La force de cette vapeur entraîne une turbine dont la rotation va permettre la production d’énergie électrique.

Tout d’abord pour chauffer l’eau oninstalle plusieurs brûleurs dans une chaudière.

La flamme des brûleurs peut être alimentée par différent types de combustible : du fioul, du charbon pulvérisé ou dugaz.

La chaudière est tapissée de milliers de tubes dans lesquels circule de l’eau.

L’eau est chauffée à haute température puis elle est dirigée vers un ballon qui latransforme en vapeur.

La vapeur est ensuite envoyée sous pression vers la turbine qui est mise en mouvement et transforme l’énergie thermique en énergiemécanique.

La turbine est couplée à l’alternateur*() qui génère l’électricité par rotation du rotor, la partie mobile, à l’intérieur du stator, la partie fixe.

L’énergieproduite par cet alternateur est évacuée vers le réseau d’électricité par l’intermédiaire d’un transformateur.

En sortie de la turbine, la vapeur est alors dirigée vers lecondenseur dans lequel circule de l’eau froide qui permet la liquéfaction de la vapeur en eau.

Enfin cette eau retourne vers la chaudière où elle est de nouveautransformée en vapeur et le cycle recommence.

Dans les centrales à charbon les plus récentes, les fumées issues de la combustion sont traitées de manière à limiterleur impact sur l’environnement. Les centrales thermiques à flammes avec turbines à combustion : Les turbines à combustion permettent de produire très rapidement beaucoup d’électricité.

Le principe d’une turbine à combustion est proche de celui du moteur àréaction.

En mélangeant de l’air comprimé à du combustible, on obtient du gaz de combustion.

Ce gaz alimente une turbine dont la rotation va activer la productiond’énergie électrique.

Tout d’abord de l’air frais est injecté dans un compresseur.

Cet air, ainsi comprimé à haute pression est alors propulsé dans la chambre decombustion.

Dans la chambre de combustion, l’air comprimé est mélangé à un combustible : fioul domestique ou gaz naturel.

Une fois enflammé, la réaction produitdes gaz chauds.

Avant rejet dans une cheminée, ces gaz sont propulsés dans une turbine dont ils activent la rotation.

Cette turbine entraîne directement un alternateurqui génère l’électricité par rotation du rotor, la partie mobile, à l’intérieur du stator, la partie fixe.

Enfin l’énergie produite par cet alternateur est évacuée vers leréseau d’électricité par l’intermédiaire d’un transformateur. Les centrales thermiques à flammes à cycle combiné gaz : Les centrales à cycles combinés ont un rendement optimal et sont peu polluantes.

Comme leur nom l’indique, elles combinent deux équipements de productiond’énergie que sont la turbine à combustion et la turbine à vapeur.

Le grand avantage de la centrale à cycle combiné est qu’elle récupère l’énorme chaleur des gaz quisortent de la turbine à combustion dans une chaudière de récupération.

Dans la chaudière les gaz chauffent des milliers de tubes dans lesquels circule de l’eau.

L’eauchauffée à haute température est dirigée vers un ballon où elle se transforme en vapeur.

La vapeur est envoyée sous pression vers la turbine à vapeur. • La pollution engendrée par les centrales thermique à flammes : Les gaz rejetés par les centrales thermiques à flammes et leur influence sur l’environnement : Les fumées issues de la combustion sont composées de gaz à effet de serre. L’un de ces gaz est le dioxyde de soufre (SO2).

Le dioxyde de soufre peut jouer un rôle refroidissant pour la planète, il réfléchit les rayons du soleil sans les absorber.Lorsqu'il se combine avec l'eau et l'oxygène atmosphérique, le dioxyde de soufre est l'une des principales causes des pluies acides.

De plus, le SO2 est l’un desresponsables de l'acidification des océans, ce qui met l'existence des planctons, autres animaux à coquilles calcaires et récifs coralliens en péril.

Les planctonsproduisent la moitié de l'oxygène terrestre, si on tue ces producteurs d’oxygène, on réduit considérablement la quantité d'oxygène sur Terre.

La Chine est le premierémetteur de dioxyde de soufre dans le monde. Un autre gaz qui est l’oxyde d’azote (NOx) compose les fumées de la combustion et est un gaz à effet de serre particulièrement dangereux.

L’oxyde d’azote est ungroupe de gaz utilisé dans le domaine de la pollution et de la qualité de l'air, qui regroupe principalement deux molécules gazeuses, odorantes et toxiques à faibledose.

Ce sont : le monoxyde d'azote (NO) et le dioxyde d'azote (NO2).

Le dioxyde d’azote est un oxydant et un poison violent : son inhalation donne une réactioninstantanée avec l'eau de la muqueuse interne des poumons, qui entraîne la production d’acide nitrique.

Le charbon actif adsorbe très efficacement le dioxyded’azote, tant qu'il n'est pas saturé.

C’est pour cela qu’on retrouve ce gaz dans les fumées de combustion des centrales utilisant le charbon comme combustible.

Ledioxyde d’azote fait partie intégrante des principales causes des pluies acides.

Pour ce qui est du monoxyde d’azote (NO), il pénètre facilement dans les bronchioleset affectent la respiration, provoquant une hyperréactivité des bronches chez les asthmatiques.

Chez les enfants, il provoque une vulnérabilité accrue des bronchesaux microbes. Pour finir, un dernier gaz s’échappe des cheminées de ces centrales, le dioxyde de carbone (CO2) qui est le deuxième gaz à effet de serre le plus important dansl’atmosphère. Exemple d’un pays développé : La France : En France, le leader de la production électrique est EDF (Electricité De France).

Depuis que l’écologie est devenue l’une des premières préoccupations dans lemonde entier et de plus depuis le protocole de Kyoto, EDF a réduit de 50% les émissions atmosphériques de ces centrales thermiques à flammes.

Ces centrales quifonctionnent au charbon, au fioul ou au gaz représentent 4% de la production d’électricité d’EDF en France.

Indispensables pour ajuster la production à la demande,elles disposent des dernières technologies pour une production plus propre.

Les installations de dénitrification éliminent 80% des émissions d’oxyde d’azote (NOx).Les dépoussiéreurs suppriment 99% des poussières et les cendres obtenues sont totalement réutilisées dans la fabrication du ciment.

Avec les installations dedésulfuration, 90% des oxydes de soufre (SO2) sont récupérés sous forme de gypse*().

Ils sont ensuite réutilisés dans la fabrication du plâtre.

De plus depuis plus de10 ans EDF quantifie ses émissions de CO2.

Toutes ces installations on vu le jour durant ces dix dernières années mais ne sont pas encore en fonctionnement danstoutes les centrales thermiques à flammes de France. Exemple d’un pays en voie de développement : La Chine : La Chine met en chantier environ une centrale à charbon par semaine pour répondre à sa demande croissante en énergie.

La Chine a dépassé les émissions de CO2des Etats-Unis, cela est du à l’augmentation de la consommation de charbon.

Elle est également au premier rang pour les émissions de dioxyde de soufre.

Les pluiesacides affectent déjà le tiers du pays, les régions du sud-est sont particulièrement touchées.

Les émissions d’oxydes d’azote (NOx) et de dioxyde de soufre (SO2)sont 8 à 9 fois plus élevées en Chine que dans les pays développés. Que ce soit dans les pays en cours de développement ou dans les pays déjà développés, les centrales thermiques à flammes sont polluantes.

Mais comme on l’a vuprécédemment, les pays développés mettent en œuvre des mesures pour diminuer la pollution qu’engendrent ces centrales.3.

Les centrales nucléaires : • Histoire : C’est en 1951, aux Etats-Unis, que la première centrale nucléaire voit le jour, elle n’est pas connectée au réseau électrique.

Le premier pays à produire de l’électricité. »