Centrale électrique 43524 30781134 2008-06-19T08:47:05Z Salebot 173239 bot : révocation de [[Special:Contributions/193.55.193.190|193.55.193.190]] (vandalisme), retour à la version 30715812 de Thierry Caro Une '''centrale (de production d'énergie) électrique''' est un site industriel, destiné à la production d'électricité. Les centrales électriques transforment des sources d'[[énergie]] [[nature]]lle en énergie [[électrique]], afin d'alimenter en électricité les [[consommateur]]s, particuliers ou industriels relativement lointains. Le [[réseau électrique]] permet de transporter puis de distribuer l'électricité jusqu'aux consommateurs. Différentes sources d'énergie primaire sont utilisées dans les centrales. ==[[Centrale thermique|Centrales thermiques à flamme]]== [[Image:Chicago-Power-Engery-Hydro-Station.jpg|thumb|right|250px|Centrale thermique à flamme de Chicago (USA)]] [[Image:Centrale de Porcheville01.jpg|thumb|right|250px|Centrale thermique à flamme à [[Porcheville]] (Yvelines)]] [[Image:Nuclear Power Plant Cattenom.jpg|thumb|right|250px|[[Centrale nucléaire de Cattenom]]]] Les centrales thermiques à flamme utilisent des combustibles chimiques pour produire de la chaleur transformée en énergie mécanique par un cycle moteur [[thermodynamique]], lui même alimentant un alternateur. Les combustibles sont généralement fossiles : * [[Houille|charbon]] * [[pétrole]] * [[gaz naturel]] Des combustibles renouvelables tels le [[bois]] ou le [[biogaz]] sont parfois utilisés. ===Centrales conventionnelles à chaudières=== Les centrales les plus répandues sont constituées d'une chaudière et d'une turbine à vapeur (cycle Rankine). Leur carburant est le plus souvent du [[houille|charbon]] mais on trouve aussi des chaudières utilisant de la biomasse, du gaz naturel, du pétrole, ou des déchets municipaux. La plupart des centrales à charbon sont de type « feu pulvérisé », où le charbon est réduit en poudre très fine et injecté dans la chaudière. Les centrales les plus récentes possèdent un cycle vapeur [[supercritique]], qui permet d'avoir un rendement qui dépasse 45%. ===[[Turbine à gaz|Turbines à gaz]] === Les turbines en cycle simple sont peu coûteuses à construire, de plus elles ont l'avantage de démarrer très rapidement (contrairement aux chaudières à vapeur qui ont une certaine inertie). Néanmoins, leur rendement faible (35% au mieux) empêche de les utiliser directement pour la production d'électricité sans valoriser leur chaleur résiduelle, sauf en appoint lors des pics de demande ou à toute petite échelle. Les gaz d'échappement des turbines à gaz étant très chauds (de l'ordre de 600°C), la chaleur peut être réutilisée de diverses façons. La [[cogénération]] (ou [[trigénération]]) est le plus souvent associée aux turbines à gaz ; les gaz d'échappement alimentant une chaudière qui fournit de la chaleur (généralement sous forme de vapeur) et/ou une turbine fournissant de l'énergie mécanique (mouvement) pour un procédé industriel. ===Obstacles, défauts ou inconvénients=== * Les sources d'[[énergie fossile]] ont comme principaux défauts d'être épuisables, et consommatrice d'eau et source importante dans leur mise en œuvre de [[pollution de l'air]] (dont pollutions acides et liées via les [[gaz à effet de serre]]). <br>Un rapport (2008) de l'[[Agence européenne de l'environnement|EEA]], à partir d'une comparaison entre des centrales de l'UE-25 ayant mis en œuvre de "bonnes pratiques" et d'autres, montre qu'il reste un important potentiel de réduction des émissions de [[SO2]] et de [[NOx]], si toutes les centrales utilisaient les meilleures techniques disponibles (MTD)<ref>[http://reports.eea.europa.eu/technical_report_2008_4/en/technical_report_4_2008] ''Air pollution from electricity-generating large combustion plants'' ; An assessment of the theoretical emission reduction of SO2 and NOX through implementation of BAT as set in the BREFs, EEA Technical report No 4/2008, ISSn:1725-2237</ref>. Une étude est prévue pour l'UE, sur l'effet de l'application de la directive LCP et de nouvelles valeurs limites d'émission (VLE) qui visent 70 % d'abattement sur le [[SO2]] et de [[NOx]] ([[Directive IPPC]]). D'autres études portent sur la possibilité d'enfouir le CO2, éventuellement inerté à partir des cheminées, mais cette solution n'a pas encore fait ses preuves. Il peut y avoir beaucoup de pollution dans certaines centrales. * Elles induisent une dépendance à l'égard des producteurs de ressources (gaz, pétrole, charbon...) * Le caractère très centralisé des centrales et la dépendance au réseau électrique THT les rendent vulnérables * Les [[centrale thermique|centrales thermiques à flamme]] produisent du dioxyde et monoxyde de carbone, des oxydes de l'azote et de la vapeur d'eau (tous étant gaz à effet de serre) et d'autres polluants (poussières, métaux lourds, dont [[mercure (chimie)|mercure]], [[dioxyde de soufre]] ...) contribuant aux [[smog]]s photochimiques, à la production d'[[Ozone troposphérique]], et de [[Pluie acide|pluies, brumes et brouillards acides]]. ===Avantages=== La production d'énergie est relativement indépendante des conditions météorologiques, la source d'énergie peut être (dans une certaine mesure) facilement stockée et la densité de puissance est très élevée. Elles permettent de faire de la '''cogénération''' : lorsque l'on a besoin à un endroit déterminé (agglomérations, industries chimiques, serres, ...) de chaleur en grande quantité, il est intéressant de créer une centrale thermique qui produit de l'électricité et dont le circuit de refroidissement sert de source de chaleur pour l'application désirée. (les centrales solaires, hydrauliques et les éoliennes le permettent aussi quand le soleil, l'eau ou le vent sont présents). C'est une manière de rentabiliser les inévitables pertes de ce type de centrales. la Co- et la tri-génération ne sont cependant pas encore systématiques. == Centrales nucléaires == {{Article détaillé|Centrale nucléaire}} Ces centrales utilisent également des cycles de conversion thermodynamique, néanmoins leur "chaudière" est un [[réacteur nucléaire]]. L'[[énergie nucléaire]] obtenue à la suite de [[réaction nucléaire|réactions]] de [[fission nucléaire|fission]] de l'[[uranium]] et du [[plutonium]] est la source de [[transfert thermique|chaleur]] utilisée. Les centrales nucléaires produisent environ 15% de l'électricité mondiale. Elles rejettent des [[déchets radioactifs]] et tout risque d'accident ne peut être exclu. La probabilité d'occurrence d'un tel accident sur les centrales modernes est sujette à [[Débat sur l'énergie nucléaire|débat]]. ==[[Énergies renouvelables]]== Les [[énergies renouvelables]] correspondent à différentes sources d'énergies qui se renouvellent à l'échelle humaine. ===[[énergie hydroélectrique|Centrale hydroélectrique]]=== [[Image:Lwk-teufelsbruck.jpg|thumb|250px|Centrale hydroélectrique en Allemagne]] L'[[énergie hydraulique]] est depuis longtemps une solution mise en œuvre dans la production d'électricité (appelée aussi [[hydroélectricité]]) car elle utilise une énergie renouvelable. * À un étranglement des rives d'un cours d'eau, les hommes érigent un [[barrage]] qui crée une retenue d'eau. Au pied de ce barrage, on installe des [[turbine]]s reliées à des [[alternateur]]s. On alimente en eau sous pression les turbines par un système de canalisations et de régulateurs de débit. ** Outre que les sites potentiels se situent généralement en montagne entraînant des sur coûts importants de construction, le nombre de ces sites est limité. ** De plus ce système implique parfois de noyer des vallées entières de terre cultivable, où les hommes vivent bien souvent depuis des générations. * Il y a différents types de centrales hydro-électriques, notamment les [[micro-centrale]]s, installées sur des [[rivière]]s en [[tête de bassin]], certaines avec un fort impact écologique. * Il existe également des [[énergie hydroélectrique#Les STEP : Station de Transfert d'Énergie par Pompage|centrale hydroélectrique de pompage turbinage]] qui permettent d'accumuler l'énergie venant d'autres ''sites de productions'' peu maniables telle que les centrales nucléaires lorsque la consommation est basse et, de la restituer lors des pics de consommation. ===[[Énergie éolienne]]=== [[Image:Tauernwindpark.jpg|thumb|200px|[[Parc éolien]] en Autriche]] L'énergie électrique est produite directement par une [[éolienne]]. Ces machines formées d'un mat, surmonté d'un [[générateur électrique]] entrainé par une [[hélice]], sont positionnées idéalement sur les plans d'eau ou les collines ventées. ; Obstacles et inconvénients : Les principaux défauts de ces éoliennes sont : * Une [[pollution]] visuelle du paysage, * des obstacles pour la navigation aérienne de proximité à très basse altitude. * Le bruit est également gênant, d'après certains témoignages, lorsque qu'une éolienne est installée près d'une habitation. * L'[[investissement]] est conséquent, avec des [[rendement]]s sujets aux caprices du vent et assez moyens comparés à d'autres systèmes concurrents. ; Solution individuelle : *Tout comme on voit de plus en plus des panneaux solaires individuels sur les habitations, une version [[horizontale]] de l'éolienne, deux roues à aubes imbriquées, peut être installée sur le toit. Ce modèle est quasi silencieux, évite le transport de l'énergie sur de longues distances, ainsi que les pertes qui vont avec. Des solutions de stockage (donc la régularité de l'énergie disponible) existent à l'échelle d'une habitation individuelle. ===[[Énergie solaire]]=== On distingue les centrales électriques solaires photovoltaïques des centrales électriques thermiques, ces dernières étant très peu développées. ====[[Centrale solaire photovoltaïque]]==== [[Image:Mafate Marla solar panel dsc00633.jpg|180px|right|thumb|Centrale solaire photovoltaïque]] * Cet autre moyen de fabriquer de l'électricité avec l'énergie solaire utilise les rayonnements lumineux du soleil, qui sont directement transformés en un [[courant électrique]] par des cellules à base de [[silicium]] ou autre [[matériau]] ayant des propriétés de conversion lumière/électricité. Chaque cellule délivrant une faible tension, les cellules sont assemblées en panneaux. * Ce système, bien que de rendement faible, est très simple à mettre en œuvre et particulièrement léger. Inventé pour les besoins des satellites artificiels militaires, il est aujourd'hui très utilisé pour une production locale ou embarquée d'électricité. * Des [[panneaux solaires]] embarqués à bord de bateaux, véhicules terrestres, [[satellite artificiel|satellite]]s et vaisseaux spatiaux, secondés par une [[batterie d'accumulateurs]]. Ces [[accumulateur électrique|accumulateur]]s fournissent de l'énergie pendant les moments de non ou faible production des panneaux et stockent le surplus d'électricité pendant les moments de grande production. * Obstacles, défauts ou inconvénients : ** Des projets de centrale solaire dans l'espace existent. Mais outre le problème du transport de l'électricité sur terre, il faudrait dans un premier temps transporter et assembler des milliers de tonnes de matériel en orbite, sans parler des problèmes de maintenance induits par un tel système. ====[[Énergie solaire thermique]]==== [[Image:Solar Array.jpg|thumb|Centrale solaire thermodynamique]] * Pour capter un maximum d'énergie thermique solaire, plusieurs rangées de [[miroir]]s disposés en [[arc (géométrie)|arc]] de [[cercle]] face à la course du [[soleil]] renvoient les rayons solaires en un seul point, appelé [[foyer (optique)|foyer]]. Pour que le foyer ne change pas de position en permanence, les miroirs sont orientables et pilotés par un système centralisé. À ce foyer une [[chaudière]] contenant un liquide sert de capteur d'énergie. * Un autre système utilise des miroirs incurvés face au [[sud]] dans l'[[hémisphère nord]] munis d'un tube rempli d'un [[fluide]] qui s'échauffe aux rayons du soleil concentrés par le miroir. Le liquide est en général de l'eau qui surchauffée par l'énergie thermique solaire est conduite jusqu'à une turbine à vapeur. *Enfin, un autre système appelé [[tour solaire]] utilise l'énergie solaire pour chauffer l'air contenu dans une immense serre. L'air chauffé est alors plus léger et monte dans une cheminée où sont actionnées des turbines. * Obstacles, défauts ou inconvénients : ** Le problème de base de ce type de centrale électrique, est que l'énergie solaire est en quantité relativement faible en un point donné de la terre et, qu'elle n'utilise que la chaleur rayonnée, ([[rayonnement]] [[Infrarouge]]). La densité de puissance est faible, mais bien supérieure à celle du photovoltaïque. ** Par ailleurs, la production est intermittente (intermittence journalière jour/nuit et saisonnière) et localement imprévisible à moyen terme (aléa météorologique). Pour réduire l'intermittance jour/nuit, voire permettre une production 24h/24, les centrales les plus modernes (comme andasol, en construction en Espagne) sont équipées de réservoirs permettant de stocker du fluide porteur chaud. ===Marémotrice, hydrolienne ou maréthermique=== [[Image:Rance tidal power plant.JPG|210px|right|thumb|[[Usine marémotrice de la Rance]]]] L'eau des [[mer]]s et des [[océan]]s peut également être utilisée pour produire de l'électricité. Trois familles existent : * [[Énergie marémotrice]], ou l'énergie potentiel des [[marée]]s est utilisée ; * [[Énergie hydrolienne]], ou l'[[énergie cinétique]] des courants de marée, des grands courants océaniques voir des rivières ; * [[Énergie maréthermique]], ou les différences de températures de l'eau à différentes profondeurs est utilisée. ; Obstacles, défauts ou inconvénients : * Les moyens mis en œuvre sont lourds et demandent beaucoup d'entretien. * La densité de puissance est très élevée, si on reporte uniquement à la surface occupée par le barrage lui même, mais très basse si on compte la superficie recouverte par le lac de retenue. * Leur implantation dans un site à généralement de fort retentissement sur les [[écosystème]]s locaux. ===Géothermique=== La terre est composée d'une croûte, posée sur un manteau de roche en fusion. Le principe de l'[[énergie géothermique]] consiste à creuser un trou dans cette croûte, à envoyer un [[fluide caloporteur]] au fond à l'aide d'un tuyau et à récupérer ce fluide chauffé remontant par un autre tuyau. Cette chaleur fait tourner des [[turbine]]s qui entraînent des [[alternateur]]s. Cette énergie est d'un usage courant en [[Islande]] où elle est facile à mettre en œuvre. Obstacles, défauts ou inconvénients : * La profondeur du [[forage]] nécessaire diffère selon les endroits. * La profondeur de [[forage]], malgré ces variations, reste importante, ce qui entraîne un fort coût d'investissement. * Il existe un risque de remontée de [[magma (géologie)|magma]]. Les investisseurs laissent donc pour l'instant les [[Géologie|géologues]] rechercher des zones ayant des caractéristiques favorables avant d'entamer ce genre de projet. = Voir aussi = {{commons|Category:Power plants|Centrale électrique}} [[Ancienne papeterie de Chappes]] {{Portail|énergie|électricité et électronique}} [[Catégorie:Centrale électrique|*]] [[az:Elektrik stansiyası]] [[be:Электрычная станцыя]] [[be-x-old:Электрычная станцыя]] [[bg:Електрическа централа]] [[cs:Elektrárna]] [[da:Kraftværk]] [[de:Kraftwerk]] [[en:Power station]] [[eo:Centralo]] [[et:Elektrijaam]] [[fa:نیروگاه]] [[fi:Voimalaitos]] [[he:תחנת כוח]] [[hr:Električne centrale i mreže]] [[hu:Erőmű]] [[it:Centrale elettrica]] [[ja:発電所]] [[lt:Jėgainė]] [[nl:Elektriciteitscentrale]] [[nn:Kraftverk]] [[no:Kraftverk]] [[nrm:Luqùérène]] [[pl:Elektrownia]] [[ro:Centrală electrică]] [[ru:Электростанция]] [[simple:Power station]] [[sl:Elektrarna]] [[sv:Kraftverk]] [[tr:Elektrik santrali]] [[uk:Електростанція]] [[zh:發電站]]