Centrale électrique


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Une centrale électrique est une installation industrielle qui produit de l'électricité à partir d'une énergie primaire. La plupart des centrales électriques utilisent un ou plusieurs générateurs qui convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique[1] afin de fournir de l'énergie au réseau électrique pour les besoins électriques de la société. L'exception est constituée par les centrales solaires, qui utilisent des cellules photovoltaïques (au lieu d'une turbine) pour produire cette électricité.

Le type de combustible primaire ou de flux d'énergie primaire qui fournit à une centrale électrique son énergie primaire varie. Les combustibles les plus courants sont le charbon, le gaz naturel et l'uranium (énergie nucléaire). L'hydroélectricité (eau) est un flux d'énergie primaire fréquemment utilisé pour la production d'électricité. Parmi les autres flux utilisés pour produire de l'électricité, citons le vent, le solaire, le géothermique et le marée.

Les différents pays obtiennent leur électricité à partir de différents types de centrales électriques. Par exemple, au Canada, la plupart de l'électricité est produite par des centrales hydroélectriques qui représentent environ 60 % de l'électricité totale produite au Canada.[5] Veuillez consulter la visualisation des données ci-dessous pour découvrir comment les pays du monde entier obtiennent leur électricité.

Types de centrales électriques

Thermique

La plupart des centrales thermiques utilisent des combustibles pour chauffer l'eau d'un réservoir, ce qui génère de la vapeur (généralement à une pression élevée). La vapeur hautement pressurisée circule ensuite dans des tuyaux pour faire tourner les pales d'une turbine (voir cycle de Rankine pour plus d'informations). Lorsque la turbine commence à tourner, elle fait tourner des bobines géantes de fil à l'intérieur d'un générateur. Cela crée un mouvement relatif (continu) entre une bobine de fil et un aimant, qui pousse les électrons et déclenche le flux d'électricité.[9]

  • Les centrales électriques nucléaire utilisent des processus de fission pour produire de l'électricité. Dans ces centrales, les noyaux d'uranium sont divisés, ce qui crée l'énergie thermique nécessaire pour créer de la vapeur. Elle fonctionne alors comme les centrales électriques à combustible fossile, où la vapeur fait tourner une turbine, produisant ainsi de l'électricité. Les centrales électriques nécessitent l'utilisation de réacteurs nucléaires pour réaliser ces processus de fission. Parmi les types de réacteurs, citons les réacteurs à eau pressurisée, les réacteurs CANDU, les réacteurs RBMK et les réacteurs à eau bouillante.
Figure 2. Une centrale nucléaire à eau bouillante.[10]

Les centrales thermiques sont toutes limitées par la deuxième loi de la thermodynamique, ce qui signifie qu'elles ne peuvent pas transformer toute leur énergie thermique en électricité. Cela limite leur rendement, que l'on peut lire sur les pages consacrées au rendement de Carnot et à l'entropie.

Renouvelable

Les centrales électriques à énergie renouvelable tirent leur énergie directement de leurs flux respectifs afin de produire de l'électricité. Ces sources d'énergie primaire se reconstituent à terme, mais sont limitées dans la quantité d'énergie disponible à un moment ou un endroit donné. C'est pourquoi elles sont souvent considérées intermittente et non répartissable.[9]

  • Les centrales hydroélectriques utilisent l'énergie de la chute de l'eau dans les rivières et les réservoirs pour faire tourner un générateur et créer de l'électricité. Cette source d'énergie a tendance à être plus fiable (répartissable) que les autres ressources renouvelables, surtout lorsque l'installation fonctionne à partir d'un réservoir.[11]

Transport de l'électricité

Une fois que l'électricité est produite, les transformateurs « augmentent » le courant électrique à une tension plus élevée afin de parcourir des distances longues avec une perte d'énergie minimale. Il passe ensuite par des « pylônes » le long de câbles électriques suspendus jusqu'à sa destination, où des transformateurs « abaissent » ensuite le courant électrique à des tensions sûres pour les maisons et les services publics. Pour une présentation plus complète, voir transmission électrique.

Production mondiale d'électricité

La carte ci-dessous montre de quelle source d'énergie primaire les différents pays tirent l'énergie nécessaire à la production de leur électricité. Cliquez sur la région pour zoomer sur un groupe de pays, puis cliquez sur le pays pour voir d'où vient son électricité.

En savoir plus

Références

  1. A. Atkins and M. Escudier, A dictionary of mechanical engineering. Oxford: Oxford University Press, 2013
  2. Wikimedia Commons [Online], Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Gundremmingen_Nuclear_Power_Plant.jpg
  3. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Fermi_NPP.jpg
  4. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
  5. Canadian Electricity Association. (April 4, 2015). Canada's Electricity Industry [Online]. Available: http://www.electricity.ca/media/Electricity101/Electricity101.pdf
  6. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/ThreeGorgesDam-China2009.jpg
  7. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Lake_Side_Power_Plant.jpg
  8. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/45/Giant_photovoltaic_array.jpg
  9. 9,0 et 9,1 Entergy. (April 4, 2015). Power Plants [Online]. Available: http://www.entergy.com/energy_education/power_plants.aspx
  10. http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html
  11. First Hydro Company, Dinorwig Power Station [Online], Available: http://www.fhc.co.uk/dinorwig.htm

Auteurs et rédacteurs

Bethel Afework, Ethan Boechler, Paul Frey, Jordan Hanania, Kailyn Stenhouse, Luisa Vargas Suarez, Jason Donev
Dernière mise à jour : 28 septembre, 2021
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