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Les barrages hydroélectriques

le 11/08/2010 à 09:17:31

Du moulin aux turbines

Une roue à aubes dans le musée des Calquières à Langogne. On distingue la roue qui sert à transmettre l'énergie à toute la filature.Le passage du moulin à eau vers le barrage hydroélectrique s'est fait naturellement et au fil des révolution technologiques qui ont ponctués le XIXème siècle. L'invention de la dynamo (1872) puis de la génératrice (1878) et sa diffusion vont pousser les gens à l'utiliser dans les moulins pour produire de l'électricité qui sert principalement à l'éclairage et aux moteurs industriels. L'invention du transformateur (1883) va permettre de transporter l'électricité sur de longues distances. L'électricité produite grâce à l'eau est devenu une réalité.

Utilisation de l'hydroélectricité

Le barrage de Sarrans dans l'Aveyron

Le barrage va très vite devenir l'énergie d'appoint pour les centrales thermiques qui sont moins réactives. En effet, pour faire tourner des turbines dans une centrale thermique, il est nécessaire d'élever la température et des variations brusques peuvent endommager le matériel et, dans le cas de l'énergie nucléaire, produire des déchets hautement radioactifs. Aujourd'hui, dans le domaine des énergies renouvelables, l'hydroélectrique est vu comme un moyen efficace de palier aux pics et aux creux de productions qui peuvent apparaître dans l'éolien ou le solaire. La possibilité de développement de cette source d'énergie est ce

pendant limitée dans certains pays qui ont utilisé la plupart des sites propices.

Types de barrages

Il existe plusieurs types de barrages qui sont reconnaissables grâce à la forme qu'ils prennent.

Barrage poids

Le barrage construit sur la vallée du Donozau qui donne naissance au barrage de Naussac qui est de type poidsUn barrage poids va être construit de façon à ce que la masse seule du barrage permette de résister à la pression exercée par l'eau sur la construction. Il y a deux sous-types de barrages poids. Ceux qui sont construit en béton et ceux qui sont construits en remblais. Les bétons comme les remblais peuvent être de différentes sortes et dépendent de la période de construction ou de la configuration géologique du lieu. Cette dernière à également un rôle important dans le choix du type de barrage puisqu'un barrage poids doit avoir une base solide pour en supporter la masse.

Barrage à voute

Barrage voute de la Selves en Aveyron

Un barrage à voute prend comme son nom l'indique la forme d'une voute qui barre une vallée. L'idée est de reporter le poids de l'eau sur les bords du barrage grâce à un mur de béton vouté horizontalement (et quelquefois verticalement). Ce type de barrage permet une économie substantielle de matériaux et est donc plus économique. Hormis la catastrophe de Fréjus due à la faiblesse de la base, il n'y a pas de cas de rupture de barrage à voute et ils sont donc considérés comme extrêmement sûrs.

Barrage à contrefort ou multivoutes

Ce type de barrage convient à des endroits où le sol est compact et où les points d'appui sont éloignés. Le principe consiste en la construction d'un mur dont les fondations sont encastrées dans la roche pour reporter la pression de l'eau sur la base et sur les rives. Le mur peut être constitué de plusieurs voutes dont les appuis sont encastrés dans le sol.

Classifications des centrales hydroélectriques

Conduite forcée avec une hauteur de chute de plus de 200 mètres et centrale électrique près de Machu PicchuLes centrales hydroélectriques sur barrage sont gravitaires et certaines font intervenir un système de pompage à deux bassins pour utiliser l'énergie en surplus produite par d'autres centrales du réseau aux moments de creux de consommation. Les différentes classifications sont intimement liées entre elles puisque de la configuration géographique va dépendre la hauteur de chute, le type de fonctionnement et le type de remplissage.

Hauteur de chute

De la hauteur de chute dépend la turbine utilisée. Elles sont classées dans trois catégories. Pour des hauteurs supérieures à 200 mètres, elle est considérée haute et fait généralement appel à de longues conduites forcées pour amener le flux d'un barrage en altitude vers la centrale plus bas dans la vallée. Entre 50 et 200 mètres, la hauteur de chute est considérée comme moyenne et la centrale peut être située très prés du barrage lui-même. En dessous de 50 mètres, la hauteur de chute est basse et la centrale se trouve dans l'installation.

Type de fonctionnement

Un barrage en remblais fonctionnant sur le principe du lac pour générer de l'électricité

Les centrales au fil de l'eau utilisent le courant du fleuve ou de la rivière pour produire de l'électricité et ne connaissent des pics

que saisonniers. Leur débit n'est pas régulé. Les centrales "éclusées" permettent une régulation de la production sur des périodes allant de la journée à la semaine et font donc office de tampon pour les pics journaliers ou hebdomadaires (matin et soir, jour ouverts ou fériés). Les centrales de type lac vont permettre de réguler la production d'électricité d'une saison sur l'autre grâce à une très importante retenue d'eau.

Type de remplissage

Les différents types de remplissage sont hebdomadaires, saisonniers voire pluri-saisonniers.

Station de transfert d'énergie par pompage (STEP)

L'idée est ici d'avoir deux lacs. Une retenue haute qui constitue la réserve gravitaire (celle qui va permettre la production d'électricité grâce au turbinage) et une retenue basse qui va permettre de pomper de l'eau pour la retenue haute quand la production d'électricité du réseau est supérieur à la consommation (pointe de production ou creux de consommation). C'est un moyen de stocker l'énergie produite pour la restituer lors des pics de consommation.

Zoom sur la conduite forcée près de Machu Picchu

Conduite forcée sur une petite centrale près d'Oxapampa

Retenue en amont de la conduite forcé à Oxapampa



centrale hydroélectrique , barrage








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