Exemple de tpe sur les barrages à centrale hydroélectrique

Pages: 13 (3092 mots) Publié le: 5 février 2012
TPE : Élaboration d'un barrage hydroélectrique

Sommaire

Problématique : En quoi le barrage poids est-il source d'énergie ?

Hypothèse : Les barrages produisent de l'électricité grâce aux phénomènes physiques de l'induction électromagnétique et de la mécanique des fluides.

Table des matièresTable des matières
I. Le barrage et sa centrale hydroélectrique4
I.1. Le fonctionnement de lacentrale hydroélectrique et ses éléments4
a) Généralité4
b) Le schéma de la centrale5
c) Les éléments5
I.2. Explication théorique8
I.3. Explication mécanique10
II. Expérimentations12
II.1. La Pression et le débit12
a) Explication théorique12
b) Expérience-Protocole15
c) Observations 15
II.2. Maquette simplifiée d'un barrage16
a) Protocole16
b) Expérience17
c) Observations19
III.Bibliographie22
IV. Remerciements23

Introduction :
Les barrages existent probablement depuis la préhistoire. D'après certaines études, le plus ancien barrage connu serait un barrage poids construit en Jordanie vers la fin du IVème millénaire avant Jésus-Christ. On considère toutefois les premiers précurseurs de la construction du barrage comme étant les romains. Au début ouvrage d'art, il estensuite exploité pour fertiliser le désert, favoriser l'irrigation, puis, au Moyen-Âge pour alimenter les moulins à eau. Il permet, de nos jours, de produire de l'électricité grâce au phénomène physique de l'induction électromagnétique.

Le contexte économique mondial actuel est caractérisé par des besoins croissants, une raréfaction des ressources et une prise de conscience de plus en pluspartagée des risques environnementaux et climatiques associés à l'utilisation intensive du barrage. L'enjeu économique et environnemental est important de part la nécessité de produire notamment de l'électricité en quantité suffisante. L'énergie hydroélectrique fournit 11,4 % de l'énergie électrique totale en France, en 2008. En effet, elle est la deuxième source d'énergie la plus utilisée,dans notrepays, pour produire de l'électricité.

Production électrique en France en 2008

Or, en quoi le barrage poids est-il source d'énergie ?

Dans ce TPE, en réponse à cette problématique, nous étudierons dans une première partie, l'aspect théorique du barrage poids, puis dans une seconde partie, nous aborderons l'aspect pratique en réalisant une maquette d'un barrage poids.
Le barrage et sa centralehydroélectriqueLe fonctionnement de la centrale hydroélectrique et ses élémentsGénéralité
L'énergie potentielle de pesanteur de l'eau, accumulée par le barrage, est transformée en énergie cinétique par écoulement. Celle-ci est transformée en énergie mécanique grâce à une turbine, qui à son tour entraîne un générateur électrique : alternateur ou dynamo. L'énergie mécanique devient alors del'énergie électrique.
Pour obtenir de l'énergie électrique, il faut faire tourner un alternateur. Pour cela, on associe son rotor à une turbine, machine capable de transformer l'énergie de l'eau en énergie disponible. En France, le puissance électrique des centrales hydrauliques varie jusqu'à 500 mégawatts pour des barrages importants.
Au cours du transport du courant, une partie importante del'énergie électrique se dissipe en chaleur et se perd dans l'atmosphère. Cette perte peut être diminuée si le transport se fait à très haute tension, c'est pour cela que l'on utilise des transformateurs.
Après avoir été élevée à très haute tension, la tension électrique fournie par la centrale est progressivement ramenée à moyenne tension puis à basse tension pour enfin être distribuée aux utilisateurs.Le schéma de la centrale

Les éléments
La Turbine :
Est une hélice mise en mouvement par l'eau,elle fait tourner l'axe sur lequel elle est fixée.

Le Générateur :
Construit à partir de la découverte de Faraday, c'est une «machine tournante» composée d'un rotor*, constitué par un aimant appelé Inducteur, qui tourne à l'intérieur d'une bobine fixe, le stator** qui lui , est appelé...
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