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Activité 2: étude d'un barrage hydraulique
Thème 2: le futur des énergies

- Avec l'épuisement des matières premières fossiles (gaz, pétrole, charbon) et le réchauffement climatique, la transition énergétique s'est mise en place petit à petit en France et dans le monde. Différentes sources d'énergies renouvelables sont maintenant utilisées pour produire de l'électricité à grande échelle.
L'histoire et l'utilisation de l'énergie hydraulique sont intimement liées à l'impressionnante réserve d'eau dont dispose la Terre. L'énergie hydroélectrique issue de la force motrice des cours et chutes d'eau est désormais l'une des principales sources d'énergie verte. Avec l'évolution de la technologie, de nombreuses centrales et installations révolutionnaires ont permis de tirer parti de la force de l'eau pour une meilleure exploitation de son potentiel.
Les premiers barrages hydrauliques ont fait leur apparition en 1920 dans les Alpes qui représentaient et représentent encore un terrain idéal. Grâce à ses nombreuses rivières et cours d'eau la France a su développer un important réseau de centrales hydroélectriques.

- Données:
le Watt (W) est l'unité internationale de puissance
1MW = 10 W = 1 mégawatt
1GW = 10°W = 1 gigawatt
1TW = 101W = 1 térawatt
énergie = puissance x durée
E = P x delta t = unité : E en Wh, P en W et delta t en h

- Document n°4 :
Fonctionnement d'un barrage hydraulique.
lien vidéo youtube =
https://m.youtube.com/watch?v=4m1bvXQG1pA

- Document n°5 :
La centrale hydraulique de Serre Ponçons.
La centrale de Serre-Ponçon construite en 1959, produit environ 700 millions de kh par an, soit approximativement la consommation du département des Hautes-Alpes. Avec ses 4 groupes turbines/alternateurs permettant de fournir chacun 95 MW (1/3 d'un réacteur nucléaire), c'est 'une des centrales les plus puissantes de France. La centrale hydroélectrique de Serre-Ponçon est « hors norme ». C'est le plus grand lac artificiel de France. Elle mesure 600 mètres de large et 123 mètres de haut. Elle a un rendement total de 85%.

- Questions :

1- A l'aide du document 1, comparer la part de l'énergie renouvelable dans la production d'électricité en France et dans le monde.
2- Comparer la part de l'hydraulique dans la production d'électricité en France et dans le monde.
3- Commenter l'évolution de la puissance du parc hydraulique en France et faire des recherches pour expliquer cette évolution.
4- Expliquer le fonctionnement d'une centrale hydraulique et représenter la chaînes énergétique correspondante.
5- A l'aide du rendement, déterminer l'énergie mécanique moyenne annuelle apportée à la centrale pour couvrir les besoins en électricité du département des hautes alpes.
6- Déterminer le nombre d'heure annuel de fonctionnement de la centrale. En déduire la durée moyenne de fonctionnement par jour. Commenter.