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Lorsque l’on parle de production électrique, il est courant que les termes « thermique » et
« fossile » soient rapprochés. Or, une centrale thermique est une centrale qui produit
de l’électricité à partir d’une source de chaleur mais pas nécessairement à partir d’un
combustible fossile.
Le fonctionnement d’une centrale thermique consiste à produire de la vapeur qui actionne une
turbine couplée à un alternateur. On distingue 3 types de centrales thermiques selon l’origine
de la source de chaleur :
les centrales exploitant de la
chaleur issue de l’énergie
nucléaire : la chaleur
provient actuellement de la
fission de noyaux d’uranium
235 ou de plutonium 239
les centrales exploitant de la
chaleur « renouvelable » : la
chaleur peut-être issue du sous-
sol (centrales géothermiques) ou
du rayonnement du Soleil que
l’on concentre (centrales solaires
thermodynamiques)
les centrales, dites « à flamme », exploitant de la
chaleur issue de la combustion d’un composé
carboné : le combustible, brûlé dans une chaudière,
est souvent fossile (centrales à charbon, à gaz; au
fioul). Les centrales à biomasse et celles brûlant des
déchets (industriels, agricoles ou ménagers) font
toutefois également partie de cette catégorie de
centrales.
Qu'est-ce que l'énergie thermique ?
L'énergie thermique à flamme dépend de combustibles fossiles (charbon, gaz ou pétrole), des
éléments contenus dans le sous-sol de la Terre. Elle permet de fabriquer de l'électricité dans les
centrales thermiques à flamme appelées aussi centrales à flamme ou centrales thermiques
classiques, grâce à la chaleur dégagée par la combustion de ces éléments.
Les centrales thermiques à flamme sont des moyens de production
d'électricité utilisant des énergies fossiles. Concrètement, elles produisent
de l'électricité à partir de la vapeur d'eau produite grâce à la chaleur
dégagée par la combustion de gaz, de charbon ou de fioul, qui met en
mouvement une turbine reliée à un alternateur
Qu'est-ce qu’une centrale thermique ?
le terme "centrale thermique" rassemble toutes les centrales électriques qui produisent
de l'électricité à partir d'une source de chaleur
centrales thermiques
centrales
nucléaires
les centrales géothermiques qui
utilisent l'énergie géothermique
profonde
les centrales solaires
thermiques à
concentration
Les centrales thermiques fonctionnant à partir de
combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) sont
dites "à flamme" afin de les différencier des autres
types de centrales thermiques
Centrales à flamme
L'énergie thermique à flamme dépend de combustibles fossiles (charbon, gaz
ou pétrole).
On parle également d'énergies fossiles, à savoir de roches issues de la
méthanisation ou de la fossilisation d'êtres vivants contenus dans le sous-sol
de la terre, parfois depuis des millions d'années.
Les combustibles fossiles représentent donc tous les combustibles riches en
carbone, en particulier hydrocarbures, et qui permettent de produire de
l'énergie. À titre d'information, la plus grande réserve d'énergies fossiles dans
le monde est le charbon.
Centrale thermique à flamme fonctionnant au charbon
Les centrales thermiques au charbon sont les plus répandues dans le monde, en
particulier dans les pays disposant de réserves importantes de charbon, à l'instar
de l'Inde, de la Chine, des États-Unis ou encore de l'Allemagne. Mais ce type de
centrale présente un inconvénient majeur : la combustion du charbon est
fortement émettrice de gaz à effet de serre.
Centrale thermique à flamme fonctionnant au fioul
Dans ce type de centrale thermique, le fioul est brûlé dans une chaudière
produisant de la vapeur. Cette vapeur fait ensuite tourner une turbine qui
entraîne un alternateur, produisant de l'électricité. En soi, le fonctionnement
des centrales thermiques au fioul est donc quasiment identique à celui des
centrales au charbon.
Centrale thermique à flamme fonctionnant au gaz
Les centrales thermiques au gaz utilisent le gaz comme combustible pour produire la
chaleur qui alimente la turbine à vapeur. Le fonctionnement de ce type de centrale est
identique à celui des centrales thermiques au fioul, à la différence que la taille de la
chaudière est dimensionnée pour accueillir le combustible gazeux. Depuis vingt ans, les
centrales à gaz ont été progressivement délaissées au profit des centrales avec turbines
à combustion.
Centrale
thermique
La centrale classique
La Turbine à
Combustion (TAC) à
Cycle Combiné
À Lit Fluidisé Circulant
(LFC)
C'est le type le plus répandu et le
plus ancien. Il utilise des
combustibles fossiles et fonctionne
avec une chaudière à vapeur.
Chaque chaudière ne peut utiliser
qu'un seul type de combustible car
chacun exige un brûleur spécifique.
Il en existe 3 sortes, suivant le
combustible utilisé :
Pour pouvoir être utilisé, le charbon est transformé en fines
particules dans un broyeur, puis mélangé à de l'air réchauffé avant
d'être introduit sous pression dans le brûleur de la chaudière.
thermique au charbon
Le fioul, trop visqueux pour être utilisé tel quel, doit être
liquéfié en le chauffant avant de l'injecter dans les
brûleurs. Il a longtemps été le principal combustible utilisé
dans les centrales à flamme, mais il a été remplacé par le
charbon après le choc pétrolier de 1973.
thermique au fioul
Naturel ou récupéré des hauts fourneaux, il est utilisé tel
quel.thermique au gaz
Les différents types de
centrales thermiques à
flamme
Les centrales de ce type associent une TAC (Turbine à Combustion) et une turbine à vapeur. Les combustibles brûlés sont du gaz ou du
fioul.
1. De l'air prélevé dans l'atmosphère est fortement comprimé par un compresseur, ce qui augmente sa pression et sa température.
2. Il pénètre ensuite dans la chambre de combustion, dans laquelle est injecté du fioul ou du gaz. Ce mélange gazeux est porté à plus de 1
000 °C.
3. Il dégage ainsi beaucoup d'énergie pour faire tourner une TAC. La TAC entraîne un alternateur qui produit de l'électricité.
4. La chaleur des gaz d'échappement de la TAC est transformée en vapeur par le biais d'un générateur de vapeur.
5. La vapeur fait tourner une turbine qui entraîne son propre alternateur. L'alternateur produit de l'électricité.
Cette technologie demande un investissement plus faible que d'autres types de centrales conventionnelles de puissance plus forte et
assure un rendement énergétique nettement supérieur à celui d'une centrale thermique classique (65 % contre 38 %).
Ce type de centrale peut être facilement implanté au plus près des lieux de consommation(zones urbaines, installations industrielles, sites
EDF existants).
Elles fonctionnent comme une centrale à flamme classique mais elle émet moins d'oxydes d'azote et de soufre, grâce
à l'ajout de calcaire dans la chaudière et à une température de combustion plus basse.
Elles utilisent du charbon mais aussi du lignite, de la tourbe et divers résidus industriels.
3-les lignes électriques qui
permettent d'évacuer et de
transporter l'électricité.
Les centrales thermiques à flamme sont divisées en plusieurs parties :
1-la chaudière où est brulé le
combustible fossile (charbon, gaz
ou pétrole)
2-la salle des machines dans
laquelle l'électricité est produite
L'énergie thermique à flamme est la plus utilisée dans le monde car le charbon est
abondant, mais elle émet beaucoup de gaz à effet de serre.
Comment fonctionne une centrale thermique
à flamme ?
Une centrale thermique à flamme produit de l'électricité à partir de la vapeur d'eau produite grâce à la chaleur dégagée par la
combustion de gaz, de charbon ou de fioul, qui met en mouvement une turbine reliée à un alternateur.
1. La combustion
Un combustible (gaz,
charbon, fioul) est brûlé dans
les brûleurs d'une chaudière
pouvant mesurer jusqu'à 90
m de hauteur. Le charbon est
d'abord réduit en poudre, le
fioul est chauffé pour le
rendre liquide puis vaporisé
en fines gouttelettes et le gaz
est injecté directement sans
traitement préparatoire.
2. La production de vapeur
La chaudière est tapissée de
tubes dans lesquels circule
de l'eau froide. En brûlant, le
combustible dégage de la
chaleur qui va chauffer cette
eau. L'eau se transforme en
vapeur, envoyée sous
pression vers les turbines.
3. La production d'électricité
La vapeur fait tourner une turbine
qui entraîne à son tour un
alternateur. Grâce à l'énergie
fournie par la turbine, l'alternateur
produit un courant électrique
alternatif. Un transformateur élève
la tension du courant électrique
produit par l'alternateur pour qu'il
puisse être plus facilement
transporté dans les lignes à très
haute et haute tension
4. Le recyclage
À la sortie de la turbine, la
vapeur est à
nouveau transformée en
eau grâce à un condenseur
dans lequel circule de l'eau
froide en provenance de la
mer ou d'un fleuve. L'eau
ainsi obtenue est récupérée
et re-circule dans la
chaudière pour recommencer
un autre cycle.
L'eau utilisée pour le refroidissement est restituée à son milieu naturel ou renvoyée dans le condenseur.
Les fumées de combustion sont dépoussiérées grâce à des filtres et sont évacuées par des cheminées.
Quelle que soit l'énergie fossile utilisée, toutes les centrales thermiques à flamme fonctionnent à partir des mêmes quatre
principes : la combustion, la production de vapeur, la production d'électricité et le recyclage
schéma de fonctionnement
Les centrales thermiques à flamme sont capable de produire rapidement l’énergie ; c’est pour
quoi leur rôle principal est de répondre aux augmentations fortes est soudaines de la
consommation de l’électricité
Dans une centrale thermique ; on chauffe de l’eau pour la transformer en vapeur d’eau , c’est le principe de la cocote minute
La force de cette vapeur entraine une turbine dans la rotation va permette la production de l’énergie électrique
Tout d’abord pour chauffer L’eau ; on installe plusieurs bruleurs
dans une chaudière
La flamme des bruleurs peut être alimenter par différents de
combustibles
De fioul ,
Du charbon pulvérisé
Ou du gaz
La chaudière est pulvérisé par des milliers de tubes
dans lequel circule de l’eau
L’eau est chauffé à haute température
puis est dirigé vers un ballon ou elle se
transforme en vapeur
La vapeur est ensuite envoyé sous pression
vers la turbine
Qui mise en mouvement et transforme
l’énergie thermique en énergie mécanique
La turbine est couplé à l’alternateur
alternateur
qui gêné à l’électricité par rotation du rotor
(la partie mobile ) .
A l’intérieur du stator ( la partie fixe )
L’énergie produite par cet alternateur est
évacue à l’intermédiaire d’un transformateur
On sortie de la turbine
la vapeur est alors dirigé vers le condenseur
Dans lequel circule de l’eau froide qui
permet de transformé la vapeur en eau
En fin c’est tout retourne vers la chaudière ou
est les deux nouveaux transformer en vapeur
et le cycle recommence
Dans les centrales au charbon fleuréssentes les
fumées issu de la combustion sont traité de
manière que limiter leur impacte sur
l’environnement
Centrale thermique à gaz
Ce type de centrale combine deux types de turbines
Turbine à combustion
Une turbine à vapeur
Relié à un alternateur
Avec le même volume de combustible ces deux
turbine permet de produire une quantité très
importante de l’électricité
Dans certaines centrales , chaque turbine est
relié à son propre alternateur
Dans la turbine à combustion
De l’air est injecté dans un compresseur à haute
compression
L’air assez comprimé est ensuite propulsé
dans la chambre de combustion Ou il se
mélange au combustible
Le mélange air gaz sans flamme est produit des
gazes d’échappement qui active la rotation de la
turbine à combustion
Cette turbine fait à son tour tourner
l’alternateur
La chaleur des gazes qui sortent de la turbine à
combustion est ensuite récupéré dans une chaudière
tapissé de tubes dont lequel circule de l’eau
L’eau ainsi chauffé par ces gazes
et ensuite dirigé vers un ballon dont lequel
Dont lequel elle se transforme en vapeur
La vapeur est alors envoyée vers la turbine à
vapeur et la fait tourner
L’énergie produite par la rotation de cette
turbine est transmise à l’alternateur et s’ajoute à
celle déjà transmise par la turbine à combustion
Dans l’alternateur l’interaction entre les
électroaimants du rotor (la partie mobile)
Et les bobines de filles de cuivre du stator (la partie
fixe) produisent un courant électrique
Des transformateurs est lève les courons à
225000 ou 400000 voltes
Pour qu’ils puisse transporté facilement
dans les lignes à très haute tension du
réseau
La vapeur qui est sorti de la turbine passant
dans un condenseur dont lequel circule de
l’eau froide
Elle est ainsi transformé en eau pour être
renvoyé dans la chaudière
Les fumées issu de la combustion sont elles filtrées
avant être évacué par les cheminées
Grace à l’utilisation de gaz naturel comme combustible les émissions de co2
sont devisé par deux par rapport à une centrale au charbon ; flexible et
réactive les centrales à cycle combiné ont un rendement supérieur à une
centrale classique
résumé
Les centrales thermiques à flamme sont aujourd'hui particulièrement décriées en raison de
leurs impacts environnementaux et sanitaires. Les centrales thermiques au charbon sont ainsi
parmi les premières sources d'émission de gaz à effet de serre, en particulier en Chine et aux
États-Unis. Selon l'Environmental Protection Agency (EPA), elles représentent 28% du nickel,
62% de l'arsenic, 77% des acides, 50% du mercure et 22% du chrome présents dans les masses
d'air américaines.
Avec les différentes crises du pétrole, la part de la production électrique assurée par des
centrales thermiques brûlant du fioul a progressivement diminué en Europe. Pour autant, si de
nombreux pays comme la France ont choisi de se reposer sur une production nucléaire
importante, d'autres ont fait le choix du charbon ou, dans une moindre mesure,
de l'hydroélectricité.
La centrale géothermique :
Une centrale géothermique est un type de centrale électrique produisant de l'électricité à partir d'énergie
géothermique. Les technologies utilisées comprennent les turbines à vapeur sèche, centrales à condensation et
centrales à cycle combiné. La production d'électricité géothermique est utilisée dans 24 pays1, alors que le chauffage
géothermique est utilisé dans 70 pays2.
Les estimations du potentiel de production d'électricité de l'énergie géothermique varient de 35 à 2000 GW2. La
puissance installée mondiale atteignait 11 224 mégawatts (MW) en mai 2012, avec au premier rang les États-
Unis (3 187 MW)3, suivi par les Philippines et l'Indonésie.
L'électricité géothermique est considérée comme durable parce que l'extraction de chaleur est faible comparée à
l'enthalpie de la planète4. Les émissions des centrales géothermiques existantes est en moyenne de 122 kg de CO2 par
(MWh) d'électricité, environ un huitième de celles d'une centrale à charbon conventionnelle5.
Technique:
centrales nucléaires:
Une centrale nucléaire, désignée en France par l'appellation centre nucléaire de production d'électricité (CNPE), est un site industriel destiné à la
production d'électricité, qui utilise comme chaudière(s) un ou plusieurs réacteurs nucléaires alimentés en combustible nucléaire (source
d'énergie). La puissance électrique d'une centrale varie de quelques mégawatts à plusieurs milliers de mégawatts en fonction du nombre et du
type de réacteur(s) en service sur le site (860 MWe en moyenne par réacteur)1.
L'énergie d'une centrale nucléaire provient de la fission de noyaux d'atomes lourds. L'énergie dégagée par la fission dégage de la chaleur qui,
comme pour toute centrale thermique conventionnelle, sert à vaporiser de l'eau. La vapeur d'eau produite entraîne ensuite en rotation une
turbine accouplée à un alternateur qui produit à son tour de l'électricité. C'est la principale application de l'énergie nucléaire dans le domaine civil.
On compte dans le monde environ 250 centrales nucléaires qui ont produit 10,8 % de l'électricité mondiale en 20132. Ces centrales comptent en
janvier 2016 un total de 441 réacteurs en fonctionnement (y compris 41 réacteurs japonais à l'arrêt), dont la puissance atteint 382 GW ; 67
réacteurs sont en cours de construction1.
Technique:
les centrales solaires thermiques à
concentration:
Dans les centrales à base d’énergie solaire thermique à haute température (Concentrated Solar Power – CSP), l’énergie solaire est exploitée à l’aide
de grandes installations techniques afin de produire de l’électricité. La lumière solaire est concentrée par procédé optique, ce qui permet
d’atteindre de très hautes températures pour le processus de la centrale. Cette chaleur à haute température peut également être stockée
temporairement, ce qui permet
de produire du courant en fonction des besoins, l’un des avantages importants de cette technologie.
Pour un fonctionnement rentable, les centrales solaires thermiques ont besoin d’une part élevée de rayonnement solaire direct. C’est pourquoi
elles sont systématiquement installées dans des zones très ensoleillées, comme le sud de l’Europe, l’Afrique du Nord et le sud-ouest des États-Unis.
Dans le cadre du développement du marché dynamique actuel, on planifie et construit beaucoup de centrales paraboliques, mais également
toujours plus de centrales à tour solaire; par ailleurs, quelques installations à technologie Fresnel sont en cours d’exploitation ou en construction. À
l’échelle mondiale, en 2013, quelque 60 centrales solaires thermiques étaient raccordées. Cela correspond à une capacité d’env. 3 200 MW. 40
autres centrales totalisant une puissance prévue d’environ 6 000 MW sont actuellement à différents stades de construction ou de développement
concret de projet.
Les entreprises allemandes comptent parmi les acteurs de pointe en matière de recherche et de développement dans les technologies CSP.
http://www.renewables-made-in-germany.com/fr/renewables-made-in-germany/technologies/centrales-solaires-thermiques/les-centrales-
Technique:
Sur le site d'une centrale thermique, les émissions de poussières et de gaz nocifs polluent directement
l’air. Dans un second temps, ces poussières et la plupart de ces gaz nocifs rejetés dans l'atmosphère
retombent au sol avec les précipitations atmosphériques (pluie, neige) ou sous forme de particules
sèches, ce qui provoque la pollution des eaux et des sols et nuit à la faune et la flore.
Impact environnemental des centrales thermiques
Selon le combustible utilisé et le mode de combustion, les gaz de combustion émis contiennent
différentes quantités de polluants.
Les principaux responsables de l'effet de serre sont,
par ordre d’importance :
Les mesures visant à limiter les émissions de CO2 consistent avant tout à utiliser des centrales
thermiques à haut rendement, comme par exemple celles à cycles mixtes gaz-vapeur ou les
centrales produisant à la fois de l'électricité et de la chaleur. D'autres mesures telles le recours aux
énergies renouvelables, notamment les usines hydroélectriques visent le même objectif de
réduction de CO2.
le dioxyde de carbone (CO2),
le méthane (CH4),
les chlorofluorocarbures (CFC),
l'ozone troposphérique (O3),
et l'oxyde de diazote (N2O).
Impact sur l'air
Une centrale thermique a besoin d'eau à des fins de réfrigération. Cette
eau, une fois réchauffée, est généralement rejetée à faible distance du
point de prélèvement.
Si la centrale ne produit que de l'électricité, on estime que 60 à 80% de
l'énergie apportée par le combustible est rejetée sous forme de calories
évacuées avec l'eau de refroidissement de la centrale.
Si la centrale produit de l’électricité mais également de la chaleur
(centrale à haut rendement), la quantité d’eau rejetée est plus faible.
Selon les conditions locales, les calories ainsi évacuées peuvent entraîner
une pollution thermique des eaux de surface, par suite d'une élévation de
la température de l'eau.
Impact sur l'eau
A SAVOIR : Pour éviter un trop grand échauffement du cours d'eau, un
réfrigérant atmosphérique peut être utilisé (réfrigération en circuit ouvert
ou fermé) pour y refroidir l'eau avant son rejet dans la rivière.
Ces eaux usées, dont les quantités varient énormément selon la nature du
combustible et les conditions d'exploitation de la centrale, peuvent
également contenir des matières en suspension (métaux lourds, acides,
produits alcalins, ammoniac, huile…).
Le traitement de ces eaux usées est essentiel, et requiert l’usage de
procédés physiques, chimiques et thermiques.
Pour l'être humain, les effets néfastes des centrales thermiques peuvent
s'exercer soit directement sous l'action des gaz nocifs sur l'organisme (affection
des voies respiratoires…), soit indirectement par le biais de la chaîne alimentaire
ou des dégradations du cadre de vie.
Les retombées de polluants peuvent également avoir des effets néfastes sur les
forêts, les lacs et les fleuves, susceptibles de conduire à long terme à
d'importantes dégradations du paysage.
La dégradation des paysages est également une conséquence néfaste des
centrales thermiques (construction des voies de transport pour acheminer les
combustibles et évacuer les résidus…).
Impact pour l'homme et son environnement
La meilleure solution pour sauvegarder notre environnement est l’utilisation des
énergies renouvelables
Les énergies renouvelables:
Les énergies renouvelables (EnR en abrégé) sont des sources d'énergies dont le renouvellement naturel est assez rapide
pour qu'elles puissent être considérées comme inépuisables à l'échelle du temps humain. L'expression énergie
renouvelable est la forme courte et usuelle des expressions « sources d'énergie renouvelables » ou « énergies d'origine
renouvelable » qui sont plus correctes d'un point de vue physique.
Énergie solaire
Énergie solaire thermique
Énergie photovoltaïque
Énergie éolienne
Énergie
hydraulique
Biomasse
Énergie
géothermique
Les énergies renouvelables
Les techniques des énergies renouvelables:
Énergie solaire
Énergie solaire thermique
Énergie photovoltaïque
Énergie éolienne
Énergie
hydraulique
Biomasse
Énergie
géothermique
Le confort thermique est
traditionnellement lié à 6 paramètres :
Le métabolisme, qui
est la production de
chaleur interne au
corps humain
permettant de
maintenir celui-ci
autour de 36,7°C. Un
métabolisme de travail
correspondant à une
activité particulière
s’ajoute au
métabolisme de base
du corps au repos.
L'habillement, qui
représente une
résistance thermique
aux échanges de
chaleur entre la
surface de la peau et
l'environnement.
La température
ambiante de l’air Ta.
La température
moyenne des
parois Tp.
L'humidité relative de
l'air (HR), qui est le
rapport exprimé en
pourcentage entre la
quantité d'eau
contenue dans l'air à la
température ta et la
quantité maximale
d'eau contenue à la
même température.
La vitesse de l'air,
qui influence les
échanges de chaleur
par convection.
Dans le bâtiment,
les vitesses de l'air
ne dépassent
généralement pas
0,2 m/s.
Conception bioclimatique
Nos principales préoccupations tout au long de la conception
d’un bâtiment intégrant l’efficacité énergétique sont d’une part
l’économie d’énergie et d’autre part; l’amélioration du confort.
Pour réduire la consommation d’énergie d’un bâtiment et alléger sa facture, il faut améliorer son isolation et sa
ventilation. Ainsi, le confort thermique sera assuré en minimisant les besoins de chauffage en hiver et en rafraichissant
par l’introduction de l’air frais en été. Il faut aussi réaliser des économies d’énergie en réduisant les pertes de chaleur.
Une bonne conception du bâti permet de satisfaire à ses
demandes en réduisant voire en annulant les dépenses
énergétiques des techniques actives de chauffage; ventilation et
rafraichissement.
Cette conception doit, en outre, procurer un confort visuel,
acoustique et une qualité de l’air, tout en tenant compte de
l’occupation des bâtiments et du comportement des usagers.
La maison à zéro énergie:
Confort et température
Confort = équilibre entre l'homme et l'ambiance
Dans les conditions habituelles, l'homme assure le maintien de sa température corporelle autour de 36,7°C. Cette
température est en permanence supérieure à la température d'ambiance, aussi un équilibre doit-il être trouvé afin
d'assurer le bien-être de l'individu.
Confort et humidité
L'humidité relative ambiante influence la capacité de notre corps à éliminer une chaleur excédentaire.
L'incidence sur la transpiration
L'humidité a relativement peu d'impact sur la sensation de confort d'un individu dans un bâtiment. Ainsi, un individu
peut difficilement ressentir s'il fait 40 % ou 60 % d'humidité relative dans son bureau.
L'impact de l'humidité relative dans un bâtiment
La plage de confort température-humidité
Pour un confort optimal et pour une température de l'air aux environs de 22°C, on peut dès lors recommander que
l'humidité relative soit gardée entre 40 et 65 %.
Notion de « Confort thermique »:
Le confort thermique est défini comme "un état de satisfaction du corps vis-à-vis
de l'environnement thermique".
Les isolants en laine minérale sont les plus utilisés de tous les isolants. Que ce soit
en laine de verre, en laine de roche ou en verre cellulaire, ils sont très efficaces pour
l'isolation thermique et acoustique à moindre prix.
Les isolants
Isolants en laine minérale
Paille, laine de chanvre, ouate de cellulose, laine de bois…sont des isolants
végétaux. Sachez toutefois que des matières synthétiques sont ajoutées aux
matières premières d’origine végétale pour fabriquer ces isolants.
Isolants en laines végétales
Les laines d’origine animale comme la laine de mouton ou la laine de plumes de
canard peuvent être des produits isolants. Pour autant, ils doivent impérativement
justifier de leurs caractéristiques techniques et de leurs performances. Sachez
également que pour fabriquer ces isolants, il faut ajouter des additifs et
traitements complémentaires.
Isolants en laines animales
Plusieurs dénominations désignent les produits minces réfléchissants : PMR, IMR, isolants minces multicouches, films minces, isolants thermo-
réflectifs, isolants minces par thermo-réflexion, barrières radiantes…Un seul dispose de la certification ACERMI et le CSTB les classe comme
«compléments d’isolation».
L'isolant mince
L’isolation thermique:
Les produits d'isolation en plastiques alvéolaires sont d’origine organique. Ils regroupent plusieurs familles de produits isolants à cellules fermées :
1/ Polystyrène expansé PSE,
2/ Polystyrène extrudé XPS,
3/ Polyuréthane PUR,
4/ Polyisocyanurate PIR,
5/ Phénoliques.
Comme tous les isolants, ces familles sont conformes au marquage CE et à leur norme européenne ; les produits sont de plus certifiés par Acermi.
isolants polystyrènes PSE, XPS et PUR
Les ponts thermiques sont des points de jonction où l'isolation n'est pas
continue et qui provoquent des pertes de chaleur. Bête noir du poseur de
l'isolant, les ponts thermiques pèsent d'autant plus dans le pourcentage de
déperditions de la maison que celle-ci est bien isolée.
Les ponts thermiques
Isolants en laine minérale
Laine de verre
La laine de verre est un matériau isolant fabriqué à partir de produit naturel (sable) qui se présente généralement sous la
forme d'un matelas de fibres enchevêtrées emprisonnant de l'air immobile. On l'utilise dans le bâtiment pour l’isolation
thermique et l’isolation phonique ou encore comme absorbant pour la correction acoustique ou dans la protection contre
les incendies.
Laine de roche
La laine de roche est un matériau isolant fabriqué à partir d'un matériau naturel issu de l’activité volcanique (le basalte).
C'est un isolant certifié pour un usage dans le bâtiment tant pour l’isolation thermique que l’isolation phonique ou pour la
protection des ouvrages contre les incendies.
Verre cellulaire
Le verre cellulaire est un produit verrier fabriqué à partir de sable et de verre recyclé (ou calcin) « moussé ». On l'utilise pour
l’isolation thermo-acoustique du bâtiment tant en isolation par l’intérieur que par l’extérieur.
Isolants en laines végétales
Liège
Le liège est un matériau naturel historiquement destiné à la décoration des murs et des sols et à l'isolation acoustique. Pour délivrer des
performances thermiques conformes à la réglementation thermique, il est nécessaire d'avoir recours à du liège manufacturé aggloméré ou
expansé.
Fibre de bois
Les isolants en fibre de bois sont élaborés à partir de bois ou de résidus de manufactures de bois défibrés selon un procédé industriel par voie
sèche ou humide. Ce procédé permet d’obtenir des fibres liées entre elles avec ou sans adjuvant afin d’obtenir un produit plus ou moins souple.
Les isolants en fibre de bois se présentent sous la forme de panneaux, feutres ou flocons pour l’isolation thermique et acoustique des
bâtiments.
Chanvre
La laine de chanvre est un matériau issu de fibres naturelles conditionnées et s’utilise comme la laine de verre ou la laine de roche. La laine de
chanvre offre des performances aussi bien en termes d’isolation thermique que d’isolation acoustique.
Laine de bois
Les isolants en laine de bois sont élaborés à partir de copeaux de bois liés par procédé humide (base ciment) permettant d’obtenir des
panneaux ou plaques rigides. La résistance à la compression élevée de la laine de bois en fait un produit plutôt utilisé dans des applications du
bâtiment nécessitant une résistance mécanique.
Textile recyclé
Paille, laine de chanvre, ouate de cellulose… sont des isolants végétaux. Sachez toutefois que des matières synthétiques sont ajoutées aux
matières premières d’origine végétale pour fabriquer ces isolants.
Laine de coton
Paille, laine de chanvre, ouate de cellulose… sont des isolants végétaux. Sachez toutefois que des matières synthétiques sont ajoutées aux
matières premières d’origine végétale pour fabriquer ces isolants.
Laine de lin
La laine de lin est un matériau isolant élaboré à partir des fibres non utilisées de l’industrie textile et qui a ensuite subi un traitement fongicide
et pesticide. La laine de lin permet de réaliser l’isolation thermique et l’isolation phonique des bâtiments.
Ouate de cellulose
La ouate de cellulose est un produit à base de papier recyclé ou de boue papetière ayant reçu des traitements pour les rendre ininflammables
et résistants à la vermine. La ouate de cellulose est utilisée pour l’isolation thermique et l’isolation acoustique du bâtiment.
Isolants en laines animales
Plumes de canard
Les laines d’origine animale comme la laine de mouton ou la laine de plumes de canard peuvent être des produits isolants. Pour
autant, ils doivent impérativement justifier de leurs caractéristiques techniques et de leurs performances. Sachez également que
pour fabriquer ces isolants, il faut ajouter des additifs et traitements complémentaires.
Laine de mouton
La laine de mouton est un produit isolant issu de matières premières de nature et de qualité variables. La laine de mouton peut être
brute ou manufacturée. Dans ce cas, on y ajoute jusqu'à 25 % de fibres synthétiques pour assurer la cohésion des panneaux ou
rouleaux. Elle est utilisée pour l’isolation thermique comme pour l’isolation acoustique du bâtiment.
Ventilation naturelle
Dans la ventilation naturelle, ou système A, suivant la norme NBN D50-001, aucun
ventilateur n'intervient. L'air se déplace grâce aux différences de pression dues
au vent qui existent entre les façades du bâtiment et grâce à la différence de
masse volumique en fonction de sa température, c'est le tirage thermique ou
l'effet cheminée. La circulation de l'air est donc totalement naturelle !
L'air peut pénétrer dans un bâtiment au travers des inétanchéités. On ne peut
considérer à proprement parler ce phénomène comme de la ventilation. En effet,
les débits d'air résultants sont tout à fait incontrôlables en fonction du vent, des
ouvertures parasites... On parle dans ce cas d'infiltrations.
Des amenées d'air (grilles réglables, vasistas) doivent être disposées en façade
pour les locaux dits "propres" (bureaux, séjours, ...). Des ouvertures de
transfert (détalonnage des portes ou grilles) permettent le passage de l'air vers les
locaux dits "humides" ou "viciés" (sanitaires, cuisine, ...). Dans ces derniers, l'air
est évacué grâce à des conduits verticaux débouc
principe
la ventilation naturel
La ventilation entièrement naturelle ne demande aucune consommation électrique, le moteur du déplacement
d'air étant la pression du vent et les différences de température. Elle est en ce sens économique et réduit
l'impact du bâtiment sur l'environnement.
En outre, les éléments de ventilation naturelle demandent généralement très peu d'entretien et ne
comprennent pas de ventilateurs bruyants.
Avantages
Cette apparente économie d'énergie doit être mise en balance avec la garantie de performance que l'on peut obtenir avec un tel mode de ventilation. En effet, la
ventilation naturelle étant liée aux phénomènes naturels de mouvement de l'air, la qualité de l'air risque de ne pas être garantie dans tous les locaux. Le
renouvellement d'air peut être fortement perturbé par le vent, par l'ouverture de fenêtres... Les débits d'air recommandés par les normes sont ainsi difficilement
atteignables sur la durée et la ventilation naturelle n'est jamais privilégiée lors d'une nouvelle construction.
Pour garantir un bon fonctionnement d'une évacuation naturelle, celle-ci doit consister en un conduit vertical débouchant correctement en toiture. Si cette
condition, parfois difficile à mettre en œuvre, ne peut être remplie, l'évacuation naturelle doit être abandonnée.
Comme pour la ventilation simple flux (extraction mécanique) :
L'air neuf n'est pas filtré et les grilles d'amenée d'air peuvent laisser filtrer les bruits extérieurs, ce qui peut être délicat en site urbain ou fortement pollué.
Les grilles d'ouvertures peuvent engendrer un inconfort, par exemple en plein hiver, sauf si la grille d'ouverture est placée à une hauteur supérieure à 1,80 m par
rapport au sol.
Les ouvertures entre locaux, favorisent le passage de bruits pouvant être très gênants. Un traitement acoustique des grilles doit alors être prévu. Mais en pratique,
la présence d'absorbeur acoustique dans une ouverture augmente son épaisseur et sous-entend généralement que la grille doit être placée dans l'épaisseur du mur
(et non dans le vitrage ou dans la porte).
Enfin, les ouvertures dans les façades ne sont pas toujours du goût des architectes !
inconvénients
Isolation des murs extérieurs Isolation extérieure ; finition bardage bois
Isolation thermique du plancher bas
1. Chape flottante
2. Eps.sol Plus
3. Dalle en béton
4. Floormate 200 SL-X
5. Sable
6. Périmate DI-A
7. Fondation
http://www.maisonecomalin.com/pages/maison-
ossature-bois/descriptif/
Ventilation naturelle
Dans la ventilation naturelle, ou système A, suivant la norme NBN D50-001, aucun
ventilateur n'intervient. L'air se déplace grâce aux différences de pression dues
au vent qui existent entre les façades du bâtiment et grâce à la différence de
masse volumique en fonction de sa température, c'est le tirage thermique ou
l'effet cheminée. La circulation de l'air est donc totalement naturelle !
L'air peut pénétrer dans un bâtiment au travers des inétanchéités. On ne peut
considérer à proprement parler ce phénomène comme de la ventilation. En effet,
les débits d'air résultants sont tout à fait incontrôlables en fonction du vent, des
ouvertures parasites... On parle dans ce cas d'infiltrations.
Des amenées d'air (grilles réglables, vasistas) doivent être disposées en façade
pour les locaux dits "propres" (bureaux, séjours, ...). Des ouvertures de
transfert (détalonnage des portes ou grilles) permettent le passage de l'air vers les
locaux dits "humides" ou "viciés" (sanitaires, cuisine, ...). Dans ces derniers, l'air
est évacué grâce à des conduits verticaux débouc
principe
la ventilation naturel
La ventilation entièrement naturelle ne demande aucune consommation électrique, le moteur du déplacement
d'air étant la pression du vent et les différences de température. Elle est en ce sens économique et réduit
l'impact du bâtiment sur l'environnement.
En outre, les éléments de ventilation naturelle demandent généralement très peu d'entretien et ne
comprennent pas de ventilateurs bruyants.
Avantages
Cette apparente économie d'énergie doit être mise en balance avec la garantie de performance que l'on peut obtenir avec un tel mode de ventilation. En effet, la
ventilation naturelle étant liée aux phénomènes naturels de mouvement de l'air, la qualité de l'air risque de ne pas être garantie dans tous les locaux. Le
renouvellement d'air peut être fortement perturbé par le vent, par l'ouverture de fenêtres... Les débits d'air recommandés par les normes sont ainsi difficilement
atteignables sur la durée et la ventilation naturelle n'est jamais privilégiée lors d'une nouvelle construction.
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condition, parfois difficile à mettre en œuvre, ne peut être remplie, l'évacuation naturelle doit être abandonnée.
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la présence d'absorbeur acoustique dans une ouverture augmente son épaisseur et sous-entend généralement que la grille doit être placée dans l'épaisseur du mur
(et non dans le vitrage ou dans la porte).
Enfin, les ouvertures dans les façades ne sont pas toujours du goût des architectes !
inconvénients
http://www.construire-durable.com
http://www.agence-isolation.fr
http://www.actu-environnement.com
http://www.maisonecomalin.com
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Achoura sarra production thermique

  • 2. Lorsque l’on parle de production électrique, il est courant que les termes « thermique » et « fossile » soient rapprochés. Or, une centrale thermique est une centrale qui produit de l’électricité à partir d’une source de chaleur mais pas nécessairement à partir d’un combustible fossile. Le fonctionnement d’une centrale thermique consiste à produire de la vapeur qui actionne une turbine couplée à un alternateur. On distingue 3 types de centrales thermiques selon l’origine de la source de chaleur : les centrales exploitant de la chaleur issue de l’énergie nucléaire : la chaleur provient actuellement de la fission de noyaux d’uranium 235 ou de plutonium 239 les centrales exploitant de la chaleur « renouvelable » : la chaleur peut-être issue du sous- sol (centrales géothermiques) ou du rayonnement du Soleil que l’on concentre (centrales solaires thermodynamiques) les centrales, dites « à flamme », exploitant de la chaleur issue de la combustion d’un composé carboné : le combustible, brûlé dans une chaudière, est souvent fossile (centrales à charbon, à gaz; au fioul). Les centrales à biomasse et celles brûlant des déchets (industriels, agricoles ou ménagers) font toutefois également partie de cette catégorie de centrales.
  • 3. Qu'est-ce que l'énergie thermique ? L'énergie thermique à flamme dépend de combustibles fossiles (charbon, gaz ou pétrole), des éléments contenus dans le sous-sol de la Terre. Elle permet de fabriquer de l'électricité dans les centrales thermiques à flamme appelées aussi centrales à flamme ou centrales thermiques classiques, grâce à la chaleur dégagée par la combustion de ces éléments.
  • 4. Les centrales thermiques à flamme sont des moyens de production d'électricité utilisant des énergies fossiles. Concrètement, elles produisent de l'électricité à partir de la vapeur d'eau produite grâce à la chaleur dégagée par la combustion de gaz, de charbon ou de fioul, qui met en mouvement une turbine reliée à un alternateur Qu'est-ce qu’une centrale thermique ?
  • 5. le terme "centrale thermique" rassemble toutes les centrales électriques qui produisent de l'électricité à partir d'une source de chaleur centrales thermiques centrales nucléaires les centrales géothermiques qui utilisent l'énergie géothermique profonde les centrales solaires thermiques à concentration Les centrales thermiques fonctionnant à partir de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) sont dites "à flamme" afin de les différencier des autres types de centrales thermiques Centrales à flamme
  • 6. L'énergie thermique à flamme dépend de combustibles fossiles (charbon, gaz ou pétrole). On parle également d'énergies fossiles, à savoir de roches issues de la méthanisation ou de la fossilisation d'êtres vivants contenus dans le sous-sol de la terre, parfois depuis des millions d'années. Les combustibles fossiles représentent donc tous les combustibles riches en carbone, en particulier hydrocarbures, et qui permettent de produire de l'énergie. À titre d'information, la plus grande réserve d'énergies fossiles dans le monde est le charbon.
  • 7. Centrale thermique à flamme fonctionnant au charbon Les centrales thermiques au charbon sont les plus répandues dans le monde, en particulier dans les pays disposant de réserves importantes de charbon, à l'instar de l'Inde, de la Chine, des États-Unis ou encore de l'Allemagne. Mais ce type de centrale présente un inconvénient majeur : la combustion du charbon est fortement émettrice de gaz à effet de serre.
  • 8. Centrale thermique à flamme fonctionnant au fioul Dans ce type de centrale thermique, le fioul est brûlé dans une chaudière produisant de la vapeur. Cette vapeur fait ensuite tourner une turbine qui entraîne un alternateur, produisant de l'électricité. En soi, le fonctionnement des centrales thermiques au fioul est donc quasiment identique à celui des centrales au charbon.
  • 9. Centrale thermique à flamme fonctionnant au gaz Les centrales thermiques au gaz utilisent le gaz comme combustible pour produire la chaleur qui alimente la turbine à vapeur. Le fonctionnement de ce type de centrale est identique à celui des centrales thermiques au fioul, à la différence que la taille de la chaudière est dimensionnée pour accueillir le combustible gazeux. Depuis vingt ans, les centrales à gaz ont été progressivement délaissées au profit des centrales avec turbines à combustion.
  • 10. Centrale thermique La centrale classique La Turbine à Combustion (TAC) à Cycle Combiné À Lit Fluidisé Circulant (LFC) C'est le type le plus répandu et le plus ancien. Il utilise des combustibles fossiles et fonctionne avec une chaudière à vapeur. Chaque chaudière ne peut utiliser qu'un seul type de combustible car chacun exige un brûleur spécifique. Il en existe 3 sortes, suivant le combustible utilisé : Pour pouvoir être utilisé, le charbon est transformé en fines particules dans un broyeur, puis mélangé à de l'air réchauffé avant d'être introduit sous pression dans le brûleur de la chaudière. thermique au charbon Le fioul, trop visqueux pour être utilisé tel quel, doit être liquéfié en le chauffant avant de l'injecter dans les brûleurs. Il a longtemps été le principal combustible utilisé dans les centrales à flamme, mais il a été remplacé par le charbon après le choc pétrolier de 1973. thermique au fioul Naturel ou récupéré des hauts fourneaux, il est utilisé tel quel.thermique au gaz Les différents types de centrales thermiques à flamme Les centrales de ce type associent une TAC (Turbine à Combustion) et une turbine à vapeur. Les combustibles brûlés sont du gaz ou du fioul. 1. De l'air prélevé dans l'atmosphère est fortement comprimé par un compresseur, ce qui augmente sa pression et sa température. 2. Il pénètre ensuite dans la chambre de combustion, dans laquelle est injecté du fioul ou du gaz. Ce mélange gazeux est porté à plus de 1 000 °C. 3. Il dégage ainsi beaucoup d'énergie pour faire tourner une TAC. La TAC entraîne un alternateur qui produit de l'électricité. 4. La chaleur des gaz d'échappement de la TAC est transformée en vapeur par le biais d'un générateur de vapeur. 5. La vapeur fait tourner une turbine qui entraîne son propre alternateur. L'alternateur produit de l'électricité. Cette technologie demande un investissement plus faible que d'autres types de centrales conventionnelles de puissance plus forte et assure un rendement énergétique nettement supérieur à celui d'une centrale thermique classique (65 % contre 38 %). Ce type de centrale peut être facilement implanté au plus près des lieux de consommation(zones urbaines, installations industrielles, sites EDF existants). Elles fonctionnent comme une centrale à flamme classique mais elle émet moins d'oxydes d'azote et de soufre, grâce à l'ajout de calcaire dans la chaudière et à une température de combustion plus basse. Elles utilisent du charbon mais aussi du lignite, de la tourbe et divers résidus industriels.
  • 11. 3-les lignes électriques qui permettent d'évacuer et de transporter l'électricité. Les centrales thermiques à flamme sont divisées en plusieurs parties : 1-la chaudière où est brulé le combustible fossile (charbon, gaz ou pétrole) 2-la salle des machines dans laquelle l'électricité est produite L'énergie thermique à flamme est la plus utilisée dans le monde car le charbon est abondant, mais elle émet beaucoup de gaz à effet de serre.
  • 12. Comment fonctionne une centrale thermique à flamme ? Une centrale thermique à flamme produit de l'électricité à partir de la vapeur d'eau produite grâce à la chaleur dégagée par la combustion de gaz, de charbon ou de fioul, qui met en mouvement une turbine reliée à un alternateur. 1. La combustion Un combustible (gaz, charbon, fioul) est brûlé dans les brûleurs d'une chaudière pouvant mesurer jusqu'à 90 m de hauteur. Le charbon est d'abord réduit en poudre, le fioul est chauffé pour le rendre liquide puis vaporisé en fines gouttelettes et le gaz est injecté directement sans traitement préparatoire. 2. La production de vapeur La chaudière est tapissée de tubes dans lesquels circule de l'eau froide. En brûlant, le combustible dégage de la chaleur qui va chauffer cette eau. L'eau se transforme en vapeur, envoyée sous pression vers les turbines. 3. La production d'électricité La vapeur fait tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif. Un transformateur élève la tension du courant électrique produit par l'alternateur pour qu'il puisse être plus facilement transporté dans les lignes à très haute et haute tension 4. Le recyclage À la sortie de la turbine, la vapeur est à nouveau transformée en eau grâce à un condenseur dans lequel circule de l'eau froide en provenance de la mer ou d'un fleuve. L'eau ainsi obtenue est récupérée et re-circule dans la chaudière pour recommencer un autre cycle. L'eau utilisée pour le refroidissement est restituée à son milieu naturel ou renvoyée dans le condenseur. Les fumées de combustion sont dépoussiérées grâce à des filtres et sont évacuées par des cheminées. Quelle que soit l'énergie fossile utilisée, toutes les centrales thermiques à flamme fonctionnent à partir des mêmes quatre principes : la combustion, la production de vapeur, la production d'électricité et le recyclage
  • 14. Les centrales thermiques à flamme sont capable de produire rapidement l’énergie ; c’est pour quoi leur rôle principal est de répondre aux augmentations fortes est soudaines de la consommation de l’électricité Dans une centrale thermique ; on chauffe de l’eau pour la transformer en vapeur d’eau , c’est le principe de la cocote minute
  • 15. La force de cette vapeur entraine une turbine dans la rotation va permette la production de l’énergie électrique
  • 16. Tout d’abord pour chauffer L’eau ; on installe plusieurs bruleurs dans une chaudière La flamme des bruleurs peut être alimenter par différents de combustibles De fioul , Du charbon pulvérisé Ou du gaz
  • 17. La chaudière est pulvérisé par des milliers de tubes dans lequel circule de l’eau L’eau est chauffé à haute température puis est dirigé vers un ballon ou elle se transforme en vapeur La vapeur est ensuite envoyé sous pression vers la turbine Qui mise en mouvement et transforme l’énergie thermique en énergie mécanique La turbine est couplé à l’alternateur
  • 18. alternateur qui gêné à l’électricité par rotation du rotor (la partie mobile ) . A l’intérieur du stator ( la partie fixe ) L’énergie produite par cet alternateur est évacue à l’intermédiaire d’un transformateur On sortie de la turbine la vapeur est alors dirigé vers le condenseur Dans lequel circule de l’eau froide qui permet de transformé la vapeur en eau
  • 19. En fin c’est tout retourne vers la chaudière ou est les deux nouveaux transformer en vapeur et le cycle recommence Dans les centrales au charbon fleuréssentes les fumées issu de la combustion sont traité de manière que limiter leur impacte sur l’environnement
  • 20. Centrale thermique à gaz Ce type de centrale combine deux types de turbines Turbine à combustion Une turbine à vapeur Relié à un alternateur Avec le même volume de combustible ces deux turbine permet de produire une quantité très importante de l’électricité Dans certaines centrales , chaque turbine est relié à son propre alternateur
  • 21. Dans la turbine à combustion De l’air est injecté dans un compresseur à haute compression L’air assez comprimé est ensuite propulsé dans la chambre de combustion Ou il se mélange au combustible Le mélange air gaz sans flamme est produit des gazes d’échappement qui active la rotation de la turbine à combustion
  • 22. Cette turbine fait à son tour tourner l’alternateur La chaleur des gazes qui sortent de la turbine à combustion est ensuite récupéré dans une chaudière tapissé de tubes dont lequel circule de l’eau L’eau ainsi chauffé par ces gazes et ensuite dirigé vers un ballon dont lequel
  • 23. Dont lequel elle se transforme en vapeur La vapeur est alors envoyée vers la turbine à vapeur et la fait tourner L’énergie produite par la rotation de cette turbine est transmise à l’alternateur et s’ajoute à celle déjà transmise par la turbine à combustion
  • 24. Dans l’alternateur l’interaction entre les électroaimants du rotor (la partie mobile) Et les bobines de filles de cuivre du stator (la partie fixe) produisent un courant électrique Des transformateurs est lève les courons à 225000 ou 400000 voltes Pour qu’ils puisse transporté facilement dans les lignes à très haute tension du réseau La vapeur qui est sorti de la turbine passant dans un condenseur dont lequel circule de l’eau froide Elle est ainsi transformé en eau pour être renvoyé dans la chaudière
  • 25. Les fumées issu de la combustion sont elles filtrées avant être évacué par les cheminées Grace à l’utilisation de gaz naturel comme combustible les émissions de co2 sont devisé par deux par rapport à une centrale au charbon ; flexible et réactive les centrales à cycle combiné ont un rendement supérieur à une centrale classique
  • 27. Les centrales thermiques à flamme sont aujourd'hui particulièrement décriées en raison de leurs impacts environnementaux et sanitaires. Les centrales thermiques au charbon sont ainsi parmi les premières sources d'émission de gaz à effet de serre, en particulier en Chine et aux États-Unis. Selon l'Environmental Protection Agency (EPA), elles représentent 28% du nickel, 62% de l'arsenic, 77% des acides, 50% du mercure et 22% du chrome présents dans les masses d'air américaines. Avec les différentes crises du pétrole, la part de la production électrique assurée par des centrales thermiques brûlant du fioul a progressivement diminué en Europe. Pour autant, si de nombreux pays comme la France ont choisi de se reposer sur une production nucléaire importante, d'autres ont fait le choix du charbon ou, dans une moindre mesure, de l'hydroélectricité.
  • 28. La centrale géothermique : Une centrale géothermique est un type de centrale électrique produisant de l'électricité à partir d'énergie géothermique. Les technologies utilisées comprennent les turbines à vapeur sèche, centrales à condensation et centrales à cycle combiné. La production d'électricité géothermique est utilisée dans 24 pays1, alors que le chauffage géothermique est utilisé dans 70 pays2. Les estimations du potentiel de production d'électricité de l'énergie géothermique varient de 35 à 2000 GW2. La puissance installée mondiale atteignait 11 224 mégawatts (MW) en mai 2012, avec au premier rang les États- Unis (3 187 MW)3, suivi par les Philippines et l'Indonésie. L'électricité géothermique est considérée comme durable parce que l'extraction de chaleur est faible comparée à l'enthalpie de la planète4. Les émissions des centrales géothermiques existantes est en moyenne de 122 kg de CO2 par (MWh) d'électricité, environ un huitième de celles d'une centrale à charbon conventionnelle5.
  • 30. centrales nucléaires: Une centrale nucléaire, désignée en France par l'appellation centre nucléaire de production d'électricité (CNPE), est un site industriel destiné à la production d'électricité, qui utilise comme chaudière(s) un ou plusieurs réacteurs nucléaires alimentés en combustible nucléaire (source d'énergie). La puissance électrique d'une centrale varie de quelques mégawatts à plusieurs milliers de mégawatts en fonction du nombre et du type de réacteur(s) en service sur le site (860 MWe en moyenne par réacteur)1. L'énergie d'une centrale nucléaire provient de la fission de noyaux d'atomes lourds. L'énergie dégagée par la fission dégage de la chaleur qui, comme pour toute centrale thermique conventionnelle, sert à vaporiser de l'eau. La vapeur d'eau produite entraîne ensuite en rotation une turbine accouplée à un alternateur qui produit à son tour de l'électricité. C'est la principale application de l'énergie nucléaire dans le domaine civil. On compte dans le monde environ 250 centrales nucléaires qui ont produit 10,8 % de l'électricité mondiale en 20132. Ces centrales comptent en janvier 2016 un total de 441 réacteurs en fonctionnement (y compris 41 réacteurs japonais à l'arrêt), dont la puissance atteint 382 GW ; 67 réacteurs sont en cours de construction1.
  • 32. les centrales solaires thermiques à concentration: Dans les centrales à base d’énergie solaire thermique à haute température (Concentrated Solar Power – CSP), l’énergie solaire est exploitée à l’aide de grandes installations techniques afin de produire de l’électricité. La lumière solaire est concentrée par procédé optique, ce qui permet d’atteindre de très hautes températures pour le processus de la centrale. Cette chaleur à haute température peut également être stockée temporairement, ce qui permet de produire du courant en fonction des besoins, l’un des avantages importants de cette technologie. Pour un fonctionnement rentable, les centrales solaires thermiques ont besoin d’une part élevée de rayonnement solaire direct. C’est pourquoi elles sont systématiquement installées dans des zones très ensoleillées, comme le sud de l’Europe, l’Afrique du Nord et le sud-ouest des États-Unis. Dans le cadre du développement du marché dynamique actuel, on planifie et construit beaucoup de centrales paraboliques, mais également toujours plus de centrales à tour solaire; par ailleurs, quelques installations à technologie Fresnel sont en cours d’exploitation ou en construction. À l’échelle mondiale, en 2013, quelque 60 centrales solaires thermiques étaient raccordées. Cela correspond à une capacité d’env. 3 200 MW. 40 autres centrales totalisant une puissance prévue d’environ 6 000 MW sont actuellement à différents stades de construction ou de développement concret de projet. Les entreprises allemandes comptent parmi les acteurs de pointe en matière de recherche et de développement dans les technologies CSP. http://www.renewables-made-in-germany.com/fr/renewables-made-in-germany/technologies/centrales-solaires-thermiques/les-centrales-
  • 34. Sur le site d'une centrale thermique, les émissions de poussières et de gaz nocifs polluent directement l’air. Dans un second temps, ces poussières et la plupart de ces gaz nocifs rejetés dans l'atmosphère retombent au sol avec les précipitations atmosphériques (pluie, neige) ou sous forme de particules sèches, ce qui provoque la pollution des eaux et des sols et nuit à la faune et la flore. Impact environnemental des centrales thermiques
  • 35. Selon le combustible utilisé et le mode de combustion, les gaz de combustion émis contiennent différentes quantités de polluants. Les principaux responsables de l'effet de serre sont, par ordre d’importance : Les mesures visant à limiter les émissions de CO2 consistent avant tout à utiliser des centrales thermiques à haut rendement, comme par exemple celles à cycles mixtes gaz-vapeur ou les centrales produisant à la fois de l'électricité et de la chaleur. D'autres mesures telles le recours aux énergies renouvelables, notamment les usines hydroélectriques visent le même objectif de réduction de CO2. le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), les chlorofluorocarbures (CFC), l'ozone troposphérique (O3), et l'oxyde de diazote (N2O). Impact sur l'air
  • 36. Une centrale thermique a besoin d'eau à des fins de réfrigération. Cette eau, une fois réchauffée, est généralement rejetée à faible distance du point de prélèvement. Si la centrale ne produit que de l'électricité, on estime que 60 à 80% de l'énergie apportée par le combustible est rejetée sous forme de calories évacuées avec l'eau de refroidissement de la centrale. Si la centrale produit de l’électricité mais également de la chaleur (centrale à haut rendement), la quantité d’eau rejetée est plus faible. Selon les conditions locales, les calories ainsi évacuées peuvent entraîner une pollution thermique des eaux de surface, par suite d'une élévation de la température de l'eau. Impact sur l'eau
  • 37. A SAVOIR : Pour éviter un trop grand échauffement du cours d'eau, un réfrigérant atmosphérique peut être utilisé (réfrigération en circuit ouvert ou fermé) pour y refroidir l'eau avant son rejet dans la rivière. Ces eaux usées, dont les quantités varient énormément selon la nature du combustible et les conditions d'exploitation de la centrale, peuvent également contenir des matières en suspension (métaux lourds, acides, produits alcalins, ammoniac, huile…). Le traitement de ces eaux usées est essentiel, et requiert l’usage de procédés physiques, chimiques et thermiques.
  • 38. Pour l'être humain, les effets néfastes des centrales thermiques peuvent s'exercer soit directement sous l'action des gaz nocifs sur l'organisme (affection des voies respiratoires…), soit indirectement par le biais de la chaîne alimentaire ou des dégradations du cadre de vie. Les retombées de polluants peuvent également avoir des effets néfastes sur les forêts, les lacs et les fleuves, susceptibles de conduire à long terme à d'importantes dégradations du paysage. La dégradation des paysages est également une conséquence néfaste des centrales thermiques (construction des voies de transport pour acheminer les combustibles et évacuer les résidus…). Impact pour l'homme et son environnement
  • 39. La meilleure solution pour sauvegarder notre environnement est l’utilisation des énergies renouvelables Les énergies renouvelables: Les énergies renouvelables (EnR en abrégé) sont des sources d'énergies dont le renouvellement naturel est assez rapide pour qu'elles puissent être considérées comme inépuisables à l'échelle du temps humain. L'expression énergie renouvelable est la forme courte et usuelle des expressions « sources d'énergie renouvelables » ou « énergies d'origine renouvelable » qui sont plus correctes d'un point de vue physique. Énergie solaire Énergie solaire thermique Énergie photovoltaïque Énergie éolienne Énergie hydraulique Biomasse Énergie géothermique Les énergies renouvelables
  • 40. Les techniques des énergies renouvelables: Énergie solaire Énergie solaire thermique Énergie photovoltaïque Énergie éolienne Énergie hydraulique Biomasse
  • 42. Le confort thermique est traditionnellement lié à 6 paramètres : Le métabolisme, qui est la production de chaleur interne au corps humain permettant de maintenir celui-ci autour de 36,7°C. Un métabolisme de travail correspondant à une activité particulière s’ajoute au métabolisme de base du corps au repos. L'habillement, qui représente une résistance thermique aux échanges de chaleur entre la surface de la peau et l'environnement. La température ambiante de l’air Ta. La température moyenne des parois Tp. L'humidité relative de l'air (HR), qui est le rapport exprimé en pourcentage entre la quantité d'eau contenue dans l'air à la température ta et la quantité maximale d'eau contenue à la même température. La vitesse de l'air, qui influence les échanges de chaleur par convection. Dans le bâtiment, les vitesses de l'air ne dépassent généralement pas 0,2 m/s.
  • 43. Conception bioclimatique Nos principales préoccupations tout au long de la conception d’un bâtiment intégrant l’efficacité énergétique sont d’une part l’économie d’énergie et d’autre part; l’amélioration du confort. Pour réduire la consommation d’énergie d’un bâtiment et alléger sa facture, il faut améliorer son isolation et sa ventilation. Ainsi, le confort thermique sera assuré en minimisant les besoins de chauffage en hiver et en rafraichissant par l’introduction de l’air frais en été. Il faut aussi réaliser des économies d’énergie en réduisant les pertes de chaleur. Une bonne conception du bâti permet de satisfaire à ses demandes en réduisant voire en annulant les dépenses énergétiques des techniques actives de chauffage; ventilation et rafraichissement. Cette conception doit, en outre, procurer un confort visuel, acoustique et une qualité de l’air, tout en tenant compte de l’occupation des bâtiments et du comportement des usagers. La maison à zéro énergie:
  • 44. Confort et température Confort = équilibre entre l'homme et l'ambiance Dans les conditions habituelles, l'homme assure le maintien de sa température corporelle autour de 36,7°C. Cette température est en permanence supérieure à la température d'ambiance, aussi un équilibre doit-il être trouvé afin d'assurer le bien-être de l'individu. Confort et humidité L'humidité relative ambiante influence la capacité de notre corps à éliminer une chaleur excédentaire. L'incidence sur la transpiration L'humidité a relativement peu d'impact sur la sensation de confort d'un individu dans un bâtiment. Ainsi, un individu peut difficilement ressentir s'il fait 40 % ou 60 % d'humidité relative dans son bureau. L'impact de l'humidité relative dans un bâtiment La plage de confort température-humidité Pour un confort optimal et pour une température de l'air aux environs de 22°C, on peut dès lors recommander que l'humidité relative soit gardée entre 40 et 65 %. Notion de « Confort thermique »: Le confort thermique est défini comme "un état de satisfaction du corps vis-à-vis de l'environnement thermique".
  • 45. Les isolants en laine minérale sont les plus utilisés de tous les isolants. Que ce soit en laine de verre, en laine de roche ou en verre cellulaire, ils sont très efficaces pour l'isolation thermique et acoustique à moindre prix. Les isolants Isolants en laine minérale Paille, laine de chanvre, ouate de cellulose, laine de bois…sont des isolants végétaux. Sachez toutefois que des matières synthétiques sont ajoutées aux matières premières d’origine végétale pour fabriquer ces isolants. Isolants en laines végétales Les laines d’origine animale comme la laine de mouton ou la laine de plumes de canard peuvent être des produits isolants. Pour autant, ils doivent impérativement justifier de leurs caractéristiques techniques et de leurs performances. Sachez également que pour fabriquer ces isolants, il faut ajouter des additifs et traitements complémentaires. Isolants en laines animales Plusieurs dénominations désignent les produits minces réfléchissants : PMR, IMR, isolants minces multicouches, films minces, isolants thermo- réflectifs, isolants minces par thermo-réflexion, barrières radiantes…Un seul dispose de la certification ACERMI et le CSTB les classe comme «compléments d’isolation». L'isolant mince L’isolation thermique:
  • 46. Les produits d'isolation en plastiques alvéolaires sont d’origine organique. Ils regroupent plusieurs familles de produits isolants à cellules fermées : 1/ Polystyrène expansé PSE, 2/ Polystyrène extrudé XPS, 3/ Polyuréthane PUR, 4/ Polyisocyanurate PIR, 5/ Phénoliques. Comme tous les isolants, ces familles sont conformes au marquage CE et à leur norme européenne ; les produits sont de plus certifiés par Acermi. isolants polystyrènes PSE, XPS et PUR Les ponts thermiques sont des points de jonction où l'isolation n'est pas continue et qui provoquent des pertes de chaleur. Bête noir du poseur de l'isolant, les ponts thermiques pèsent d'autant plus dans le pourcentage de déperditions de la maison que celle-ci est bien isolée. Les ponts thermiques
  • 47. Isolants en laine minérale Laine de verre La laine de verre est un matériau isolant fabriqué à partir de produit naturel (sable) qui se présente généralement sous la forme d'un matelas de fibres enchevêtrées emprisonnant de l'air immobile. On l'utilise dans le bâtiment pour l’isolation thermique et l’isolation phonique ou encore comme absorbant pour la correction acoustique ou dans la protection contre les incendies. Laine de roche La laine de roche est un matériau isolant fabriqué à partir d'un matériau naturel issu de l’activité volcanique (le basalte). C'est un isolant certifié pour un usage dans le bâtiment tant pour l’isolation thermique que l’isolation phonique ou pour la protection des ouvrages contre les incendies. Verre cellulaire Le verre cellulaire est un produit verrier fabriqué à partir de sable et de verre recyclé (ou calcin) « moussé ». On l'utilise pour l’isolation thermo-acoustique du bâtiment tant en isolation par l’intérieur que par l’extérieur.
  • 48. Isolants en laines végétales Liège Le liège est un matériau naturel historiquement destiné à la décoration des murs et des sols et à l'isolation acoustique. Pour délivrer des performances thermiques conformes à la réglementation thermique, il est nécessaire d'avoir recours à du liège manufacturé aggloméré ou expansé. Fibre de bois Les isolants en fibre de bois sont élaborés à partir de bois ou de résidus de manufactures de bois défibrés selon un procédé industriel par voie sèche ou humide. Ce procédé permet d’obtenir des fibres liées entre elles avec ou sans adjuvant afin d’obtenir un produit plus ou moins souple. Les isolants en fibre de bois se présentent sous la forme de panneaux, feutres ou flocons pour l’isolation thermique et acoustique des bâtiments. Chanvre La laine de chanvre est un matériau issu de fibres naturelles conditionnées et s’utilise comme la laine de verre ou la laine de roche. La laine de chanvre offre des performances aussi bien en termes d’isolation thermique que d’isolation acoustique. Laine de bois Les isolants en laine de bois sont élaborés à partir de copeaux de bois liés par procédé humide (base ciment) permettant d’obtenir des panneaux ou plaques rigides. La résistance à la compression élevée de la laine de bois en fait un produit plutôt utilisé dans des applications du bâtiment nécessitant une résistance mécanique.
  • 49. Textile recyclé Paille, laine de chanvre, ouate de cellulose… sont des isolants végétaux. Sachez toutefois que des matières synthétiques sont ajoutées aux matières premières d’origine végétale pour fabriquer ces isolants. Laine de coton Paille, laine de chanvre, ouate de cellulose… sont des isolants végétaux. Sachez toutefois que des matières synthétiques sont ajoutées aux matières premières d’origine végétale pour fabriquer ces isolants. Laine de lin La laine de lin est un matériau isolant élaboré à partir des fibres non utilisées de l’industrie textile et qui a ensuite subi un traitement fongicide et pesticide. La laine de lin permet de réaliser l’isolation thermique et l’isolation phonique des bâtiments. Ouate de cellulose La ouate de cellulose est un produit à base de papier recyclé ou de boue papetière ayant reçu des traitements pour les rendre ininflammables et résistants à la vermine. La ouate de cellulose est utilisée pour l’isolation thermique et l’isolation acoustique du bâtiment.
  • 50. Isolants en laines animales Plumes de canard Les laines d’origine animale comme la laine de mouton ou la laine de plumes de canard peuvent être des produits isolants. Pour autant, ils doivent impérativement justifier de leurs caractéristiques techniques et de leurs performances. Sachez également que pour fabriquer ces isolants, il faut ajouter des additifs et traitements complémentaires. Laine de mouton La laine de mouton est un produit isolant issu de matières premières de nature et de qualité variables. La laine de mouton peut être brute ou manufacturée. Dans ce cas, on y ajoute jusqu'à 25 % de fibres synthétiques pour assurer la cohésion des panneaux ou rouleaux. Elle est utilisée pour l’isolation thermique comme pour l’isolation acoustique du bâtiment.
  • 51. Ventilation naturelle Dans la ventilation naturelle, ou système A, suivant la norme NBN D50-001, aucun ventilateur n'intervient. L'air se déplace grâce aux différences de pression dues au vent qui existent entre les façades du bâtiment et grâce à la différence de masse volumique en fonction de sa température, c'est le tirage thermique ou l'effet cheminée. La circulation de l'air est donc totalement naturelle ! L'air peut pénétrer dans un bâtiment au travers des inétanchéités. On ne peut considérer à proprement parler ce phénomène comme de la ventilation. En effet, les débits d'air résultants sont tout à fait incontrôlables en fonction du vent, des ouvertures parasites... On parle dans ce cas d'infiltrations. Des amenées d'air (grilles réglables, vasistas) doivent être disposées en façade pour les locaux dits "propres" (bureaux, séjours, ...). Des ouvertures de transfert (détalonnage des portes ou grilles) permettent le passage de l'air vers les locaux dits "humides" ou "viciés" (sanitaires, cuisine, ...). Dans ces derniers, l'air est évacué grâce à des conduits verticaux débouc principe la ventilation naturel
  • 52. La ventilation entièrement naturelle ne demande aucune consommation électrique, le moteur du déplacement d'air étant la pression du vent et les différences de température. Elle est en ce sens économique et réduit l'impact du bâtiment sur l'environnement. En outre, les éléments de ventilation naturelle demandent généralement très peu d'entretien et ne comprennent pas de ventilateurs bruyants. Avantages Cette apparente économie d'énergie doit être mise en balance avec la garantie de performance que l'on peut obtenir avec un tel mode de ventilation. En effet, la ventilation naturelle étant liée aux phénomènes naturels de mouvement de l'air, la qualité de l'air risque de ne pas être garantie dans tous les locaux. Le renouvellement d'air peut être fortement perturbé par le vent, par l'ouverture de fenêtres... Les débits d'air recommandés par les normes sont ainsi difficilement atteignables sur la durée et la ventilation naturelle n'est jamais privilégiée lors d'une nouvelle construction. Pour garantir un bon fonctionnement d'une évacuation naturelle, celle-ci doit consister en un conduit vertical débouchant correctement en toiture. Si cette condition, parfois difficile à mettre en œuvre, ne peut être remplie, l'évacuation naturelle doit être abandonnée. Comme pour la ventilation simple flux (extraction mécanique) : L'air neuf n'est pas filtré et les grilles d'amenée d'air peuvent laisser filtrer les bruits extérieurs, ce qui peut être délicat en site urbain ou fortement pollué. Les grilles d'ouvertures peuvent engendrer un inconfort, par exemple en plein hiver, sauf si la grille d'ouverture est placée à une hauteur supérieure à 1,80 m par rapport au sol. Les ouvertures entre locaux, favorisent le passage de bruits pouvant être très gênants. Un traitement acoustique des grilles doit alors être prévu. Mais en pratique, la présence d'absorbeur acoustique dans une ouverture augmente son épaisseur et sous-entend généralement que la grille doit être placée dans l'épaisseur du mur (et non dans le vitrage ou dans la porte). Enfin, les ouvertures dans les façades ne sont pas toujours du goût des architectes ! inconvénients
  • 53. Isolation des murs extérieurs Isolation extérieure ; finition bardage bois
  • 54.
  • 55. Isolation thermique du plancher bas 1. Chape flottante 2. Eps.sol Plus 3. Dalle en béton 4. Floormate 200 SL-X 5. Sable 6. Périmate DI-A 7. Fondation http://www.maisonecomalin.com/pages/maison- ossature-bois/descriptif/
  • 56.
  • 57. Ventilation naturelle Dans la ventilation naturelle, ou système A, suivant la norme NBN D50-001, aucun ventilateur n'intervient. L'air se déplace grâce aux différences de pression dues au vent qui existent entre les façades du bâtiment et grâce à la différence de masse volumique en fonction de sa température, c'est le tirage thermique ou l'effet cheminée. La circulation de l'air est donc totalement naturelle ! L'air peut pénétrer dans un bâtiment au travers des inétanchéités. On ne peut considérer à proprement parler ce phénomène comme de la ventilation. En effet, les débits d'air résultants sont tout à fait incontrôlables en fonction du vent, des ouvertures parasites... On parle dans ce cas d'infiltrations. Des amenées d'air (grilles réglables, vasistas) doivent être disposées en façade pour les locaux dits "propres" (bureaux, séjours, ...). Des ouvertures de transfert (détalonnage des portes ou grilles) permettent le passage de l'air vers les locaux dits "humides" ou "viciés" (sanitaires, cuisine, ...). Dans ces derniers, l'air est évacué grâce à des conduits verticaux débouc principe la ventilation naturel
  • 58. La ventilation entièrement naturelle ne demande aucune consommation électrique, le moteur du déplacement d'air étant la pression du vent et les différences de température. Elle est en ce sens économique et réduit l'impact du bâtiment sur l'environnement. En outre, les éléments de ventilation naturelle demandent généralement très peu d'entretien et ne comprennent pas de ventilateurs bruyants. Avantages Cette apparente économie d'énergie doit être mise en balance avec la garantie de performance que l'on peut obtenir avec un tel mode de ventilation. En effet, la ventilation naturelle étant liée aux phénomènes naturels de mouvement de l'air, la qualité de l'air risque de ne pas être garantie dans tous les locaux. Le renouvellement d'air peut être fortement perturbé par le vent, par l'ouverture de fenêtres... Les débits d'air recommandés par les normes sont ainsi difficilement atteignables sur la durée et la ventilation naturelle n'est jamais privilégiée lors d'une nouvelle construction. Pour garantir un bon fonctionnement d'une évacuation naturelle, celle-ci doit consister en un conduit vertical débouchant correctement en toiture. Si cette condition, parfois difficile à mettre en œuvre, ne peut être remplie, l'évacuation naturelle doit être abandonnée. Comme pour la ventilation simple flux (extraction mécanique) : L'air neuf n'est pas filtré et les grilles d'amenée d'air peuvent laisser filtrer les bruits extérieurs, ce qui peut être délicat en site urbain ou fortement pollué. Les grilles d'ouvertures peuvent engendrer un inconfort, par exemple en plein hiver, sauf si la grille d'ouverture est placée à une hauteur supérieure à 1,80 m par rapport au sol. Les ouvertures entre locaux, favorisent le passage de bruits pouvant être très gênants. Un traitement acoustique des grilles doit alors être prévu. Mais en pratique, la présence d'absorbeur acoustique dans une ouverture augmente son épaisseur et sous-entend généralement que la grille doit être placée dans l'épaisseur du mur (et non dans le vitrage ou dans la porte). Enfin, les ouvertures dans les façades ne sont pas toujours du goût des architectes ! inconvénients