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Nom :                   PRODUCTION, TRANSPORT,             Date :
Prénom :                   DISTRIBUTION DE                 Electricité
Classe : MEI                L’ELECTRICITE                  Fiche N° 1




I. L’ENERGIE ELECTRIQUE


 L’électricité a fait son apparition industrielle il y a environ un siècle.
       Elle a depuis supplanté les autres énergies dans bon nombre de domaines,
notamment dans l’éclairage domestique et urbain.


       Dans les ateliers, d’encombrantes machines à vapeur entraînaient naguère
les machines-outils par des jeux de poulies et de courroies.
       Aujourd’hui, chaque machine est mue par un moteur électrique individuel.


 L’électricité présente un certain nombre d’avantages :
       - énergie non polluante
       - pas de problème de fuites
       - facile à mettre en œuvre




II. LA CONSOMMATION D’ELECTRICITE


 elle fluctue en fonction de l’horaire, du jour et des saisons, car les besoins sont
différents ( éclairage, chauffage, machines industrielles … )


 Cette consommation a doublé tous les 10 ans entre les années1960 à 1980.
De 1980 à 1990, elle a progressé de 40%.
Actuellement, elle se stabilise ( de 2 à 7% d’augmentation par an ).


 En 1997, la France a consommé 485 milliards de Kilowattheures (kWh).
L’électricité représente environ 39% de la consommation énergétique totale.
Nom :                     PRODUCTION, TRANSPORT,           Date :
Prénom :                     DISTRIBUTION DE               Electricité
Classe : MEI                  L’ELECTRICITE                Fiche N° 2




III. COMMENT PRODUIRE DE L’ELECTRICITE


       L’électricité n’a qu’une existence fugitive, on ne la trouve pas à l’état naturel
 il faut donc la « fabriquer ».


       Pour cela, on dispose d’énergies primaires et d’appareils qui vont produire
de l’électricité à partir de ces dernières.



               - charbon
               - gaz naturel
               - hydraulique         ENERGIES PRIMAIRES
               - pétrole (fioul)
               - uranium
               - vent                                                     Soleil


ACTION           MECANIQUE                CHIMIQUE                   LUMINEUSE


                  Alternateur
                                       accumulateur pile                 photo pile
                   dynamo



                                       ELECTRICITE



Présentons quelques-uns de ce appareils :


 L’Alternateur
       C’est l’appareil producteur d’énergie qui présente la plus grande importance
économique car c’est le seul, à l’heure actuelle, qui est capable de fournir de très
grandes puissances.
Nom :                    PRODUCTION, TRANSPORT,             Date :
Prénom :                    DISTRIBUTION DE                 Electricité
Classe : MEI                 L’ELECTRICITE                  Fiche N° 3


 la pile
       Son importance économique est très importante. Pourtant, l’énergie qu’elle
fournit est chère et sa capacité est relativement faible.


 La photopile (ou pile photovoltaïque )
       C’est la conquête spatiale qui lui a donné ses lettres de noblesse.
       La lumière solaire est utilisée directement pour produire de l’électricité,
proportionnellement à la surface éclairée.
       Le coût d’investissement est élevé, mais l’énergie électrique est gratuite et
disponible indéfiniment.


IV. LA PRODUCTION D’ELECTRICITE


En France, l’électricité est produite à partir de :
       - l’énergie thermique (charbon, gaz naturel, fioul ) pour 4%
       - l’énergie hydraulique pour 14%
       - l’énergie nucléaire pour 82%


       4.1. L’énergie hydraulique


       Dans ce type de centrales, on utilise l’énergie mécanique d’un courant d’eau
pour entraîner une turbine couplée à un alternateur.


       Pour éviter que la production d’électricité soit tributaire du débit de la rivière,
on constitue une réserve d’eau derrière un barrage.


       Il existe plusieurs types de centrales hydrauliques, chacune étant adaptée
aux caractéristiques du cours d’eau.
Nom :                    PRODUCTION, TRANSPORT,          Date :
Prénom :                    DISTRIBUTION DE              Electricité
Classe : MEI                 L’ELECTRICITE               Fiche N° 4



  centrale de haute chute                         centrale de basse chute
    ( hauteur > 300m )                              ( hauteur < 25m )

                        centrale de moyenne chute
                        ( 25m > hauteur > 300m )




               4.2. L’énergie thermique


       Dans ce type de centrales, l’énergie primaire est brûlée afin de chauffer de
l’eau. La vapeur d’eau ainsi produite va, en se détendant, faire tourner une
turbine couplée à un ’alternateur.
                                                                       alternateur
                           Turbine




         vapeur
          d’eau
                                                              Energie Electrique
                                               EAU
                       EAU
     chaudière
                                                         condenseur

                     BRULEUR           Energie Primaire
                                       ( gaz, fioul, charbon )
Nom :                    PRODUCTION, TRANSPORT,            Date :
Prénom :                    DISTRIBUTION DE                Electricité
Classe : MEI                 L’ELECTRICITE                 Fiche N° 5


               4.3. L’énergie nucléaire


C’est ce type de centrale le plus rentable au niveau économique.
Inconvénient : le retraitement des déchets.


       C’est une centrale thermique où la chaudière a été remplacée par un
réacteur. La vapeur d’eau n’est donc pas obtenue par combustion de l’énergie
primaire, mais par fission d’un combustible nucléaire, uranium ou plutonium.


       La chaleur produite par la fission est recueillie par le fluide caloporteur, qui
va à son tour chauffer l’eau nécessaire au fonctionnement de la turbine.



                                                                             alternateur
      barres de                     Turbine
       contrôle         vapeur
                         d’eau




                                                                     Energie Electrique
                                                          EAU


                                                                         condenseur




        cœur du
        réacteur        fluide caloporteur
Nom :                  PRODUCTION, TRANSPORT,          Date :
Prénom :                  DISTRIBUTION DE              Electricité
Classe : MEI               L’ELECTRICITE               Fiche N° 6


V. LE TRANSPORT DE L’ELECTRICITE


       Les centrales de production d’énergie sont souvent éloignées des grandes
villes en raison des besoins hydrauliques ou de l’approvisionnement en
combustible, or les consommateurs sont répartis sur tout le territoire et ne
consomment pas régulièrement la même quantité d’énergie.




                                                                 Extrait Science et vie HS

       5.1. Les lignes Très Haute Tension (THT)


Ce sont de véritables autoroutes de transport de l’énergie.


 La tension des lignes de transport d’énergie peut-être de :
63 kV, 90 kV, 225 kV, 400 kV


 Plus la tension est élevée, plus la quantité d’énergie transportée est
importante et les pertes en ligne diminuées.
Nom :                   PRODUCTION, TRANSPORT,           Date :
Prénom :                   DISTRIBUTION DE               Electricité
Classe : MEI                L’ELECTRICITE                Fiche N° 7


Exemple :
pour transporter 4000MW ( 2 centrales nucléaires), il faut :
sous 63kV  22 lignes de 180MW            sous 225kV  5 lignes de 800MW
sous 400kV  1 ligne de 4000MW


 Emploi de la tension 400kV = réduction du nombre de lignes électriques
 gain de place et économie


 En France,      il y a environ 16 000 km de lignes 400kV
                  et environ 25 000 km de lignes 225kV




       5.2. L’interconnexion


        Pour que tous les habitants du territoire français puissent bénéficier
d’électricité à tout moment, les lignes électriques THT sont interconnectées
entre elles afin de pouvoir utiliser à chaque instant les moyens de
production disponibles.


       Les postes d’interconnexion assurent cette jonction entre réseau 400
kV et réseau 225 kV.


 ce procédé permet de faire face aux perturbations qui peuvent survenir
sur le réseau ( pointe de consommation, arrêt d’une centrale, incident sur
une ligne HT … )
Nom :                      PRODUCTION, TRANSPORT,       Date :
Prénom :                      DISTRIBUTION DE           Electricité
Classe : MEI                   L’ELECTRICITE            Fiche N° 8


VI. LA DISTRIBUTION


Les besoins en énergie sont très différents suivant les clients :
       - villes, grosses industries et SNCF: 63 kV ou 90 kV ( HT )
       - PMI / PME : 20 kV ( MT )
       - particuliers : 230 / 400 V ( BT )


       6.1. La gestion de l’électricité


Pour adapter à chaque instant la production et le transport aux besoins,
EDF dispose de centres de coordination ( ou « Dispatching » ) :
( centre national à Paris +7 centres régionaux à Paris, Lille, Nancy, Lyon,
       Marseille, Toulouse, Nantes )


       Ces centres contrôlent en permanence l’équilibre entre production,
transport et distribution  rôle de « chef d’orchestre »


       6.2. La distribution


       Elle s’effectue :
- à partir du réseau THT 225 KV en HT 63 ou 90 kV  postes de répartition
       ( grosses Usines, SNCF, grosses villes )
- à partir du réseau HT 63 ou 90 kV en MT 20 kV  postes de Distribution
- à partir du réseau MT 20 kV en BT 230/400 V  postes Basse Tension
Nom :                       PRODUCTION, TRANSPORT,                                       Date :
 Prénom :                       DISTRIBUTION DE                                           Electricité
 Classe : MEI                    L’ELECTRICITE                                            Fiche N° 9


        Mise en commun




                                                                 CT



                                                                                PI
                                    CT                PI
                                                                                             PI


                                                                                                              CT
                                                                                     PR
                                          PI
                                                           CT



                                                                                            PR
                                                                                                             PI

                                                     PR
                               PI                                         Villes, Usines, SNCF
                                         PR

                                                                                              BT
                                                                          PBT               230/400V
                                                            PD

                                               CT                            PMI / PME
                                                                                                        PI




                                                PR
                                                                PR
                                     PI
                                                                                                         CT


                                                                                     PI
                                                                     PI
                                          CT




CTCentrale

PIPoste d’Interconnexion
      THT 400kV / 225 kV

PRPoste Répartition
     THT 225kV / HT 63kV ou 90 kV

PDPoste de Distribution
     HT 63kV ou 90kV / MT 20 kV

PBTPoste Basse Tension
     MT 20kV / BT 230-400V

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  • 1. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 1 I. L’ENERGIE ELECTRIQUE  L’électricité a fait son apparition industrielle il y a environ un siècle. Elle a depuis supplanté les autres énergies dans bon nombre de domaines, notamment dans l’éclairage domestique et urbain. Dans les ateliers, d’encombrantes machines à vapeur entraînaient naguère les machines-outils par des jeux de poulies et de courroies. Aujourd’hui, chaque machine est mue par un moteur électrique individuel.  L’électricité présente un certain nombre d’avantages : - énergie non polluante - pas de problème de fuites - facile à mettre en œuvre II. LA CONSOMMATION D’ELECTRICITE  elle fluctue en fonction de l’horaire, du jour et des saisons, car les besoins sont différents ( éclairage, chauffage, machines industrielles … )  Cette consommation a doublé tous les 10 ans entre les années1960 à 1980. De 1980 à 1990, elle a progressé de 40%. Actuellement, elle se stabilise ( de 2 à 7% d’augmentation par an ).  En 1997, la France a consommé 485 milliards de Kilowattheures (kWh). L’électricité représente environ 39% de la consommation énergétique totale.
  • 2. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 2 III. COMMENT PRODUIRE DE L’ELECTRICITE L’électricité n’a qu’une existence fugitive, on ne la trouve pas à l’état naturel  il faut donc la « fabriquer ». Pour cela, on dispose d’énergies primaires et d’appareils qui vont produire de l’électricité à partir de ces dernières. - charbon - gaz naturel - hydraulique ENERGIES PRIMAIRES - pétrole (fioul) - uranium - vent Soleil ACTION MECANIQUE CHIMIQUE LUMINEUSE Alternateur accumulateur pile photo pile dynamo ELECTRICITE Présentons quelques-uns de ce appareils :  L’Alternateur C’est l’appareil producteur d’énergie qui présente la plus grande importance économique car c’est le seul, à l’heure actuelle, qui est capable de fournir de très grandes puissances.
  • 3. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 3  la pile Son importance économique est très importante. Pourtant, l’énergie qu’elle fournit est chère et sa capacité est relativement faible.  La photopile (ou pile photovoltaïque ) C’est la conquête spatiale qui lui a donné ses lettres de noblesse. La lumière solaire est utilisée directement pour produire de l’électricité, proportionnellement à la surface éclairée. Le coût d’investissement est élevé, mais l’énergie électrique est gratuite et disponible indéfiniment. IV. LA PRODUCTION D’ELECTRICITE En France, l’électricité est produite à partir de : - l’énergie thermique (charbon, gaz naturel, fioul ) pour 4% - l’énergie hydraulique pour 14% - l’énergie nucléaire pour 82% 4.1. L’énergie hydraulique Dans ce type de centrales, on utilise l’énergie mécanique d’un courant d’eau pour entraîner une turbine couplée à un alternateur. Pour éviter que la production d’électricité soit tributaire du débit de la rivière, on constitue une réserve d’eau derrière un barrage. Il existe plusieurs types de centrales hydrauliques, chacune étant adaptée aux caractéristiques du cours d’eau.
  • 4. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 4 centrale de haute chute centrale de basse chute ( hauteur > 300m ) ( hauteur < 25m ) centrale de moyenne chute ( 25m > hauteur > 300m ) 4.2. L’énergie thermique Dans ce type de centrales, l’énergie primaire est brûlée afin de chauffer de l’eau. La vapeur d’eau ainsi produite va, en se détendant, faire tourner une turbine couplée à un ’alternateur. alternateur Turbine vapeur d’eau Energie Electrique EAU EAU chaudière condenseur BRULEUR Energie Primaire ( gaz, fioul, charbon )
  • 5. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 5 4.3. L’énergie nucléaire C’est ce type de centrale le plus rentable au niveau économique. Inconvénient : le retraitement des déchets. C’est une centrale thermique où la chaudière a été remplacée par un réacteur. La vapeur d’eau n’est donc pas obtenue par combustion de l’énergie primaire, mais par fission d’un combustible nucléaire, uranium ou plutonium. La chaleur produite par la fission est recueillie par le fluide caloporteur, qui va à son tour chauffer l’eau nécessaire au fonctionnement de la turbine. alternateur barres de Turbine contrôle vapeur d’eau Energie Electrique EAU condenseur cœur du réacteur fluide caloporteur
  • 6. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 6 V. LE TRANSPORT DE L’ELECTRICITE Les centrales de production d’énergie sont souvent éloignées des grandes villes en raison des besoins hydrauliques ou de l’approvisionnement en combustible, or les consommateurs sont répartis sur tout le territoire et ne consomment pas régulièrement la même quantité d’énergie. Extrait Science et vie HS 5.1. Les lignes Très Haute Tension (THT) Ce sont de véritables autoroutes de transport de l’énergie.  La tension des lignes de transport d’énergie peut-être de : 63 kV, 90 kV, 225 kV, 400 kV  Plus la tension est élevée, plus la quantité d’énergie transportée est importante et les pertes en ligne diminuées.
  • 7. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 7 Exemple : pour transporter 4000MW ( 2 centrales nucléaires), il faut : sous 63kV  22 lignes de 180MW sous 225kV  5 lignes de 800MW sous 400kV  1 ligne de 4000MW  Emploi de la tension 400kV = réduction du nombre de lignes électriques  gain de place et économie  En France, il y a environ 16 000 km de lignes 400kV et environ 25 000 km de lignes 225kV 5.2. L’interconnexion Pour que tous les habitants du territoire français puissent bénéficier d’électricité à tout moment, les lignes électriques THT sont interconnectées entre elles afin de pouvoir utiliser à chaque instant les moyens de production disponibles. Les postes d’interconnexion assurent cette jonction entre réseau 400 kV et réseau 225 kV.  ce procédé permet de faire face aux perturbations qui peuvent survenir sur le réseau ( pointe de consommation, arrêt d’une centrale, incident sur une ligne HT … )
  • 8. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 8 VI. LA DISTRIBUTION Les besoins en énergie sont très différents suivant les clients : - villes, grosses industries et SNCF: 63 kV ou 90 kV ( HT ) - PMI / PME : 20 kV ( MT ) - particuliers : 230 / 400 V ( BT ) 6.1. La gestion de l’électricité Pour adapter à chaque instant la production et le transport aux besoins, EDF dispose de centres de coordination ( ou « Dispatching » ) : ( centre national à Paris +7 centres régionaux à Paris, Lille, Nancy, Lyon, Marseille, Toulouse, Nantes ) Ces centres contrôlent en permanence l’équilibre entre production, transport et distribution  rôle de « chef d’orchestre » 6.2. La distribution Elle s’effectue : - à partir du réseau THT 225 KV en HT 63 ou 90 kV  postes de répartition ( grosses Usines, SNCF, grosses villes ) - à partir du réseau HT 63 ou 90 kV en MT 20 kV  postes de Distribution - à partir du réseau MT 20 kV en BT 230/400 V  postes Basse Tension
  • 9. Nom : PRODUCTION, TRANSPORT, Date : Prénom : DISTRIBUTION DE Electricité Classe : MEI L’ELECTRICITE Fiche N° 9 Mise en commun CT PI CT PI PI CT PR PI CT PR PI PR PI Villes, Usines, SNCF PR BT PBT 230/400V PD CT PMI / PME PI PR PR PI CT PI PI CT CTCentrale PIPoste d’Interconnexion THT 400kV / 225 kV PRPoste Répartition THT 225kV / HT 63kV ou 90 kV PDPoste de Distribution HT 63kV ou 90kV / MT 20 kV PBTPoste Basse Tension MT 20kV / BT 230-400V