Identifier les différentes formes d’énergie intervenant dans une centrale thermique à combustible fossile ou nucléaire. Générateur électrique. En mai 2016, 441 réacteurs nucléaires sont « opérationnels » dans 35 pays, dont 99 aux États-Unis et 58 en France. libérant une partie de leur énergie de liaison. Le rendement des panneaux photovoltaïques est assez faible, de l'ordre de 20 %, et diminue d'environ 1 % par an. (1ch = 736 W). L'énergie nucléaire compte pour environ 11,5% du mix de production électrique mondial. La mise en eau des barrages provoque l'inondation de terres, de forêts et d'habitats. Ces surgénérateurs sont au stade expérimental (ex : réacteur Astrid du CEA). Une pile électrochimique alimente un moteur électrique. convertie en énergie thermique lors de frottements, on peut la noter E perdue. Cette transformation se fait soit directement, par détente des gaz de combustion, soit indirectement, via un cycle eau-vapeur. Calculer le rendement global de chaîne de transformation. I Transformation nucléaire Nous avons vu précédemment voir chapitre 1 que les atomes sont constitués d’un noyau et d’électrons. Calculer le rendement global de chaîne de transformation. Description - Une centrale nucléaire est un site industriel qui utilise la fission de noyaux atomiques pour produire de la chaleur, dont une partie est transformée en électricité (entre 30 % et 40 % en fonction de la différence de température entre la source froide et chaude). Le rendement global de la conversion de la puissance nucléaire en puissance électrique est de l'ordre de 30 %. L’énergie nucléaire est l’énergie de liaison des constituants du noyau des atomes. Deux voies sont explorées : la fusion rapide par confinement inertiel au moyen d’un laser et la fusion lente par confinement magnétique. Une chaîne énergétique illustre ce bilan. Par extension, ce terme désigne également le diagramme sur lequel on présente les différents types d'énergies impliqués ainsi que leur conversion. Le rendement d’un moteur thermique vaut environ 40 %. 4) L'alternateur transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. Une centrale nucléaire est un type de centrale thermique. Rester au contact de maths-sciences.fr. La turbine capte une énergie primaire pour la convertir en énergie mécanique. La chaîne énergétique d'un dispositif désigne l'ensemble des conversions d'énergie qui ont lieu dans ce dispositif. La production industrielle d’électricité par fusion n’est pas envisageable avant plusieurs décennies. Générez de la vapeur en utilisant cette énergie thermique. les réservoirs d'énergie dans des rectangles ; les transferts d'énergie ou de puissance par des flèches, au-dessus desquelles on peut indiquer leur nature. Identifier les différentes formes d'énergie intervenant dans une centrale thermique à combustible fossile ou nucléaire. Pour les piles, il s’agit d’énergie chimique.La tension U (en Volt) aux bornes d’une pile en fonctionnement est donnée par: E est la force électromotrice de la pile (en Volt), r sa résistance interne (en Ohm), et I l’intensité du courant circulant dans le circuit (en Ampère). endstream endobj 15 0 obj > endobj 16 0 obj > endobj 17 0 obj > endobj 18 0 obj Revenir en haut Les enjeux géopolitiques et environnementaux placent l’énergie nucléaire au cœur des débats. L'énergie mécanique est obtenue à partir d'énergie thermique, qui peut elle-même provenir de la conversion d'une autre énergie. chaîne de conversion énergétique centrale nucléaire Home; FAQ; Foto; Contact Calculer le nombre d'éoliennes de ce type nécessaires pour remplacer la tranche de centrale nucléaire. Ayant découvert et compris la fission vers 1930, l’homme a entrepris d’exploiter la fission des atomes lourds pour en extraire de l’énergie nucléaire. Pour restituer l'énergie électrique, on relie la super-capacité à un circuit ou à un réseau électrique, ce qui provoque le déplacement des charges électriques. Au niveau civil, la fission nucléaire contrôlée a démarré dès 1950, aux États-Unis, pour la production d’électricité. Par des techniques de pointe, il est possible de mesurer la masse d’un noyau, celle d’un proton isolé ou d’un neutron isolé. Faire fonctionner une turbine à vapeur. chaîne énergétique centrale géothermique Home; About; Contacts; FAQ une libération d'électrons au niveau de la borne négative : un gain d'électrons au niveau de la borne positive : le bilan de la réaction d'oxydoréduction qui ne produit que de l'eau : la décharge, pendant laquelle ils se comportent comme des piles et convertissent l'énergie chimique en énergie électrique, les réactifs étant consommés ; la charge, pendant laquelle un générateur leur fournit de l'énergie électrique, qu'ils convertissent en énergie chimique, les réactifs étant alors régénérés. Le fonctionnement d'une centrale nucléaire est similaire à celui de toute autre centrale thermique. En plus de cela, il y a environ 8,5 % de cette quantité qui est des énergies auto-consommées (surtout du bois de chauffage ou pour la … Elle correspond à l’énergie qu’il faut fournir au noyau pour le dissocier en nucléons isolés. L'exploitation de ces énergies ne peut être qu'intermittente. C’est le rôle de la chaîne de conversion d’énergie. Savoir schématiser une chaîne énergétique. Création de l'énergie électrique; Chaîne énergétique d'une centrale hydraulique; Chaîne énergétique d'une centrale nucléaire; La création d'une tension alternative et d'un courant alternatif; Applications; Chaîne énergétique d'une centrale nucléaire. combustible réacteur turbine alternateur Réseau EDF énergie énergie énergie énergie chimique thermique mécanique électrique FIGURE 3 – Chaîne énergétique d’une centrale thermoélectrique. À cause des pertes inévitables lors des conversions d'énergie, le rendement est compris entre 0 et 1. Le CEA, créé en 1945, est à l. L'énergie se transforme dans de multiples formes. 1. Certaines installations produisent de l'énergie électrique en convertissant une énergie primaire en énergie mécanique par l'intermédiaire de l'énergie thermique (ou chaleur). 3. Elle a pour rôle « d’assurer un usage sûr et pacifique des technologies et des sciences liées au nucléaire ». La chaîne énergétique d'un dispositif désigne l'ensemble des conversions d'énergie qui ont lieu dans ce dispositif. 3) Toutes les centrales possèdent une turbine actionnée par l’eau (vapeur ou liquide) sauf Faites votre choix parmi les films, séries TV, reportages ou documentaires qui seront diffusés ce soir à la télé et concoctez-vous une soirée TV réussie ! 1) Il y a 4 types de centrale : la thermique classique, la thermique nucléaire, l’hydraulique et l’éolienne 2) Les sources d’énergie sont respectivement les énergies fossiles (gaz, pétrole, charbon,…), l’uranium, l’eau et le vent. 3. chaîne énergétique centrale électrique Home; FAQ; Foto; Contact Ces méthodes ont un impact sur l'environnement et la biodiversité. Les générateurs produisent de l’énergie électrique à partir d’une source d’énergie. La puissance des centrales nucléaires : elle se mesure en mégawatts, comme celle des centrales à charbon ou à fioul. Il existe trois méthodes de production d'énergie électrique sans combustion : la conversion d'énergie mécanique, directe ou indirecte, la conversion d'énergie radiative et la conversion d'énergie chimique. Ces deux formes d’énergie naturelle se rencontrent et se combinent dans l’atmosphère terrestre, en entretenant des conditions favorables à la vie dans une couche atmosphérique très mince. des réacteurs à eau de deuxième génération, « smart grids » (réseaux de distribution électrique intelligents), les réserves terrestres d'uranium « raisonnablement assurées », Animations du CEA sur l'énergie nucléaire, L'uranium dans l'environnement, www.laradioactivite.com, Un réacteur nucléaire permet de produire à volonté une réaction de fission en chaîne et d’en contrôler l’intensité. L'efficacité d'une conversion d'énergie est quantifiée par son rendement. 4) L'alternateur transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. Le nucléaire a pour ainés l’aéronautique et l’automobile. Le rendement de la turbine est de 70 %, celui de l'alternateur de 85 %. Offre spéciale : jusqu’à 3 mois offerts ... Une chaîne énergétique est un mode de représentation de diverses transformations que peut subir l’énergie. 2/ Principe de fonctionnement A/ Conversion de l’énergie Source de chaleur : Le combustible (fossile ou nucléaire) est utilisé pour chauffer de l’eau. Home; ABOUT; Contact eLLO, la centrale solaire thermique française. Dans la croûte terrestre, le minerai d’uranium naturel est constitué à 99,3 % d’uranium 238 stable et de 0,7 % d’uranium 235 fissile. Une centrale électrique thermique est une centrale qui produit de l'électricité à partir d'une source de chaleur selon le principe des machines thermiques. Transition énergétique : un « basculement symbolique » des investissements en 2020, Abonnez-vous gratuitement aux newsletters, Principes de fonctionnement d'un réacteur nucléaire, Parc nucléaire mondial (production d’électricité), Nucléaire : « une centrale ou un réacteur, c’est la même chose ». Cette chaleur est transformée en énergie mécanique par l'intermédiaire d'une turbine à vapeur, qui sert à entraîner en rotation une machine électrique (alternateur). 1) Il y a 4 types de centrale : la thermique classique, la thermique nucléaire, l’hydraulique et l’éolienne 2) Les sources d’énergie sont respectivement les énergies fossiles (gaz, pétrole, charbon,…), l’uranium, l’eau et le vent. Il faut placer les différentes propositions au bon endroit, transmet de l'énergie thermique à l'eau du circuit primaire, reçoit de l'énergie provenant de la fission d'atomes d'uranium, reçoit de l'énergie thermique de l'eau du circuit primaire, reçoit de l'énergie de l'eau à l'état gazeux, transmet de l'énergie thermique à l'eau du circuit secondaire, Les centrales électriques et la production d'énergie électrique, Chaîne énergétique d'une centrale nucléaire, La création d'une tension alternative et d'un courant alternatif (page suivante), Chaîne énergétique d'une centrale hydraulique (page Précédente). L'énergie électrique requiert une transformation en une autre forme d'énergie. La chaîne énergétique de la centrale est représentée en figure 3 ci-dessous. Exemple : chaîne énergétique d’une centrale thermique Pour évaluer l’efficacité d’une conversion d’énergie, on définit une grandeur sans dimension appelé rendement du convertisseur. On réalise la combustion d'éthanol, principal composant du carburant « bioéthanol ». une exceptionnelle densité (1 gramme d’uranium 235 produit la même quantité d’électricité que 2 tonnes de. Ces dispositifs fonctionnement comme des piles mais ont la particularité de pouvoir être rechargés. Les batteries, ou accumulateurs, et les piles à combustible stockent de l'énergie chimique qui peut ensuite être convertie en énergie électrique. Calculer la puissance et l'énergie d'une turbine hydroélectrique Principe. Cette confusion peut aboutir à des ordres de grandeur biaisés…, L’EPR - « European Pressurized Reactor », devenu « Evolutionary Power Reactor » - est un réacteur nucléaire de 3e génération.…, La vapeur d’eau visible à l’extérieur des centrales nucléaires provient d’une tour de refroidissement…, Le recours croissant au nucléaire devrait engendrer une consommation accrue du minerai d’uranium et implique de préserver de cette ressource avec une nouvelle génération…, Contrairement à ce que la terminologie peut suggérer, un réacteur nucléaire est dit en état « critique » lorsqu'il fonctionne normalement…, Le parc nucléaire français est composé de 58 réacteurs en fonctionnement, répartis entre 19 centrales…, L’industrie nucléaire rassemble les activités fournissant les équipements et tous les services nécessaires à la construction, à l’alimentation et à l’exploitation des centrales nucléaires…, La fission et la fusion nucléaires sont des réactions libérant des quantités importantes d’énergie…, Pourparlers avec l'AIEA: Téhéran parle d'un "résultat significatif", Eolien en mer : lancement de la construction du parc de Normandie, Le portugais Galp dans le rouge en 2020 en raison de la crise sanitaire, Nucléaire: Iran et AIEA trouvent un accord "temporaire" pour maintenir une surveillance, Nucléaire iranien: accord sur une "solution temporaire" pour maintenir une surveillance, Accord Israël-Egypte pour la construction d'un gazoduc offshore (responsables). Un moteur électrique convertit de l'énergie électrique en énergie mécanique (mouvement) Le rendement global de la conversion de la puissance nucléaire en puissance électrique est de l'ordre de 30 %. A chaque désintégration, un noyau d’uranium 235 émet plus de deux neutrons. Pendant l'exploitation du barrage, l'équilibre des écosystèmes est mis à mal (sous-oxygénation en amont et suroxygénation en aval), entraînant une hausse de la mortalité de certaines espèces. Pour stocker l'énergie électromagnétique, on impose une tension électrique entre les deux électrodes, ce qui provoque l'accumulation des charges électriques. Ses caractéristiques sont les suivantes : Les acteurs majeurs de l’énergie nucléaire civile sont les États, et particulièrement ceux qui se sont dotés de l’arme nucléaire. Par extension, ce terme désigne également le diagramme sur lequel on présente les différents types d'énergie impliqués ainsi que leur conversion. Ce qui équivaut au niveau mondial à environ 4 milliards de tonnes d'uranium dans l'océan, soit presque 1 000 fois les réserves terrestres d'uranium « raisonnablement assurées ». Lorsque l'énergie mécanique initiale provient d'un fluide, air ou eau, une turbine transmet son énergie mécanique à l'alternateur. l’énergie nucléaire de fission nécessite au départ des investissements lourds, obstacle important même si. Exprimer la puissance en W puis en kW. D'une puissance installée de 4x900 MW, elle produit annuellement en moyenne 24 TWh, soit environ 4 % de la production nucléaire française. C’est ce phénomène qui se produit au cœur du Soleil et des étoiles, principalement par fusion des noyaux d’hydrogène en noyaux d’hélium. Exemple : chaîne énergétique d’une centrale thermique Pour évaluer l’efficacité d’une conversion d’énergie, on définit une grandeur sans dimension appelé rendement du convertisseur. combustible réacteur turbine alternateur Réseau EDF énergie énergie énergie énergie chimique thermique mécanique électrique FIGURE 3 – Chaîne énergétique d’une centrale thermoélectrique. Une centrale nucléaire vise à extraire l'énergie d'un atome et à la convertir en électricité. 4. La fusion de noyaux très légers en un noyau un peu plus lourd et plus stable. Chaine énergétique centrale thermique à combustible fossile. 1/ Chaine énergétique d’une centrale thermique ... A/ Conversion de l’énergie ... chauffer l’eau du circuit primaire du réacteur nucléaire de la centrale. Ce noyau est un assemblage de protons, de charge positive, et de neutrons sans charge très fortement liés malgré la répulsion électrique entre protons. Ce processus se déroule en 4 étapes. Les installations à cogénération utilisent une partie de la chaleur résiduelle pour d'autres applications, telles que les réseaux de chaleur. Bénéficiant d’une situation géographique optimale, (climat sec, très bon ensoleillement et altitude élevée), cette centrale est de type linéaire Fresnel. - Les transferts d’énergie sont représentés par des flèches. et pour l'instant, leur recyclage pose question. Une centrale nucléaire, comme une centrale thermique, utilise le même principe de fonctionnement, à savoir la transformation de chaleur en électricité. La chaîne énergétique de la centrale est représentée en figure 3 ci-dessous. Le rendement global de la conversion de la puissance chimique en puissance mécanique est égal au produit des rendements de la pile et du moteur : \eta = \eta_{\text{pile}} \times \eta_{\text{moteur}}. 2 : Diagramme éotienne. Les réactions qui se déroulent sont alors : Les piles à combustibles, ou piles à hydrogène, se distinguent par : Le rendement des piles est assez bon, jusqu'à 50 % pour les piles à combustible. 26 avr. Besoin de plus de renseignements sur l'abonnement ou les contenus ? chaîne énergétique centrale thermique nucléaire chaîne énergétique centrale thermique nucléaire 02 décembre 2020 décembre 02, 2020 Blog No comments yet décembre 02, 2020 Blog No comments yet Cette activité permet aux élèves de s'approprier les notions de transfert et de dépense énergétique. La chaîne énergétique de la centrale est représentée en figure 3 ci-dessous. Aujourd’hui, l’énergie nucléaire a également un rôle clé dans les secteurs d’activité suivants : De nouvelles opportunités pourraient stimuler le développement de l’énergie nucléaire civile dans les décennies à venir : La bataille d’aujourd’hui est celle de l’équipement mondial en centrales de 3e génération, et particulièrement en Asie (Chine, Inde et Corée) où les besoins en électricité sont énormes. Cette puissance est fournie au réseau en moyenne 200 jours par an. Partie II Conversion d’énergie: Diagramme énergétique de la centrale … L’effet des doses absorbées suivant la nature des radiations et de l’espèce irradiée s’exprime en Sievert. En 2015, 448 réacteurs nucléaires ont produit près de 2 441 TWh au niveau mondial. Par convention, on représente : Le rendement d'une conversion est le rapport de l'énergie utile par celle absorbée ou aussi de la puissance utile par celle absorbée. Partie II Conversion d’énergie: Diagramme énergétique de la centrale … Dans les réacteurs électronucléaires actuels, une forte énergie sous forme de chaleur est libérée par la fission de noyaux lourds. Centrale thermique : Charbon, gaz,,,, Centrale éolienne : Vent Centrale nucléaire : Uranium 3) Le dispositif commun à toutes les centrales électriques : C'est l’alternateur. 1. La chaîne énergétique d'un dispositif désigne l'ensemble des conversions d'énergie qui ont lieu dans ce dispositif. Les différents types de piles sont le siège de réactions d'oxydoréduction. Énergie/climat : la transition est-elle vraiment « en panne » en France ? 2/ Principe de fonctionnement A/ Conversion de l’énergie Source de chaleur : Le combustible (fossile ou nucléaire) est utilisé pour chauffer de l’eau. C’est la fusion, par exemple de noyaux d’hydrogène en noyaux d'hélium. - Les conversions d’énergie sont représentées par des ovales. Caractéristiques comparées des différents types de stockage de l'énergie. Les éoliennes et les hydroliennes ne produisent de l'énergie électrique que si la vitesse du vent ou des courants marins atteignent une valeur seuil. Les batteries, ou accumulateurs, ont deux modes d'utilisation : Dans ce cas, la réaction d'oxydoréduction exploitée est réversible. Accueil Page d'accueil du site maths-sciences.fr. Les conversions d'énergie réalisées par un système ont toutes le même bilan : Une chaîne énergétique illustre ce bilan. Voir plus d'idées sur le thème centrale thermique, turbocompresseur, moteur avion. Les méthodes de production d'énergie électrique sans combustion, La conversion d'énergie mécanique directe, La conversion d'énergie mécanique indirecte, Le stockage de l'énergie électromagnétique, \eta = \dfrac{P_{\text{mécanique}}}{P_{\text{électrique}}}, \eta = \dfrac{P_{\text{mécanique}}}{P_{\text{électrique}}} = \dfrac{160}{200} = 0{,}800 = 80{,}0\%, \eta_{\text{barrage}} = \eta_{T} \times \eta_{A}, \eta_{\text{barrage}} = \frac{90}{100} \times \frac{95}{100}, \eta_{\text{barrage}} = 0{,}86 = \text{86 \%}, \eta_{\text{centrale}} = \dfrac{P_{\text{électrique}}}{P_{\text{nucléaire}}}, P_{\text{nucléaire}} = \dfrac{P_{\text{électrique}}}{\eta_{\text{centrale}} }, P_{\text{nucléaire}} = \dfrac{2{,}65}{0{,}30}, \ce{Zn}\text{ (s)}+ \ce{2HO^{-}} \text{ (aq)} \ce{->} \ce{ZnO}\text{ (s)} + \ce{H2O}\text{ (l)} + \ce{2e^{-}}, \ce{MnO2}\text{ (s)} + \ce{H2O}\text{ (l)} + \ce{e^{-}} \ce{->}\ce{MnO(OH)} \text{ (s)} + \ce{HO^{-}}\text{ (aq}), \ce{Zn}\text{ (s)} + \ce{2MnO2}\text{ (s)} + \ce{H2O}\text{ (l)} \ce{->} \ce{2MnO(OH)} \text{ (s)} + \ce{ZnO} \text{ (s)}, \ce{H2}\text{ (g)} + ½ \text{ }\ce{O2}\text{ (aq)}\ce{->}  \ce{H2O }\text{ (l)}, Exercice : Connaître les principaux dispositifs de conversion d'énergie mécanique directe, Exercice : Connaître les principaux dispositifs de conversion d'énergie mécanique indirecte, Exercice : Connaître les principaux dispositifs de conversion d'énergie chimique, Exercice : Connaître le fonctionnement d'une pile alcaline, Exercice : Connaître l'impact des dispositifs de conversion d'énergie sur l'environnement, Énergie potentielle de pesanteur d'une retenue d'eau, Énergie thermique stockée dans le sol terrestre. Pour les piles, il s’agit d’énergie chimique.La tension U (en Volt) aux bornes d’une pile en fonctionnement est donnée par: E est la force électromotrice de la pile (en Volt), r sa résistance interne (en Ohm), et I l’intensité du courant circulant dans le circuit (en Ampère). Centrale thermique : Charbon, gaz,,,, Centrale éolienne : Vent Centrale nucléaire : Uranium 3) Le dispositif commun à toutes les centrales électriques : C'est l’alternateur. Par extension, ce terme désigne également le diagramme sur lequel on présente les différents types d'énergie impliqués ainsi que leur conversion. Il existe plusieurs types d'échanges, mais à la base, ils fonctionnent de la même manière: Génère des réactions nucléaires. chaîne énergétique centrale électrique. Leur remplacement par des réacteurs de 4e génération à neutrons rapides consommant tout l’uranium et produisant moins de déchets nécessite l’emploi de matériaux résistants aux hautes températures et aux flux intenses. Depuis une cinquantaine d’années, de nombreux laboratoires étudient la fusion contrôlée de deux noyaux légers comme ceux du deutérium et du tritium qui sont deux isotopes lourds de l’hydrogène. C’est la fission de l’atome. Dans un barrage hydroélectrique, l'ouverture de la vanne libère la retenue d'eau qui transfère son énergie mécanique à la turbine. Une centrale électrique (thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne) est constituée d’une turbine et d’un alternateur. 8.2 No 4p.179–LenucléaireenFrance 1. Dans ces conditions, le rendement global du barrage est donc : \eta_{\text{barrage}} = \eta_{T} \times \eta_{A}\eta_{\text{barrage}} = \frac{90}{100} \times \frac{95}{100}\eta_{\text{barrage}} = 0{,}86 = \text{86 \%}. Une centrale électrique thermique est une centrale qui produit de l'électricité à partir d'une source de chaleur selon le principe des machines thermiques.Cette transformation se fait soit directement, par détente des gaz de combustion, soit indirectement, via un cycle eau-vapeur. Il est le contemporain de l’électronique. Le principe des super-capacités repose sur l'accumulation de charges électriques à l'interface entre une solution ionique (électrolyte) et deux électrodes, séparées par une interface qui joue le rôle d'isolant. Dans le cas d’une centrale à flamme, l’eau chauffée est directement transformée en vapeur alors que dans une centrale nucléaire, la chaleur de l’eau diagramme de conversion énergétique d'une centrale hydroélectrique On peut représenter cette conservation sur un diagramme énergétique comme ci-dessous : ... 5° Diagrammes de conversion avec les puissances. Cette énergie chimique, mécanique ou électromagnétique doit être stockée, puis restituée en électricité. En pompant l'eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur lorsque la demande électrique est faible, elle permet de stocker de l'énergie mécanique. 2020 - Découvrez le tableau "Centrale thermique" de PEDRO sur Pinterest. Ce domaine est encore au stade de la recherche. Convertissez l'énergie de l'atome en énergie thermique grâce à des réactions nucléaires. Exprimer la puissance en W puis en kW. Le stockage de l'énergie est un enjeu majeur de la transition énergétique. Cette puissance est fournie au réseau en moyenne 200 jours par an.. Une éolienne fournit par an une énergie E = 106 kWh. Principe de fonctionnement d'une centrale; Quelles sont les sources d'énergie des différentes centrales ? Les réactions nucléaires libératrices d’énergie, La fission ou cassure d’un noyau très lourd en deux noyaux de taille moyenne. Ecriture d’une chaîne énergétique à partir d’une centrale thermique classique Remarque : A chaque étape, il y a perte d’une partie de l’énergie.