Introduction

Dans le cadre de notre TPE, nous allons étudier les barrages de production d'électricité.

Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à réguler le débit du cours d'eau et/ou à en stocker l'eau pour différents usages

Les barrages sont juste l'ouvrage qui sert à retenir l'eau.

 Cependant il existe d'autre utilisation:

 

 

Le barrage de Mervent pour l'alimentation en eau potable de la Vendée geocaching.com
Le barrage de Mervent pour l'alimentation en eau potable de la Vendée geocaching.com

L'alimentation en eau potable, ils servent là où les ressources souterraines ne sont pas suffisante comme pour le massif ammoricain ou méditerranéen. 

Le barrage de Bimont en Provence   vincenot.com
Le barrage de Bimont en Provence vincenot.com

Créer une réserve d'eau pour l'irrigation des terres agricoles comme en Provence ou en Gascogne.

couleur-lauragais.fr

L'alimentation des canaux de navigation comme à Saint Ferréol construit au XVIIème siècle et qui alimente le Canal du MidI.

 

Wikipédia
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La régularisation du débit des cours d'eau comme celui de Port en Suisse pour la régulation du niveau des lacs. 

 

Wikipédia
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Le tourisme et les loisirs aquatiques comme ici à Sainte-Croix où le lac de retenue sert à la navigation de plaisance. Les barrages peuvent également créer des lacs de retenue à l'alimentation des canons à neige pour les stations de sport d'hiver.

Les barrages peuvent aussi dans les usines chimiques servir à créer un bassin de retenus qui pourra se remplir des eaux de pluies ou d'extinction qui sont chargées en produits chimiques. 

 

 

 

La fonction des barrages Hydro-électrique

Nous modélisons sous Powerpoint un actigramme SADT. Cela permet de comprendre pourquoi un système existe, quelles fonctions doit il remplir et comment seront-elles réalisé.


 

Pour finir nous modélisons un diagramme FAST. Ce dernier permet de traduire des fonctions de service en fonctions techniques puis matérialement en solutions constructives.

 


Nous modélisons également un diagramme pieuvre. Cela permet d'analyser et d'identifier les fonctions principales et de service d'un système.

Il met en relation les diverses fonctions et leur environement.

 

La part de l'hydro-électricité dans la production mondiale

La puissance hydroélectrique installée dans le monde en 2004 était estimée à 715 gigawatts (GW), soit environ 19% de la puissance électrique mondiale. Près de 15 % de la puissance électrique installée en Europe est d’origine hydraulique. En France cela représente 10 % de la production énergétique.

La deuxième plus grande centrale hydro-électrique du monde  Le barrage d'Itaipu au Brésil  visagesdumonde.net

La puissance installée est de l'ordre de 16 % de la puissance électrique mondiale, mais elle joue un rôle particulièrement important pour assurer l’équilibre instantané de la production et de la consommation d’électricité; en effet, l'énergie hydroélectrique est, grâce à sa souplesse (mobilisable en quelques minutes), une variable d'ajustement indispensable car l'énergie électrique se stocke très difficilement.

Le plus grand barrage du Brésil  larousse.fr
Le plus grand barrage du Brésil larousse.fr

 

 

Par exemple au Brésil cela représente 94,7 TWh en 2008 soit 90 % de l'énergie produite dans le pays.

Le barrage de Tignes, le plus emblématique barrage de France
Le barrage de Tignes, le plus emblématique barrage de France

En France, la puissance installée des 399 barrages français est de 25 GW, soit 22% de l’ensemble des centrales contribuant à l’alimentation des réseaux publics alors que la production ne représente qu'environ 15%.La production annuelle est de 67 TWh, ce qui correspond à la consommation moyenne annuelle de 15 millions d’habitants (le quart de la population française).

L'historique des barrages

Principe de l'irrigation grâce à un barrage http://www.gramme.be
Principe de l'irrigation grâce à un barrage http://www.gramme.be

Les barrages existent probablement depuis la préhistoire (réserve d'eau potable, d'irrigation, viviers, piscicultures).

 

D'après N. Schnitter-Reinhardt, le plus ancien barrage connu serait un barrage poids construit près de Jawa, en Jordanie, construit vers la fin du 4e millénaire avant J.-C.

Le barrage de Sadd-el-Kafara fr.structurae.de
Le barrage de Sadd-el-Kafara fr.structurae.de

La première rupture de barrage connue est celui de Sadd El Kaffara, sur le Wadi Garawi, 30 km au sud du Caire. Elle se serait produite entre 2650 et 2465 avant J.-C. C'est probablement la rupture de ce barrage qui en a arrêté la construction pendant un millénaire,Les Romains ont construit des barrages: par exemple, deux barrages en Espagne, dans la région de Mérida, les barrages de Proserpina et de Cornalvo, d'une hauteur de 12 à 19m, construits vers 25 avant J.-C., ou encore, au Portugal, le barrage romain de Belas.

 

Barrage alimentant les turbines du moulin Rod morel.romandie.com
Barrage alimentant les turbines du moulin Rod morel.romandie.com

Mais c'est au Moyen Âge qu'ils se sont fortement développés en Europe pour alimenter les moulins à eau.Les cartes anciennes, de Cassini par exemple, portent témoignage des nombreux barrages de petites rivières faits par les paysans ou les moines locaux, pour conserver l'eau et y élever du poisson ou pour le rouissage du lin ou du chanvre.

Les barrages EDF en chiffre

•  447 centrales, construites entre 1896 et 1996, dont la puissance varie de 100 kW à 1800 MW. 

60 ans d'âge moyens des barrages, ce qui illustra la volontée de la France de se moderniser après la Seconde Guerre Mondiale.

•  41,9 TWh produits par EDF en 2009, ce qui est approximativement la consomation domestique annuele de la région parisiennne.

•  92 % de disponibilité en moyenne au cours des dernières années

•  640 barrages, dont 150 de plus de 20 mètres.

•  20 GW  de puissance installée, selon 4 types d’aménagements (lac : 8,8 GW, pompage : 4,3 GW, fil de l’eau : 3,6 GW, éclusée : 3,3 GW) 

•  4 Centres de Conduite Hydraulique (CCH) basés à Lyon, Toulouse, Kembs et Sainte-Tulle, qui pilotent 100 centrales téléconduites soit une puissance de 14 GW mobilisables en 10 minutes. Les 450 centrales restantes sont entièrement automatiques.

•  5 Unités de Production (UP) : UP Alpes, UP Centre, UP Est, UP Méditerranée, UP Sud-Ouest

•  2 unités d’ingénierie : le CIH (Centre d’Ingénierie Hydraulique) et la DTG (Division Technique Générale) 

•  4 800  hydrauliciens pour la maintenance, l’exploitation, la conduite et l’ingénierie.

 

 

source: EDF

Répartition de la production électrique d'origine hydrolique   EDF
Répartition de la production électrique d'origine hydrolique EDF