Toutes les techniques pour produire de l'électricité

Toutes les techniques pour produire de l'électricité

L’électricité est la forme d’énergie la plus utilisée dans quasiment tous les secteurs de l’économie mondiale. Au fil des années, elle a aussi permis à l’Homme d’améliorer ses conditions de vie si bien qu’elle est devenue indispensable, voire vitale. De plus, les besoins des Français ont augmenté à une vitesse exponentielle chaque année et la production d’électricité à grande échelle est ainsi devenue indispensable. Cela explique d’ailleurs la construction de plusieurs centrales électriques dans le pays. Ces centrales exploitent plusieurs sources d’énergie pour générer de l’électricité.

La centrale d’énergie nucléaire

La centrale nucléaire ou Centre Nucléaire de Production d’Électricité (CNPE) exploite de l’uranium, une énergie fossile. Le producteur d’électricité se sert de plusieurs réacteurs à combustibles nucléaires. Sa capacité de production peut varier selon le nombre de réacteurs utilisés, sachant qu’un réacteur peut générer 850 mégawatts en moyenne.

C’est grâce à la fission d’atomes lourds qu’une centrale nucléaire produit de l’énergie. Elle utilise des isotopes radioactifs qu’on retrouve dans certains minerais, à l’exemple de l’uranium et du plutonium qui sont des minerais radioactifs naturellement.

Le traitement par fission d’atomes consiste à chauffer de l’eau à plus de 300 °C et en la gardant sous pression pour qu’elle ne bouille pas. Un échange de chaleur s’effectue dans un autre circuit et pendant lequel de l’eau sera transformée en vapeur. Cette vapeur sera mise sous pression et elle actionnera ensuite la turbine reliée à l’alternateur. C’est ce dernier qui créera à la fin de l’électricité. Enfin, la dernière étape consiste à refroidir cette vapeur et à la transformer en eau par un processus de condensation.

En France, la production nucléaire a connu une baisse d’environ 8 % ces dernières années, notamment en 2016, soit une totalité de 384 TWh par rapport 416,8 TWh en 2015. Pour cause, une forte composition en carbone auprès de quelques générateurs de vapeur. C’est aussi pour cette raison qu’EDF (détenteur des centrales nucléaires en France)  a modulé sa production nucléaire, permettant ainsi aux centrales utilisant d’autres systèmes de production d’électricité d’accaparer une plus grande part de marché de l’électricité en France afin de compenser le gap. De nos jours, les parcs sont en mesure de varier leur puissance de production à 80 % grâce à l’intervention des équipes spécialement formées pour cette tâche. Cela permet aussi de cadrer avec les tarifs réglementés en électricité.

Les centrales nucléaires suscitent souvent des craintes, car la matière radioactive est dangereuse et peut provoquer des brûlures et des maladies. Les installations françaises sont néanmoins ultra-sécurisées et elles ne présentent pas de risques pour la population. Les enceintes de confinement des réacteurs sont par exemple consolidées pour que les matières radioactives ne se déversent pas dans la nature en cas d’explosion par exemple.

La centrale thermique 

La centrale thermique à flammes produit de l’électricité grâce à l’exploitation des sources d’énergie fossile. À l’instar des réacteurs utilisés dans les centrales nucléaires, ce site se sert d’une grande chaudière de 100 mètres environ, équipée de brûleurs, où se consumeront les combustibles tels que le charbon, le fioul ou le gaz. La chaudière est recouverte des conduits d’eau froide qui se transformera en vapeur grâce à la chaleur produite par la combustion de ces matières. Cette vapeur actionnera la turbine qui fera fonctionner l’alternateur afin d’obtenir au final, une électricité alternative. La distribution du courant vers les lignes à haute tension sera ensuite assurée par un transformateur.

En 2016, les centrales thermiques classiques de France réalisent une production nette de 45,9 TWh en France, soit 8,6 % de la production électrique si l’année précédente n’affichait que 6,2 %. Cette hausse s’explique par une forte exploitation du gaz depuis la mise en arrêt des centrales exploitant le charbon en 2015. À l’instar des centrales nucléaires qui sont des producteurs directs d’électricité, les centrales thermiques à flammes font partie des semi-distributeurs d’électricité en France. Récemment encore, EDF comptait exploiter de la biomasse pour réduire les risques de diffusion de CO2.

La centrale hydroélectrique

La centrale hydroélectrique s’alimente en eau pour produire de l’électricité renouvelable. La centrale doit ainsi être installée à proximité d’un cours d’eau ou de la mer pour profiter des flux et des courants marins. Le système d’activation de sa turbine repose sur l’énergie cinétique qui est produite par le passage des flots. Ces derniers activeront à leur tour l’alternateur qui générera de l’électricité.

La centrale hydroélectrique se décline en 3 types : la centrale gravitaire, la station de transfert d’énergie par pompage (STEP) et l’usine marémotrice.

En 2016, le système hydroélectrique de France occupait 15 % de la puissance électrique en Europe et 72 % de l’énergie renouvelable. Ce système permet au pays d’adapter sa production en fonction des demandes afin de répondre à une large offre de forfait d’électricité.

La présence des massifs montagneux (Alpes, Massif Central, Pyrénées) est favorable pour les installations hydroélectriques. Des centrales hydroélectriques sont également installées le long à proximité du Rhône, du Rhin, de la Maurienne, de la Tarentaise et de la Romanche pour turbiner leur cours. La production brute du pays est estimée à 100 TWh/an. La centrale hydroélectrique participe également à la réduction des émissions de CO2 et de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Les centrales à énergie solaire

Les centrales solaires utilisent les rayons du soleil comme source d’énergie. Ce système puise son énergie grâce à la concentration du rayonnement solaire. Celui-ci est collecté à l’aide de plusieurs dispositifs adaptés tels que les capteurs solaires et les panneaux photovoltaïques. L’avantage de la technologie solaire est qu’elle permet de pratiquer des prix d’électricité peu élevés.Les installations des centrales sont déployées sur plusieurs hectares pour générer en retour une quantité d’électricité suffisante pour alimenter un territoire donné.

Il existe 3 types de centrales solaires : la centrale solaire thermique, la centrale photovoltaïque et la centrale thermodynamique.

  • Une centrale solaire thermique concerne plus l’exploitation des chauffe-eau solaires (individuels ou combinés) ainsi que les systèmes solaires collectifs.
  • Une centrale solaire photovoltaïque de son côté se sert de panneaux solaires pour produire de l’électricité. La production photovoltaïque française est estimée à 8,3 TWh en 2016, ce qui représente 1,6 % du marché de l’électricité sur le territoire. L’énergie photovoltaïque n’est opérationnelle que dans la journée, de 12 h à 16 h. En hiver, cette production peut encore être réduite, ce qui lui permet d’être qualifiée d’énergie alternative.
  • Une centrale thermodynamique s’appuie sur l’utilisation d’un récepteur solaire et d’une turbine à gaz. Le concept est encore en pleine exploitation en France même si quelques installations ont déjà été mises en place, à l’exemple de la centrale solaire à Targassonne.

La centrale d’énergie éolienne

La centrale éolienne s’appuie sur l’énergie cinétique du vent. Les éoliennes s’apparentent à de très hauts piliers munis de pales que le vent fait tourner et qui alimentent des turbines reliées à un alternateur. Une centrale électrique exploite des centaines d’éoliennes afin de fournir suffisamment d’électricité renouvelable pour une localité.

L’énergie éolienne en France a pris de l’ampleur depuis 2016. Avec une production de 20,7 TWh sur le territoire, le pays se retrouve à la 4e place sur le classement européen et à la 7e place à l’échelle mondiale. Une grande part du territoire est propice aux installations éoliennes, surtout en ce qui concerne la zone ouest qui possède de nombreux sites très ventés. Le potentiel éolien est actuellement estimé à 30.000 Mégawatts.

Vattenfall est un acteur majeur de l’éolien en mer. Découvrez en vidéo la construction d’un de nos parcs éoliens.