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Production d’électricité sans combustion
P.114-115

ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE

1
Production d'électricité sans combustion




Depuis la fin du XIXe siècle, de nombreuses technologies ont été développées et permettent aujourd'hui de produire de l'électricité sans combustion et de diminuer les émissions de gaz à effet de serre.

➜ Comment peut-on produire de l'électricité sans combustion ?



Doc. 1
Conversion d'énergie chimique

Piles usuelles
Piles usuelles


Les réactions d'oxydoréduction s'effectuent par transfert d'électrons d'un réactif à l'autre.
Les piles fonctionnent grâce à des réactions chimiques d'oxydoréduction impliquant le transfert d'électrons d'un réactif à l'autre. Dans une pile, les deux réactifs sont placés au sein de compartiments séparés empêchant ce transfert. Si l'on relie ces compartiments à l'aide d'un conducteur électrique, on permet le passage des électrons d'un réactif à l'autre : un courant électrique est généré. Les piles permettent ainsi de convertir l'énergie chimique en énergie électrique.

Pile à hydrogène

Pile à hydrogène

Aussi appelée pile à combustible, il s'agit d'une pile dont les réactifs sont le dihydrogène et le dioxygène (provenant de l'air). Le seul produit est l'eau .

Ressource complémentaire

Cliquez ici pour découvrir le fonctionnement de la pile à combustible.

Doc. 2
Conversion directe d'énergie mécanique



Centrale hydroélectrique
Fonctionnement d'une centrale hydroélectrique.

Centrales hydroélectriques
Les centrales hydroélectriques sont associées à un barrage. Le barrage stocke une grande quantité d'eau, qui s'écoule pour mettre en mouvement la turbine de la centrale. L'énergie potentielle de pesanteur stockée par l'eau du barrage est convertie lors de cet écoulement en énergie cinétique, puis transférée à la turbine.

Éoliennes, hydroliennes
Le vent fait tourner des pales qui transmettent ce mouvement à une turbine reliée à un alternateur. Les éoliennes peuvent être placées sur terre comme en mer. Il existe même des hydroliennes, plongées dans l'eau, dont les pales tournent grâce aux courants marins.

Ressource complémentaire

Retrouvez en vidéo expliquant comment la force du vent est convertie en électricité par les éoliennes :


Découvrez le fonctionnement d'une centrale hydrolectrique :


Doc. 3
Conversion d'énergie mécanique à partir d'énergie thermique

Centrale nucléaire

Centrales nucléaires

À l'intérieur d'un réacteur ont lieu des réactions nucléaires, c'est-à-dire des réactions qui modifient les noyaux des atomes mis en jeu. Les centrales utilisées actuellement effectuent des réactions de fission de l'uranium . Elles libèrent beaucoup de chaleur, récupérée pour vaporiser de l'eau et mettre en mouvement une turbine reliée à un alternateur. La France compte dix-neuf centrales comprenant cinquante-huit réacteurs. En 2017, ces centrales ont produit TW⋅h d'énergie électrique

D'après EDF.

Ressource complémentaire

Découvrez le fonctionnement d'une centrale géothermique et d'une centrale nucléaire :





Doc. 4
Conversion d'énergie radiative

Panneaux solaires thermiques

Panneaux solaires thermiques

Ces panneaux sont constitués de plateaux ou de tubes noirs, généralement en matière plastique ou en verre, qui absorbent le rayonnement et convertissent l'énergie radiative reçue en énergie thermique.
Cette énergie thermique est alors transférée à un fluide qui se déplace pour mettre en mouvement une turbine reliée à un alternateur afin de produire de l'électricité.

Panneaux photovoltaïques

Panneaux photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques fonctionnent grâce à l'effet photoélectrique. Leur surface, souvent constituée de silicium, reçoit des photons transportés par la lumière captée. Ces photons transfèrent leur énergie aux électrons présents dans le silicium, qui vont alors se mettre en mouvement et produire de l'électricité. En 2017, le photovoltaïque a produit 9,2 TW⋅h d'énergie électrique.
D'après EDF.

➜ Voir la fiche méthode sur l'énergie.

Ressource complémentaire

Découvrez en vidéo le fonctionnement d'une centrale solaire photovoltaïque en cliquant ici.

Questions

1. Doc. 2 (⇧) et Doc. 3 (⇧) Identifier un point commun et une différence entre les conversions directes et les conversions indirectes d'énergie mécanique.


2. Doc. 1 (⇧) Expliquer la conversion d'énergie chimique en énergie électrique dans les piles.


3. Doc. 3 (⇧) et Doc. 4 (⇧) Comparer l'énergie électrique fournie en 2017 par le photovoltaïque à celle fournie par le nucléaire.


4. Réaliser les chaînes énergétiques associées à chaque dispositif présenté.
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