Génération d'électricité

La production d'électricité est un secteur industriel, destiné à offrir à des clients, particuliers, organisations, industries, le service d'un approvisionnement régulier en énergie électrique.

La production d'électricité se fait depuis la fin du XIX^e siècle à partir de différentes sources d'énergie primaires. Les premières centrales électriques fonctionnaient au bois. Aujourd'hui, la production se fait à partir du pétrole, du gaz naturel, du charbon, de l'énergie nucléaire, de l'énergie hydraulique, de l'énergie solaire , de l'énergie éolienne et de l'énergie de la biomasse.

Les moyens mis en œuvre sont diversifiés, et dépendent de plusieurs facteurs :

• Les technologies disponibles;
• La réactivité de mise en œuvre ;
• La production nécessaire ;
• Le rendement possible ;
• Le coût des éventuelles matières premières ;
• Les impacts écologiques occasionnés ;
• ...

Sommaire 1 Enjeux environnementaux 2 Technologies de production d'électricité 2.1 Technologies utilisées massivement 2.2 Technologies nouvelles 2.3 Technologies en développement 3 La production 4 Planification de la production 5 Production totale nette d'électricité en France [2] 6 Origine de la production dans le monde en 2004[3] 7 Thèmes connexes 8 Notes

Enjeux environnementaux

L'électricité, comme toutes les formes ou vecteurs énergétiques génère des impacts environnementaux, économiques et sociaux que l'on cherche à améliorer. Un des enjeux admis pour le XXIème siècle est celui d'une production à partir de sources propres, sûres et renouvelables. Dans ce cadre et face au Protocole de Kyoto notamment nombre de producteurs cherchent à optimiser leurs technologies et diminuer leurs contributions directes ou indirectes au réchauffement des milieux et du climat, et donc aux émissions de gaz à effet de serre.
Fin 2007, une seconde phase du marché européen des Quota d'émission de gaz à effet de serre va s'ouvrir. En 2007 sera publiée une cinquième étude « Carbon factor 2007 » comparant les rejets des grands producteurs de l'Union européenne et de Chine^[1].

Technologies de production d'électricité

Technologies utilisées massivement

• Barrage hydroélectrique (Énergie hydroélectrique)
• Centrale hydroélectrique (Énergie hydroélectrique)
• Centrale nucléaire (Énergie nucléaire)
• Centrale au charbon (Énergie thermique)
• Centrale au fuel (Énergie thermique)
• Centrale au gaz (Énergie thermique)
• Éolienne (Énergie éolienne)

Technologies nouvelles

• Capteur solaire (Énergie solaire) (voir aussi Centrale solaire photovoltaïque)
• Centrale géothermique (Géothermie)
• Biomasse

Technologies en développement

• Four solaire (Énergie solaire)
• Usine marémotrice (Énergie marémotrice)
• Centrale à fusion nucléaire (Fusion nucléaire)
• Hydrolienne (Énergie des courant marin)
• Usine maréthermique (Énergie maréthermique)
• Énergie des vagues
• Tour solaire

La production

La plupart du temps l'électricité est produite à partir d'une source de chaleur, en utilisant la vapeur d'eau comme colporteur d'énergie. La vapeur fait tourner des turbines qui sont couplées à des générateurs électriques. La vapeur peut être produite en utilisant la plupart des sources d'énergie. Les énergies hydrauliques et éoliennes étant des exceptions puisque c'est l'énergie de l'eau et du vent en déplacement qui produit un travail directement dans une turbine couplée à un générateur.

Les centrales nucléaires utilisent souvent un circuit primaire et secondaire de vapeur, afin d'isoler physiquement le réacteur nucléaire de la salle des générateurs et du reste des installations.

De petites installations (brûlant habituellement du gaz naturel) combinent la génération d'électricité et de chaleur (pour le chauffage domestique ou pour des processus industriels). Ces centrales électriques combinées ont le meilleur rendement, après les centrales hydroélectriques. Cette technique porte le nom de cogénération.

Des expériences sont en cours pour utiliser la géothermie pour produire de l'électricité en creusant à très grande profondeur dans des roches dures, ce qui permettent de réchauffer un fluide caloporteur alimentant en vapeur une turbine (via une pompe à chaleur quand la température est trop faible).

Tous les véhicules automobiles non électriques utilisent un petit alternateur couplé mécaniquement au moteur principal pour une génération locale d'électricité basse tension, une batterie d'accumulateur le remplace pendant l'arrêt du moteur principal.

Des unités d'appoint ou de secours, appelées groupes électrogènes permettent une fabrication d'électricité ponctuelle, ils utilisent tous un moteur à explosion pour entraîner la génératrice.

• Il existe des groupes transportables pour une utilisation des outils électriques hors des lieux électrifiés.
• De gros générateurs sont utilisés pour pallier une rupture de fourniture toujours possible du fournisseur d'électricité. Les hôpitaux, certains services publics et, les grandes entreprises ne pouvant supporter un arrêt brutal de leurs processus industriels possèdent des groupes électrogènes à démarrage automatique.

Les États-Unis en particulier comptent beaucoup sur les combustibles fossiles pour l'électricité (pétrole, gaz naturel, charbon). Les complexités de sécurité liées à l'énergie nucléaire font qu'on n'y a plus construit de centrale depuis les années 1970 (suite à l'accident de Three Mile Island).

Planification de la production

Les différents moyens peuvent être activés selon les pics de consommation prévus (en particulier en fonction des facteurs climatiques) ou statistiques. Par exemple, une centrale nucléaire produit de très grandes quantités d'électricité (de 900 à 1450 MW en comparaison avec un barrage hydro-électrique, mais il faut plusieurs jours pour démarrer une centrale nucléaire à l'arrêt, alors qu'il ne faut que quelques heures pour un barrage hydro-électrique, encore moins pour une centrale thermique.

En conséquence, un plan journalier de production d'énergie est établi par les fournisseurs d'électricité. Les centrales thermiques sont en service permanent ou saisonnier (ce qui signifie que certaines sont mises à l'arrêt en été), alors que les centrales hydro-électriques sont activées ou non en fonction du plan de production.

Production totale nette d'électricité en France ^[2]

La production totale nette d'électricité (production brute primaire, plus production thermique classique, moins les pertes) s'élève à 549,1 TWh en 2008. Elle se répartit en :

418,6 TWh nucléaires (76,2%)

63,4 TWh hydrauliques (12,4%)

58,4 TWh thermiques classiques (10,4%)

4,1 TWh éoliens et photovoltaïque (1%).

Origine de la production dans le monde en 2004^[3]

• Charbon : 39%
• Gaz naturel : 20%
• Énergie hydraulique : 16%
• Énergie nucléaire : 16%
• Pétrole : 7%
• Énergies renouvelables hors hydraulique : 2%

Thèmes connexes

• Centrale électrique
• Marché de l'électricité
• Compagnies productrices d'électricité
• Réseau électrique
• Énergie renouvelable
• Ressources et consommation énergétiques mondiales

Notes

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