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Pôle MI Génie Electrique Chaker Berrahal 1-24 BTS Maintenance Industrielle Docu

Pôle MI Génie Electrique Chaker Berrahal 1-24 BTS Maintenance Industrielle Document Préparer à l’intension des étudiants de BTS Maintenance Industrielle Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 2-24 BTS Maintenance Industrielle Production Transport & Distribution De l’Energie Electrique I. Généralités Notre civilisation est fondée sur l’utilisation de l’énergie. Sans elle, on ne peut plus vivre dans son foyer, travailler, se déplacer, s’informer. L’énergie électrique, présente à chaque instant, est produite à partir des sources d’énergies primaires rencontrées dans la nature. Cette énergie électrique doit être produite à l’instant même ou elle est consommée. La production de l’électricité est réalisée au Maroc sous le contrôle de l’ONE (Office National d’Electricité). II. Production de l’énergie électrique Toute l’énergie électrique que nous utilisons provient de la conversion d’énergie mécanique par des machines tournantes. Cette conversion est effectuée dans les centrales de production par des groupes de deux machines selon le schéma suivant : Energie Turbine Alternateur Energie électrique Groupe Turbo - Alternateur Une turbine reçoit de l’énergie mécanique, elle tourne et entraîne, à la même vitesse qu’elle, un alternateur qui fournit de l’énergie électrique. Seule l’origine de l’énergie utilisée différencie les centrales. 1 1. . C Ce en nt tr ra al le es s h hy yd dr ra au ul li iq qu ue es s L’énergie cinétique de l’eau en mouvement est fournie à une turbine hydraulique qui fait tourner un alternateur. On classe les centrales hydrauliques en trois catégories : • les hautes chutes H > 200 m • les moyennes chutes 30 m< H <200 m • les basses chutes H < 30 m Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 3-24 BTS Maintenance Industrielle 1 1- -1 1 C Ce en nt tr ra al le es s d de e h ha au ut te es s c ch hu ut te es s Elles sont caractérisées par une hauteur de chute (h>200m). L’usine est toujours située à une distance important de la prise d’eau (parfois plusieurs kilomètres). a. Disposition b. Turbine Pelton Ce type de turbine convient très bien aux très hautes chutes (entre 200 et 2000) la turbine Pelton est en général alimentée par des conduites forcées. Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 4-24 BTS Maintenance Industrielle 1 1- -2 2 C Ce en nt tr ra al le es s d de e m mo oy ye en nn ne e c ch hu ut te e. . Elles sont caractérisées par une hauteur de chute comprise entre 30 et 200 m. Le bâtiment de l’usine est, soit distinct du barrage, soit dans le barrage. a. Disposition. b. Turbine francis. C’est une turbine à réaction c.a.d que le dispositif d’injection d’eau sur le rotor de la turbine et la forme de ce rotor sont réalisés de façon que, l’eau pénétrant dans la turbine à vitesse réduit, on utilise, à la fois, l’énergie cinétique due à la vitesse et l’énergie potentielle due à la pression de l’eau. Cette turbine est très répandue dans les chutes comprises entre 20 et 350 m. L’ensemble turbine- alternateur est disposé sur un axe vertical. Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 5-24 BTS Maintenance Industrielle 1 1- -3 3 C Ce en nt tr ra al le es s d de e b ba as ss se e c ch hu ut te e. . On les appelles aussi centrales au fit de l’eau. Elles peuvent être construites sur un canal de dérivation ou dans le lit d’un cours d’eau. Elles sont caractérisées par un débit très important mais avec une faible hauteur de chute. a. Disposition. b. Turbine kaplan. C’est une roue en forme d’hélice, avec des pales orientables, pour améliorer le rendement. Elle convient aux très basses chutes de 5 à 30m. 1 1- -4 4 U Us si in ne e m ma ar ré ém mo ot tr ri ic ce e. . Elle utilise l’énergie des marées. Un barrage situé à l’entrée estuaire de rivière laisse passer l’eau à marée montante ; puis est fermé pendant la marée descendante et retient l’eau en amont. Enfin de marée basse on dispose d’une hauteur d’eau qui peut aller jusqu’à 13m aux fortes marées. Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 6-24 BTS Maintenance Industrielle L’utilisation d’un groupe bulbe permit de turbines dans les deux eus d’écoulement de l’eau. Le groupe bulbe comporte dans une même coque, immergée dans un conduit hydraulique, d’alternateur et la turbine. 1 1- -5 5 L Le es s c ce en nt tr ra al le es s d de e p po om mp pa ag ge es s. . Etant donne que l’hydraulique joue un rôle essentiel aux heures de pointes et que l’énergie électrique ne pouvant être stockée, l’ONE s’est orientée vers l’installation de centrales comprenant un système de pompage permettant un recyclage perpétuel de l’eau. Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 7-24 BTS Maintenance Industrielle 2 2. . L Le es s c ce en nt tr ra al le es s t th he er rm mi iq qu ue es s La centrale thermique produit l’énergie électrique à partir de l’énergie calorifique obtenue en brûlant un combustible. Tel que le charbon, gaz ou fuel. Une centrale thermique comprend : 2 2- -1 1 G Gé én né ér ra at te eu ur r d de e v va ap pe eu ur r L’eau circule dans les tubes tapissant les parois de la chambre de combustion et se transforme en vapeur sous l’action de la chaleur dégagée par le combustible. ONE Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 8-24 BTS Maintenance Industrielle 2 2- -2 2 T Tu ur rb bi in ne e. . Elle comprend sur une même ligne d’arbre : • Corps haute pression (H.P.) : Pression d’admission : 163 bars, température : 565°c. • Corps moyenne pression (M.P.) : Pression d’admission : 36 bars, température : 565°c • Corps basse pression (B.P) 2 2- -3 3 L Le e c co on nd de en ns se eu ur r : : Dans lequel la vapeur redevient de l’eau liquide. 2 2- -4 4 l l’ ’A Al lt te er rn na at te eu ur r En bout d’arabe de la turbine, est responsable de la production de l’énergie électrique. Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 9-24 BTS Maintenance Industrielle 3 3. . L Le es s c ce en nt tr ra al le es s N Nu uc cl lé éa ai ir re es s Les progrès scientifiques réalisés au niveau de la structure de la matière, la demande importante énergie, primaire ont contribué au développement de l’énergie nucléaire. 3 3- -1 1 s sc ch hé ém ma a d d’ ’u un ne e c ce en nt tr ra al le e n nu uc cl lé éa ai ir re e A l’image d’une centrale thermique, une centrale nucléaire est une usine qui doit produire de la vapeur, seul change le moyen de production de la chaleur nécessaire à la vaporisation de l’eau. 3 3- -2 2 p pr ro od du uc ct ti io on n d de e l la a c ch ha al le eu ur r Sous le choc d’un neutron, le moyen d’un atome (qui comporte un nombre élève de neutron et proton) se scinde en deux noyaux plus petits. Il perd en même temps une partie de sa masse qui se transforme en énergie calorifique. Au cours de la fission du moyen, quelques neutrons sont libérés, ils provoquent à leur tour la fission d’autre moyen, c’est ainsi qui s’établit la réaction en chaîne. Pôle MI Production de l’énergie électrique Génie Electrique Chaker Berrahal 10-24 BTS Maintenance Industrielle 3 3- -3 3 c co on nt tr rô ôl le e d de e l la a r ré éa ac ct ti io on n Chaque fission s’accompagne d’un dégagement important de la chaleur. Le contrôle de la réaction de fission s’effectue à l’aide de barres de contrôle, en bore ou en cadmium qui sont des matériaux avides de neutrons. 3 3- -4 4 D Di if ff fé ér re en nt ts s t ty yp pe es s d de e c ce en nt tr ra al le es s n nu uc cl lé éa ai ir re es s Quelque soit le modèle de centrale, on trouve toujours : • Un combustible à base d’uranium • Un modérateur cet ensemble constitue une filière. • Un fluide caloporteur. Les principales filières sont utilisées sont données dans le tableau suivant : Filières combustible Modérateur* Fluide caloporteur Graphite - gaz Uranium naturel 0.7% GRAPHITE GAZ CARBONIQUE Eau lourde Uranium naturel 97% Eau lourde Eau lourde Eau ordinaire (PWR) (pressurized water reactor) (réacteur uploads/Industriel/ manuel-de-ge-pour-bts-mi.pdf