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L’électricité de la centrale à la maison Note : Les figures et les illustration

L’électricité de la centrale à la maison Note : Les figures et les illustrations contenues dans ce document sont des représentations simplifiées qui ont été conçues dans le but d’aider à la compréhension du lecteur. Elles ne reflètent pas nécessairement la réalité technique du phénomène ou de l’équipement à l’étude. L’électricité de la centrale à la maison / 1 / L’électricité de la centrale à la maison / 1 / Voyage fascinant s’il en est un, le parcours de l’électricité a tout pour éveiller notre curiosité. Par ses détours parfois inattendus et ses panoramas éloquents et enchanteurs, cet ouvrage de vulgarisation propose un aperçu des connaissances sur l’électricité, et vous invite à la découverte, entre autres, des ressources hydroélectriques du Québec. Voici donc l’électricité, de la centrale à la maison... une aventure sur toute la ligne, racontée par Hydro-Québec. « L’eau, exploitée avec patience, adresse et respect, constitue une ressource précieuse et inépuisable. » – Antoine de Saint-Exupéry écrivain et aviateur français L’électricité de la centrale à la maison / 2 / Réservoir /16/ BARRAGE /14/ Centrale hydroélectrique /18/ Pylône /32/ Entretoise /33/ Ligne de transport à 735 kv /34/ La production de l’électricité /12/ Les ouvrages de retenue /14/ La gestion de l’eau /16/ Les centrales hydroélectriques /18/ Les groupes turbines-alternateurs /20/ La construction d’un aménagement hydroélectrique /22/ Les centrales thermiques /24/ Les énergies renouvelables /26/ Pourquoi utilise-t-on l’hydroélectricité au Québec ? /10/ Un survol historique de l’électricité /6/ Qu’est-ce que l’électricité ? /4/ Table des matières L’histoire d’Hydro-Québec en bref /9/ Depuis quand utilise-t-on de l’électricité au Québec ? /8/ De la centrale à la maison, l’électricité L’électricité de la centrale à la maison / 3 / conducteurs /33/ Poste stratégique /31/ RÉSEAU de distribution aérien /40/ Poteau en bois /41/ Raccordement /41/ Poste satellite /40/ Transformateur /40/ La distribution de l’électricité /40/ La consommation d’électricité /42/ L’efficacité énergétique /44/ Qu’arrive-t-il lorsqu’on allume un appareil électrique ? /38/ Les records d’Hydro-Québec /47/ Index /48/ Vous voulez en savoir davantage ? /46/ Le transport de l’électricité /30/ Les pylônes /32/ Les grandes distances /34/ La conduite du réseau /36/ Par où passe l’électricité qui se rend à la maison ? /28/ parcourt des milliers de kilomètres ! L’électricité de la centrale à la maison / 4 / question:// réponse:// Qu’est-ce que l’électricité ? L’électricité est un phénomène invisible causé par le déplacement d’électrons dans un conducteur. À première vue, cette explication présente bon nombre de possibilités... et d’inconnues ! Aussi curieux que cela puisse paraître, nous ne savons pas vraiment définir l’énergie électrique. En revanche, nous connaissons bien les propriétés de l’électricité, et comment la produire, la transporter et surtout l’utiliser. V Volt W Watt Ω Ohm A Ampère V / Volt, unité standard pour mesurer la force de poussée de l’électricité, ou la tension. Du nom de l’inventeur de la pile, Alessandro Volta. A / Ampère, unité qui sert à mesurer la quantité de courant électrique. Du nom de l’inventeur français du galvanomètre, André-Marie Ampère. Ω / Ohm, unité qui sert à mesurer la résistance d’une substance au passage de l’électricité. Du nom du physicien allemand et auteur d’une loi en électricité, Georg Simon Ohm. W / Watt, unité standard de puissance, du courant alternatif, entre autres. Du nom de l’inventeur écossais James Watt, reconnu pour ses améliorations au moteur à vapeur. Figure 1 – Similitudes entre l’eau dans un boyau d’arrosage et le courant électrique La mesure de l’électricité Le courant électrique, c’est un peu comme l’eau qui passe dans un boyau d’arrosage. La pression dans le boyau, ou la force à laquelle l’eau y circule, correspond à la tension (V). Le débit du boyau, ou la quantité d’eau qui y circule, équivaut à l’intensité mesurée en ampères (A). Le frottement de l’eau sur les parois du boyau est semblable à la résistance (Ω). Pour calculer la puissance, on multiplie la tension par l’intensité et on obtient des watts (W). Pour exprimer la consommation, on se sert des wattheures (Wh) qui indiquent l’énergie qu’utilise un système ou un appareil pendant une période de temps. Pression = Volt Débit = Ampère Frottement = Ohm Pression x débit = Watt L’électricité de la centrale à la maison / 4 / L’électricité de la centrale à la maison / 5 / Gaine isolante Fil de cuivre Noyau Électrons en déplacement Électrons Neutrons Protons ATOME Figure 2 / Le mouvement des électrons Des électrons qui « vibrent » de la centrale à la maison Lorsqu’on déplace un aimant à proximité d’un fil métallique, en cuivre par exemple, on crée un mouvement d’électrons dans ce fil. Et lorsque des électrons se déplacent, on dit qu’il y a courant électrique. C’est l’effet domino de ce mouvement d’électrons le long d’un conducteur qui permet de faire circuler l’énergie électrique jusque chez vous. Au niveau de l’atome Pour mieux comprendre le phénomène de l’électricité, il faut remonter à l’atome. L’air, l’eau, les êtres vivants et les matériaux sont tous formés d’atomes. Pour vous donner une idée de la grosseur d’un atome, un seul cheveu a plus d’un million d’atomes de largeur ! L’atome est constitué d’un noyau autour duquel on trouve un certain nombre d’électrons. Un électron est une particule de charge négative qui tourne autour de son noyau un peu comme des satellites autour de la Terre. Les électrons de certains métaux, tels que le cuivre et l’aluminium, peuvent facilement quitter leur orbite ; on appelle ces matières des conducteurs. Les atomes de certaines substances, comme la céramique, ne laissent pas échapper d’électrons ; on appelle ces matières des isolants. Deux types d’électricité, un même phénomène Statique – L’électricité statique résulte d’une accumulation de charges électriques qui survient lorsque deux objets non métalliques se frottent l’un contre l’autre, par exemple, lorsqu’on frotte un ballon et qu’il colle au mur. Un objet accumule une charge positive et l’autre, une charge négative, ce qui entraîne un déséquilibre entre les deux. L’équilibre est rétabli par la décharge d’électricité statique. La décharge peut se manifester lentement, comme dans le cas du ballon qui se décolle du mur après un certain temps, mais elle peut aussi survenir rapidement, par exemple, lorsqu’on frotte nos pieds sur un tapis et qu’on touche à un objet métallique. On ressent alors un léger choc ; le bruit qu’on entend est produit par l’air qui se réchauffe et qui prend de l’expansion à cause de l’énergie électrique libérée par l’étincelle. Dynamique – L’électricité dynamique se caractérise par une circulation de charges électriques dans un conducteur, autrement dit par le passage d’un courant électrique dans un circuit. Dans le courant continu, les électrons se déplacent toujours dans le même sens. Dans le courant alternatif, les électrons vont dans un sens puis dans l’autre, car ils sont influencés tantôt par le pôle positif, tantôt par le pôle négatif de l’aimant. En fait, le courant alternatif change de direction 120 fois par seconde ! Figure 3 – Courant continu et courant alternatif L’électricité d’origine électromagnétique est produite par un mouvement d’électrons dû au déplacement d’un aimant à l’intérieur d’une bobine de fils métalliques. Il s’agit cependant d’un va-et-vient entre atomes, car les électrons sont attirés et repoussés alternativement par l’aimant. On appelle ce type de courant un courant alternatif. Le magnétisme permet ainsi de produire plus de 99 % de l’énergie électrique consommée dans le monde. L’électricité d’origine électro chimique est produite par une réaction chimique qui engendre un mouvement d’électrons du pôle négatif vers le pôle positif d’une pile, par exemple. On appelle ce courant électrique un courant continu. L’électricité de la centrale à la maison / 6 / 375 ans av. J.-C. Le général chinois Haung Ti se rend compte qu’un morceau de magnétite, un aimant naturel, s’aligne dans la direction des pôles nord et sud lorsqu’il est suspendu par une ficelle. Il applique son invention pour mener ses troupes dans la bonne direction sur de longues distances. Cette découverte a permis de construire la première boussole. 1747 Le politicien et inventeur américain Benjamin Franklin est le premier à parler des charges positive et négative de l’électricité. Quelques années plus tard, en 1752, il entreprend sa célèbre expérience avec le cerf-volant durant un orage pour démontrer la nature électrique de la foudre. Il invente peu après le premier paratonnerre pour protéger les bâtiments des effets dévastateurs de la foudre. 1800 Le physicien italien Alessandro Volta invente la première pile. Son engin prouve que le contact entre certains métaux et des produits chimiques produit un courant électrique. Pour la première fois, l’électricité « bouge ». Un survol historique de l’électricité 600 ans av. J.-C. Le mathématicien grec Thalès de Milet découvre qu’un morceau d’ambre jaune frotté sur sa toge permet de soulever de petits objets. Il décrivait les premiers effets apparents de l’électricité statique. C’est sans doute de cette observation que viennent les origines du mot électricité. En effet, ambre jaune en grec se dit elektron. Cette découverte va toutefois dormir pendant près de 2000 ans. 1831 Découverte du phénomène de l’induction électromagnétique par le physicien uploads/Management/ l-electricite-de-la-centrale-a-la-maison.pdf