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Barrage hydrau-électrique

Définition : 

 

Le barrage est une construction hydraulique qui permet de retenir de l'eau déjà présente dans un bassin fluvial et de contrôler son flux. Dans le domaine énergétique c’est plus spécifiquement une construction qui a vocation à se servir de la force de l’eau afin de dégager une énergie mécanique par la suite transmise de en signal électrique. 

 

Historique : 

 

L'histoire des barrages remonte aux anciennes civilisations humaines, les premiers barrages datent de 4000 avant notre ère, en Egypte. 

À la fin du 19e siècle, l'énergie hydroélectrique est devenue une source d'électricité. Après avoir exploité la force des courants fluviaux pour transformer le tissu et moudre le grain pour l'alimentation, les nouvelles recherches scientifiques ont permis d’adapter cette source mécanique en électricité. Cela est permis car tout au long des siècles les méthodes de constructions se sont améliorées permettant de mettre en pratique les découvertes scientifiques émergent notamment après la deuxième révolution industrielle. 

1881 : début de l’utilisation de l’électricité dans le contexte des barrages. Cette découverte voit le jour dans le cadre d’une recherche d’autonomisation en matière d’énergie des pays. L’énergie devient une stratégie politico-économique dans le cadre de la mondialisation. Cette innovation passe par la conception de générateur par Vanossi, suivant les découvertes de Thomas Edison. 

Le barrage hittite d'Alacahöyük est le barrage encore en service le plus ancien au monde. 

 

Transition énergétique : 

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Les centrales hydroélectriques présentent plusieurs aspects positifs pour l'exploitation des ressources qui expliquent la construction croissante du nombre de barrages le siècle dernier. En effet, les raisons suivantes ont permis de classer les barrages en énergie durable et “verte”. Dans un premier temps la réutilisation de l’eau est un atout environnemental important qui justifie le recours au barrage, ces infrastructures se servent des ressources en eau déjà présentes sur le territoire et dites “renouvelables”. De plus, la durabilité des installations hydroélectriques est également un avantage majeur ainsi que la flexibilité de celle-ci, c'est-à-dire que les ressources hydroélectriques facilitent la gestion des pics de demande d'énergie en permettant une utilisation flexible de l'eau des barrages. Jusqu’à dernièrement, les barrages avaient une production presque continue, car elles s'adaptent au besoin énergétique en fonction des saisons (plus de production en hiver pour le chauffage par exemple), contrairement à certaines autres énergies renouvelables comme l’éolienne qui ne fonctionne qu’en cas de vent. Or, aujourd’hui les sécheresses empêchent parfois les barrages de produire de l’électricité. De ce fait, les barrages font l'objet de nouvelles recherches afin de pallier la crise climatique qui pourrait se transformer en crise énergétique dont découle des conséquences sociales et économiques. 

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Impact sur le paysage :

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Les barrages transforment le paysage par leur taille, ils contrôlent également le débit des rivières et sont alimentés par celles-ci. L'utilisation de cette ressource serait soumise aux besoins des centrales électriques, une fois l'eau mise en circulation, elle serait utilisée pour l'irrigation et d'autres processus industriels. Il existe également un mouvement croissant en faveur de la mise hors service des barrages qui ne fonctionnent plus ou qui ne sont plus nécessaires dans le monde entier, dans le but de promouvoir des rivières plus naturelles et les nombreux avantages qu'elles apportent à la faune et à l'homme, y compris les activités récréatives.

Leur existence tout au long de l'histoire de l'humanité a contribué à la valorisation de ces barrages comme ressources locales, pour la pêche, comme lieu de récréation et de loisirs pour leurs habitants, et comme élément du paysage urbain, surtout lorsqu'ils sont très proches de la ville.

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Pour aller plus loin : le fonctionnement 

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Le barrage est un élément de la centrale hydroélectrique : c'est l'infrastructure de génie civil. Ses caractéristiques physiques comprennent la hauteur au-dessus de la fondation, la longueur de la crête et le volume de béton.

Une centrale hydroélectrique typique est un système composé de trois parties : une centrale électrique où l'électricité est produite, un barrage qui peut être ouvert ou fermé pour contrôler le débit de l'eau, et un réservoir où l'eau est stockée. L'eau qui s'écoule derrière le barrage passe par une prise d'eau et pousse les pales d'une turbine en les faisant tourner. La turbine fait tourner un générateur qui produit de l'électricité. 

Les centrales hydroélectriques convertissent la différence d'énergie potentielle d'une masse d'eau donnée en énergie électrique en la transférant entre deux points situés à des altitudes ou hauteurs différentes. L'énergie générée par la conversion de la force de l'eau en énergie électrique est appelée hydroélectricité.

Pour ce faire, un courant d'eau s'écoule dans un circuit hydraulique qui comble la différence de hauteur entre deux points, communément appelé saut, et dans lequel l'eau acquiert de la vitesse car l'énergie potentielle est partiellement transformée en énergie cinétique. La turbine est chargée de transformer cette énergie cinétique en énergie mécanique, afin que l'alternateur puisse à son tour la transformer en énergie électrique. Enfin, le flux d'eau sort de la turbine et retourne à la rivière avec une vitesse quasi nulle et une énergie potentielle correspondant à la hauteur du point de sortie.

L'inverse du processus décrit correspond au fonctionnement des centrales hydroélectriques à pompage-turbinage, les centrales réversibles, qui convertissent l'énergie électrique en énergie potentielle en pompant l'eau dans un réservoir ou vers un point plus élevé.

Il existe trois types de centrales hydroélectriques, en fonction du type d'utilisation :

- Les centrales hydroélectriques au fil de l'eau : il s'agit de centrales hydroélectriques qui prélèvent de l'eau dans la rivière en fonction du débit disponible selon les conditions environnementales et qui la turbinent.

- Centrales hydroélectriques à réservoir : il s'agit de centrales hydroélectriques qui utilisent un barrage pour retenir un certain volume d'eau "en amont". 

- Centrales hydroélectriques à réserve pompée : il s'agit de centrales hydroélectriques qui disposent de deux réservoirs à des niveaux différents et qui sont utilisées lorsqu'une demande supplémentaire d'électricité est nécessaire. 

 

Bibliographie ​

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