Classe 2 de Marie-Claude Boudreau

Sciences physiques 416-430

Collège Mont Notre-Dame, Sherbrooke

Activité de la classe: Rallye énergétique
Participation au rallye énergétique ayant trait aux différentes formes d'énergies
liées à la production d'électricité

Dans un premier temps, toutes les élèves ont répondu aux questions du rallye en ligne portant sur l'objectif 6 du module 2 (Phénomènes électriques), soit:

Objectif intermédiaire 6.2: Décrire, à la suite d'observations de son environnement, des modes de production de l'énergie électrique.
Objectif intermédiaire 6.3: Analyser des impacts de divers modes de production d'énergie électrique sur l'environnement.

Dans un deuxième temps, elles ont rempli un tableau synthèse, conçu par l'enseignante, qui regroupe les notions abordées dans le rallye. Elles ont complété leur travail en recherchant au moins une nouvelle référence bibliographique portant sur le sujet.

Finalement, la classe a discuté des divers modes de production d'électricité en se basant sur ce que les élèves ont découvert et appris à l'aide du rallye ainsi qu'en complétant leur tableau. Des élèves «secrétaires» ont compilé les travaux et résumé la discussion. Des élèves «multimédia» ont visité la centrale hydroélectrique Frontenac (rivière Magog) et elles l'ont photographiée et filmée.

Les travaux ont été acheminés à l'enseignante par courriel (fichiers attachés).

Le produit final porte sur:

Les centrales hydroélectriques,
Les centrales thermiques,
Des énergies nouvelles.

Des hyperliens ainsi que des photos et une vidéo de la centrale hydroélectrique visitée complètent les informations sur les différentes formes d'énergies liées à la production d'électricité.

Centrales hydroélectriques

par Josiane Bolduc

Principe général de la production de l'électricité: Une force motrice entraîne le mouvement d'une turbine qui, à son tour, engendre la rotation d'un alternateur qui produit une tension alternative sinusoïdale et produit un courant électrique. Un schéma détaillé est disponible.

 

Centrales au fil de l'eau

Centrales à réservoir

Principe de fonctionnement Le fort débit d'un cours d'eau entraîne le mouvement de la turbine. Cette turbine transmet son mouvement à l'alternateur, ce qui actionne le rotor pour produire de l'électricité dans le stator. On utilise un immense réservoir servant à créer une chute d'eau qui, grâce à sa vitesse, entraîne la turbine engendrant ainsi la rotation du rotor à l'intérieur du stator. Ceux-ci forment l'alternateur et produisent l'énergie électrique voulue.
Source d'énergie Le fort débit d'un cours d'eau. Une chute d'eau.
Emplacements au Québec Site où le débit des cours d'eau est naturellement fort.
ex. : Les centrales Rivière-des-Prairies, LG-1, Beauharnois, Carillon, Frontenac.
Sur une grande partie des rivières du Québec;
la plupart des centrales du Québec
ex. : Les centrales LG-2, LG-3, Manic-5 (barrage Daniel-Johnson).
Avantages - Détruisent beaucoup moins la faune et la flore que les centrales à réservoir.
- Utilisent une ressource renouvelable, écologique et économique.
- Permettent de diminuer l'émission de gaz à effet de serre; génèrent peu de pollution atmosphérique.
- Permettent d'emmagasiner l'énergie, car on peut faire des réserves d'eau.
- Utilisent une ressource renouvelable, écologique et économique.
- Permettent de diminuer l'émission de gaz à effet de serre; génèrent peu de pollution atmosphérique.
Inconvénients - Déformation du paysage naturel.
- Incapacité d'emmagasiner l'énergie, car il n'y a pas de réserves d'eau.
- Blocage d'accès aux embarcations nautiques.
- Destruction de la faune et de la flore de la région à cause de la construction du réservoir à l'aide d'un barrage.
- Expropriation des habitants de ces terres (autochtones).
- Légère contamination des réservoirs au mercure (pour une courte durée).
- Déformation du paysage.
- Blocage d'accès aux embarcations nautiques.
- Petite pollution par les matériaux de construction de la centrale les premières années.

La centrale Frontenac : photos et vidéo

Bibliographie

Bourque, Ghislaine. (Page consultée le 30 mars 2001). Rallye énergétique - Guide de navigation, [En ligne]. Adresse URL: http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/activites/rallyeenergie-guide.html

Hydro-Québec. (Page consultée le 29 mars 2001). Avec l'hydroélectricité, tout le monde y gagne, [En ligne]. Adresse URL: http://www.hydro.qc.ca/hydroelectricite/

Hydro-Québec. (Page consultée le 30 mars 2001). Découvrez nos aménagements de production hydroélectrique, [En ligne]. Adresse URL: http://www.hydroquebec.com/production/hydroelectrique/index.html

Ville de Sherbrooke. (Page consultée le 19 avril 2001). Service d'Hydro-Sherbrooke - Centrales, [En ligne]. Adresse URL: http://204.19.172.172/fr/citoyens/centrale.html


Centrales thermiques

par Hélène Milot

 

Centrales classiques

Centrales nucléaires

Principe de Fonctionnement On fait bouillir de l'eau dans une bouilloire avec un combustible pour obtenir de la vapeur. Cette dernière est dirigée vers une turbine qui reporte la poussée qu'elle reçoit sur un alternateur, faisant donc tourner le rotor de l'ensemble. Afin de faire tourner la turbine, on produit de la vapeur par le même procédé que les centrales thermiques classiques; cependant, on utilise la fission nucléaire qui dégage de la chaleur pour faire bouillir l'eau, au lieu d'un combustible fossile.
Combustibles Le charbon, le mazout et le gaz naturel. L'atome (uranium-235 et plutonium-239 ou 241).
Emplacements au Québec (exemples) - Tracy (classique),
- Cadillac et La Citière (à gaz).
- Gentilly-2.
Avantages - Les centrales peuvent être situées près des centres urbains, il y a donc moins de transport d'électricité.
- Les centrales servent d'appoint lorsque nécessaire, par exemple lors des journées très froides à l'heure du souper, en janvier.
- Les centrales à fission sont propres, elles ne produisent aucun gaz à effet de serre.
- Les centrales peuvent être situées près des villes en tenant compte d'un périmètre de sécurité adéquat; il y a donc moins de transport d'électricité.
Inconvénients - Elles relâchent massivement des gaz polluants qui entraînent le réchauffement de la planète, l'effet de serre (CO2), les pluies acides (oxydes de soufre et d'azote).
- Il y a des risques lors de l'extraction du charbon (coup de grisou).
- Les centrales produisent une petite quantité de déchets hautement radioactifs.
- La gestion des déchets dangereux est très complexe vu leur toxicité sur une très longue période de temps.
- Il y a un risque de fuites radioactives qui ont de grandes répercussions biologiques.
- On craint son utilisation par des groupes terroristes.

 

Bibliographie

LÉVY, Renée. L'électricité de la centrale à la maison, (s.l.), Hydro-Québec, 1984, 80 p.

«Fission nucléaire». Encyclopédie Microsoft Encarta 2001 [CD-ROM]. Microsoft Corporation, 2000.

Bourque, Ghislaine. (Page consultée le 30 mars 2001). Rallye énergétique - Guide de navigation, [En ligne]. Adresse URL: http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/activites/rallyeenergie-guide.html

Brolis, Bruno. (Page consultée le 4 avril 2001). Les centrales thermiques nucléaires, [En ligne]. Adresse URL: http://www.id-net.fr/~brolis/sp/chemin/pwr.html

CEA. (Page consultée le 4 avril 2001). Informations utiles 1995, [En ligne]. Adresse URL: http://paprika.saclay.cea.fr/edit/iu95/index.html

Hydro-Québec. (Page consultée le 4 avril 2001). Les centrales thermiques et nucléaires, [En ligne]. Adresse URL: http://www.hydroquebec.com/production/classiques/index.html


Énergies nouvelles

par Claire Cavanagh

 

Énergie éolienne

Énergie solaire

Principe de fonctionnement

Une roue formée de pales est actionnée par le vent. Le mouvement de la roue entraîne un alternateur.

On expose des cellules photovoltaïques ou cellules solaires (constituées de certains métaux semi-conducteurs comme le silicium) à un rayonnement lumineux afin que ces métaux libèrent des électrons, produisant ainsi de l'électricité.
Source d'énergie Le vent. Le soleil.
Emplacements au Québec (exemples) - Îles-de-la-Madeleine,
- Cap-Chat (la plus grande éolienne à axe vertical); fait partie du projet Le Nordais.
- Au privé, usage résidentiel.
Avantages - Pas de pollution,
- Attraction touristique,
- Source d'énergie gratuite et inépuisable,
- Complément à d'autres sources d'énergie,
- Source d'énergie pour les endroits difficiles d'accès (ne nécessite pas de transport de combustibles).
- Pas de pollution,
- Source d'énergie gratuite et inépuisable.
Inconvénients - Nature intermittente et aléatoire de la source d'énergie,
- Énergie difficile à emmagasiner,
- Entretien dispendieux des centrales,
- Couplage nécessaire (il faut combiner cette source d'énergie avec une autre).
- Nature intermittente de la source,
- Énergie difficile à emmagasiner,
- Centrales coûteuses à construire.

 

Bibliographie

LÉVY, Renée. L'électricité de la centrale à la maison, (s.l.), Hydro-Québec, 1984, 80 p.

Association des constructeurs danois d'éoliennes. (Page consultée le 1er avril 2001). Les questions les plus fréquemment posées à propos de l'énergie éolienne, [En ligne]. Adresse URL: http://www.windpower.dk/fr/faqf.htm

Boralex. (Page consultée le 1er avril 2001). Environnement, [En ligne]. Adresse URL: http://www.boralex.com/constru8.htm

Bourque, Ghislaine. (Page consultée le 30 mars 2001). Rallye énergétique - Guide de navigation, [En ligne]. Adresse URL: http://mendeleiev.cyberscol.qc.ca/carrefour/activites/rallyeenergie-guide.html

Université du Québec à Rimouski. (Page consultée le 1er avril 2001). Coûts et rentabilité de l'énergie éolienne, [En ligne]. Adresse URL: http://www.eole.org/CouRenF.htm

 

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Mise en page: Ghislaine Bourque
Le 19 mai 2001
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