D�o� provient l��nergie �lectrique d�un barrage ou d

							       D’où provient l’énergie électrique d’un barrage ou d’une éolienne ?
I. Une lampe sans pile
    1) Que fait-le magicien ?
                                                                       …………………………………
                                                                       …………………………………
                                                                       …………………………………
                                                                       …………………………………
                                                                       …………………………………
                                                                       …………………………………
     2) Est-ce possible ?
       a) Document : Une lampe secouée ! !
                                                    Schéma d’une lampe à secouer              D.E.L.




                                                    aimant          bobine             condensateur


          Cette lampe à diode électroluminescente contient un aimant et une bobine. Lorsqu’on secoue
  la lampe, le va-et-vient de l’aimant à l’intérieur de la bobine produit de l’énergie électrique ! La lampe
  contient un dipôle qui stocke cette énergie électrique afin de la restituer.
    b) Comment l’énergie électrique est-elle produite ?
    En t’aidant du document ci-dessus, propose une expérience
    permettant de produire une tension électrique à l’aide du
    matériel figurant sur la photo.
  ……………………………………………………………………
  …………………………………..………………………………
  ………………….…………………………………………………
  ……………………………………………………………………

II. L’alternateur
    1) Observe attentivement la photo d’alternateur de bicyclette ci-
  contre puis associe à chaque numéro une légende :
    ….. : rotor (aimant permanent), élément tournant
    .…. : galet d’entraînement
    ….. : stator (bobine et lames métalliques)
    ….. : carcasse métallique
     2) Réalise un montage permettant d’allumer une lampe avec un
  alternateur de bicyclette.
                                         Schéma du montage




                                                                                                          1
III. La turbine hydraulique




     Photo 1                                                                               Photo 2


     1) Nomme le matériel utilisé pour la manipulation (photo 1).
   …………………………………………………………………………………………………
     2) Observe la photo 2 et explique pourquoi la lampe s’allume. …………………………...
   …………………………………………………………………………………………………
   …………………………………………………………………………………………………
     3) Exercice : deux systèmes qui produisent une tension
                                                                 a) Compare les deux schémas.
                                                                   Quelles sont les parties
                                                                   communes ?
                                                           ……………………………………..
                                                                 b) Qu’est-ce qui fait tourner le
                                                                   galet ? la turbine ?
                                                           ……………………………………..
                                                           ……………………………………..
          …………………………………………………………………………………………...
IV. L’éolienne d’Iffendic

                       En 2006, une éolienne est venue s’intégrer dans nos paysages. Des années de
                       démarches administratives, pour que la SARL AVEL-IF composée de Loïc et
                       Chantal LEPAGE et Nathalie LECOQ, voit leur projet au grand jour.
                       L’éolienne d’Iffendic, ce sont :
                            • 80 mètres de haut,
                            • un pc qui surveille depuis
                       l’Allemagne son bon fonctionnement,
                            • une hélice entraînée en rotation
                       par la force du vent (Eole = dieu du vent
                       de la Grèce antique) qui permet la
                       production d’énergie mécanique ensuite
                       transformée en énergie électrique en tout lieu suffisamment venté.
                          C’est très schématiquement celui de la génératrice de vélo qui serait
                       entraînée par une hélice tournant grâce au vent.


                                                                                                2
                                        Fonctionnement :
 Quelques chiffres :
 • Production annuelle estimée :
 3 960 000 kW (soit la
 consommation d’environ 1 500
 foyers hors chauffage)
 • Puissance nominale : 2 000
 kW
 • Longueur Pales : 41 mètres au
 nombre de 3
 • Mât : hauteur du moyeu : 80
 mètres                                      Reprenant le principe de fonctionnement des moulins à vent, les
 • Toutes les fonctions de              éoliennes constituent actuellement un mode de production d'énergie
 l’éolienne sont commandées et          électrique en plein développement. L'avantage le plus évident de ce type
 contrôlées en temps réel par           de centrale électrique est évidemment le caractère inépuisable de
 microprocesseur. Le système            l'énergie qu'elle utilise. On parle alors d’énergie renouvelable.
 de contrôle commande est relié              Une éolienne comporte en général une hélice à trois pales reliée à
 par fibre optique aux différents       un rotor. Les pales peuvent être orientées en direction du vent.
 capteurs.                                   Le rotor est relié à un multiplicateur (un système d'engrenages)
 • Tous les sous-ensembles de la        destiné à augmenter la vitesse de rotation. L'alternateur demande en
 machine sont prévus pour               effet une vitesse de rotation élevée pour fonctionner.
                                             Le multiplicateur entraîne un alternateur qui génère une tension
 supporter des températures
                                        alternative sinusoïdale.
 jusqu’à -40°C, la neige, le givre
 et la glace.
    1) Quelle est la forme d’énergie produite par l’hélice de l’éolienne ? ....................................
          …………………………………………………………………………………………...
   2) Quelle est la partie de l’éolienne qui permet la transformation de cette énergie
 mécanique en énergie électrique ? ……………………………………………………………..
V. Bilan
 Un alternateur est principalement composé de deux parties : l’………………. et la
 ………………….

 L’alternateur        ……………………                l’énergie      ……………………………                        en    énergie
 ………………………….


                                     Les centrales électriques
        Relie chaque centrale électrique à la source d’énergie qui est utilisée ; puis relie la
 source d’énergie à la forme d’énergie stockée.
                                                       Source                       Forme d’énergie
                 Centrale
                                                      d’énergie                         stockée
    Centrale thermique à flamme                      Uranium                     Energie chimique
                                                    Pétrole, gaz,
                             Eolienne                                            Energie de position
                                                      charbon
              Centrale hydraulique                        Vent                   Energie cinétique
    Centrale thermique nucléaire                          Eau                    Energie nucléaire
       Colorie en vert les sources d’énergie renouvelable, en rouge les sources d’énergie non
 renouvelable.


                                                                                                              3
                                                                                                                                    4
                                                       L’alternateur
  I.      Document : Un alternateur, une machine tournante
                                                           L'alternateur est une machine tournante destinée à produire une
                                                 tension alternative sinusoïdale. Son fonctionnement est proche de celui
                                                 d'une génératrice de bicyclette à cette différence près qu'il peut peser
                                                 plusieurs dizaines de tonnes.
                                                           Les alternateurs sont couplés à
                                                 la turbine dans les centrales thermiques
                                                 (à flamme ou nucléaire) et dans les
                                                 centrales hydrauliques. Dans le cas
                                                 d'une éolienne, l'hélice entraîne
                                                 l'alternateur par l'intermédiaire d'un
            Rotor d’un alternateur industriel    système d'engrenages (système de
       transmission).
                La génératrice de bicyclette est en fait un petit alternateur très simple.
                Les alternateurs des centrales électriques fonctionnent selon un               Stator d’un alternateur industriel
       principe très proche. Seules leurs masses et leurs dimensions les distinguent de cette génératrice.
 II.      Les conversions d’énergie dans un alternateur industriel
       Principe de fonctionnement de quelques centrales




  Fig. 1 Modélisation d’une centrale                Fig. 2 Modélisation d’une centrale              Fig. 3 Modélisation d’une éolienne
            hydraulique                                        thermique

          Dans tous les cas, les vibrations de la turbine ou de l’hélice et les frottements des éléments
       en mouvement sur les pièces fixes produisent un échauffement. Ainsi, une partie de l’énergie
       mécanique est transformée en énergie thermique. Cette énergie n’est pas utilisée, on dit
       souvent qu’elle est « perdue ».
          Indique pour chaque type de centrale schématisée d’où provient l’énergie qui permet la
       mise en rotation du rotor.
       …………………………………………………………………………………………………...
       …………………………………………………………………………………………………...
       …………………………………………………………………………………………………...
III.      Diagramme de conversion d’énergie
          Complète le diagramme en utilisant les expressions suivantes : énergie thermique, énergie
       mécanique, énergie électrique, alternateur.

……………………..                                                                                                     ……………………..
                                                             ……………….
……………………...                                                                                                    ……………………...




                                                                                         …………………………
                                                                                         …………………………                                 4