Fiche à trous · Terminale · Enseignement scientifique

Deux siècles d'énergie électrique

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« Produire de l'énergie » : l'expression est partout et elle est fausse. L'énergie ne se produit pas, elle se convertit, et une part s'échappe à chaque conversion sous une forme dont on ne fera rien. Deux siècles d'histoire électrique tiennent dans ce constat — non pas trouver de l'énergie, mais la convertir, la transporter et l'avoir au moment où elle est demandée.

L'induction, geste fondateur

Propriété

Règle

Piège

Parler d'électricité « propre » ou « sale », comme si le courant lui-même portait une empreinte.

Avant de qualifier une électricité, nommer la filière et l'unité de comparaison employée.

Ce qui distingue réellement les filières

Propriété

Définition — Pilotabilité :

Attention à ne pas confondre puissance installée et énergie produite. La puissance est un débit — ce que l'installation peut fournir à un instant donné ; l'énergie est ce qu'elle a effectivement fourni sur une durée. Une même puissance installée ne donne pas la même énergie annuelle selon la filière, parce que le facteur de charge diffère. Comparer deux parcs par leur seule puissance ne dit presque rien.

Décrire une filière de production électrique

Ai-je dit que l'électricité est un vecteur ?
Ai-je nommé l'induction comme principe et l'alternateur comme dispositif ?
Ai-je identifié ce qui entraîne la turbine dans chaque filière ?
Ai-je signalé l'exception du photovoltaïque ?
Ai-je distingué puissance installée et énergie produite ?

Corrigé · à détacher

Deux siècles d'énergie électrique

1. Le principe découvert au XIXᵉ siècle est celui de l'induction : déplacer un aimant devant une bobine y fait apparaître une tension. Toute la production électrique de masse en découle. L'alternateur en est la mise en œuvre industrielle — un rotor aimanté tourne devant des bobines fixes et engendre une tension alternative.
2. L'électricité n'est pas une source d'énergie mais un vecteur : elle se fabrique à partir d'autre chose — chute d'eau, vapeur, vent, rayonnement — et se consomme quasiment au moment où on la produit. Sa force est de se transporter loin et de se convertir en presque tout ; sa faiblesse est de se stocker mal.
3. $so u r ce p r imai r e \to co n v er s i o n \to \overset{e}{ˊ} l ec t r i c i t \overset{e}{ˊ} (v ec t e u r) \to u s a g e$
4. La plupart des filières partagent le même geste terminal : faire tourner un alternateur. Ce qui les distingue est ce qui entraîne la turbine — vapeur produite par une combustion ou une réaction nucléaire, chute d'eau, vent. Le photovoltaïque fait exception : il convertit directement le rayonnement, sans pièce mobile ni alternateur.
5. Une filière est pilotable quand on peut décider du moment et du niveau de sa production. L'hydraulique de barrage l'est fortement, le nucléaire en partie, l'éolien et le photovoltaïque pas du tout — ils produisent quand la ressource est là. Ce critère est souvent plus déterminant que la puissance installée, car le réseau doit équilibrer à chaque instant ce qui est injecté et ce qui est soutiré.
6. Nommer la source primaire : rayonnement, vent, chute d'eau, chaleur.
7. Décrire la conversion intermédiaire, s'il y en a une : vapeur, rotation.
8. Dire si un alternateur intervient, et pourquoi.
9. Préciser ce qui est pilotable dans la filière et ce qui ne l'est pas.
10. Conclure sur ce que la filière apporte au réseau, pas sur une préférence.