Cours Production d'Énergie Électrique - Licence Électrotechnique

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITÉ DE RELIZANE
FACULTÉ DES SCIENCES ET DE TECHNOLOGIE
DÉPARTEMENT D’ÉLECTROTECHNIQUE & D’AUTOMATIQUE
SUPPORT
PÉDAGOGIQUE
Cours
Rédigé par:
Dr. NAMOUNE Abdelhadi
Maitre de Conférences classe A
[e-mail]
Intitulé du Polycopié:
Production d’Energie Electrique
Niveau : Licence 2ème année
Filière : Électrotechnique
Année Universitaire : 2021/2022
Dr. MILOUDI

Production d’énergie électrique
Dr. NAMOUNE Abdelhadi
Avant-propos
Ce polycopié est destiné à être utilisé comme un manuel par les étudiants en deuxième
année Electrotechnique dans le domaine de la production de l’énergie électrique. Il a été rédigé
dans le but de permettre d'avoir un outil de travail et de référence recouvrant les connaissances
qui leur sont demandés. Le manuscrit est constitué de cours et des exercices avec correction, il
est conforme aux programmes agrée par le ministère. Sa présentation didactique est le fruit de
plusieurs années d’expérience pédagogique par l’auteur. Son contenu résulte de la lecture de
nombreux ouvrages et documents dont les plus importants sont cités dans les références
bibliographiques.
La production de l’énergie électrique consiste en différentes chaines énergétiques qui
s’effectuent dans des sites industriels appelés centrales électriques, à cet effet, nous avons jugé
utile d’ajouter au programme officiel un cours introductif intitulé « généralités sur l’énergie »
dans lequel sont expliquées les sources, les formes ainsi que toutes les transformations d’énergie
possibles.
Bien que l'élaboration de ce manuscrit ait été faite avec le plus grand soin, le contrôle que nous
avons pu faire de notre travail n'est pas absolu, et il serait étonnant qu'il ne subsiste pas d'erreurs.

Production d’énergie électrique
Dr. NAMOUNE Abdelhadi
SOMMAIRE
Page
I. Historique de la production d’électricité
I.1. Introduction
01
I.2. Historique de la production d’électricité
01
II. Historique de l’évolution de la production de l’énergie électrique en Algérie
II.1. Introduction
12
II.2. Historique de la société de production d’électricité
12
II.3. Puissance installée de production d’électricité
14
II.4. Les différents modes de production de l’énergie électrique
15
II.5. Energies non renouvelable et énergies renouvelables
15
II.6. Conclusion
16
III. Les Centrales Thermiques à Flamme
III.1. Introduction
17
III.2. Les centrales thermiques classiques (à vapeur)
17
III.2.1. Principe de fonctionnement
17
III.2.2. Chaine énergétique
21
III.2.3. Avantages et inconvénients
22
III.2.3.1. Avantages
22
III.2.3.2. Impacte sur l’environnement et inconvénients
22
III.3. Les centrales thermique à combustion (turbine à gaz)
23
III.3.1. Présentation générale
23
III.3.2. Classification des turbines à gaz
24
III.3.3. Description de la turbine à gaz
25
III.3.3.1. Principe de fonctionnement de la turbine à gaz
25
III.3.3.2 Description des déférentes sections de la turbine à gaz
27
III.3.4. Limites techniques, Avantages, Désavantages
28
III.3.4.1. Les limites de la turbine à gaz
28
III.3.4.2. Les avantages de la turbine à gaz
29
III.3.4.3. les désavantages de la turbine à gaz
29
III.4. Centrales à cycle combiné
30
III.4.1. Introduction
30
III.4.2. Principe de fonctionnement
30
III.4.3. Avantage d’une centrale à cycle combiné / à une centrale à combustion et à vapeur
31
IV. Les Centrales Nucléaires
IV.1. Introduction
32
IV.2. La fission nucléaire
32
IV.3. Réacteur nucléaire
33
IV.4. Cœur du réacteur
34
IV.4.1. Le combustible nucléaire
35
IV.4.2. Les Barres de contrôle
36
IV.4.3. Le fluide caloporteur
36
IV.4.4. Modérateur
36
IV.5. Principe de fonctionnement
36
IV.6. Types de réacteurs
37
IV.6.1. Réacteur à eau pressurisée (REP)
37
IV.6.2. Réacteur à eau bouillante (REB)
39
IV.7. Avantages et inconvénients des centrales nucléaires
39
IV.7.1. Avantage
39
IV.7.2. Inconvénients
39
V. Les Centrales Hydrauliques
V.1. Introduction
41
V.2. Puissance disponible
41
V.3. Principe de fonctionnement d'une centrale hydraulique
41
V.4. Types de centrales hydrauliques
42
V.4.1. Les centrales de haute chute
42

Production d’énergie électrique
Dr. NAMOUNE Abdelhadi
V.4.2. Les centrales de moyenne chute
43
V.4.3. Les centrales de basse chute (ou au fil de l’eau)
44
V.5. Parties principales d’une centrale hydraulique
46
V.6. Avantages et inconvénients
46
V.6.1. Avantages
46
V.6.2. Inconvénients
47
VI. Les Centrales Solaires ou Photovoltaïques
VI.1. Introduction
48
VI.2. Principe des capteurs solaires
49
VI.2.1. Principe de fonctionnement
49
VI.2.2. Technologies de cellules solaires
50
VI.3. Architecture d’un générateur photovoltaïque
51
VI.3.1. Association en série
51
VI.3.2. Association en parallèle
52
VI.4. Chaine de production d’énergie
53
VI.5. Avantages et inconvénients
54
VI.5.1. Avantages
54
VI.5.2. Inconvénients
54
VI.6. Conclusion
54
VII. Les Centrales Eoliennes
VII.1. Introduction
55
VII.2. Type d’éoliennes
55
VII.3. Principe de fonctionnement d’une éolienne
56
VII.4. Eléments constitutifs d’une éolienne
56
VII.4.1. Les fondations
57
VII.4.2. Le mât (ou la tour)
57
VII.4.3. Le rotor (pale et moyeu)
58
VII.4.4. La nacelle
58
VII.5. Puissance du vent et puissance récupérable
61
VII.6. Avantages et inconvénients
62
VII.6.1. Avantages
62
VII.6.1. Inconvénients
62
VIII. Les Piles à Combustible
VIII.1. Introduction
63
VIII.2. Fonctionnement des piles à combustible
63
VIII.3. Les types de piles à combustible
64
VIII.4. Les domaines d’applications de la pile à combustible
65
VIII.5. Avantages et inconvénients des piles à combustible
66
IX. Les Centrales Biomasses
IX.1. Introduction
67
IX.2. La biomasse par combustion
67
IX.3. La biomasse par méthanisation
67
IX.4. Le fonctionnement d'une centrale biomasse
67
IX.5. Les avantages et les inconvénients de l’utilisation de la biomasse
68
IX.5.1. Les avantages
68
IX.5.2. Les inconvénients de la conversion de la biomasse
69
X. Les Centrales Géothermiques
X.1. Introduction
70
X.2. Production de l’électricité grâce à la géothermique
71
X.3. Les différentes ressources géothermiques
72
X.3. Avantages et inconvénients
73
X.3.1. Avantages
73
X.3.2. Inconvénients
73
XI. Les Energies Marines
XI.1. Introduction
74

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Dr. NAMOUNE Abdelhadi
XI.2. Principe de fonctionnement
74
XI.3. Différents types d’énergies marines
75
XI.3.1. L'énergie marémotrice
75
XI.3.2. Les Hydroliennes
77
XI.4. Fonctionnement technique ou scientifique
78
XI.4.1. Conception d’une hydrolienne
78
XI.4.2. Le rendement énergétique
78
XI.5. Avantages et inconvénients
79
XI.5.1. Les avantages des courants marins
79
XI.5.2. Les inconvénients des courants marins
79
XI.6. Conclusion
79
Annexe ( Exercices avec correction)
80
Références Bibliographiques
101