Utilisation de l’eau de l’énergie hydroélectrique | Service géologique des États-Unis

École des sciences de l’eauProblèmes d’utilisation de l’eau

Le barrage Chaudière détourne l’eau de la rivière des Outaouais, Canada.

Crédit : Wikimédia

Les gens ont utilisé l’eau en mouvement pour les aider dans leur travail à travers l’histoire, et les gens modernes utilisent largement l’eau en mouvement pour produire de l’électricité. Il ne fait aucun doute que Jack l’homme des cavernes a attaché des feuilles solides à un poteau et l’a placé dans un ruisseau en mouvement. L’eau a fait tourner le pôle qui a écrasé le grain pour faire leurs délicieux muffins au son préhistoriques faibles en gras. Pendant de nombreux siècles, l’énergie de l’eau a été utilisée pour déplacer les moulins et transformer le grain en farine. Les gens ont utilisé l’eau en mouvement pour les aider dans leur travail à travers l’histoire, et les gens modernes utilisent largement l’eau en mouvement pour produire de l’électricité.

L’hydroélectricité pour la Nation

Bien que la majeure partie de l’énergie aux États-Unis soit produite par des centrales nucléaires et à combustibles fossiles, l’hydroélectricité reste importante pour le pays. Aujourd’hui, les grands groupes électrogènes sont placé à l’intérieur des barrages. L’eau qui coule à travers les barrages fait tourner des aubes de turbine (faites de métal au lieu d’aubes) qui sont reliées à des générateurs. L’énergie est produite et envoyée aux foyers et aux entreprises.

Répartition mondiale de l’énergie hydroélectrique

  • L’hydroélectricité est la source d’énergie renouvelable la plus importante et la plus largement utilisée.
  • L’énergie hydroélectrique représente environ 17 % (Agence internationale de l’énergie) de la production totale d’électricité.
  • La Chine est le plus grand producteur d’hydroélectricité, suivie du Canada, du Brésil et des États-Unis (Source : Administration de l’information sur l’énergie).
  • Environ les deux tiers du potentiel économiquement réalisable restent à développer. Les ressources en eau inexploitées sont encore abondantes en Amérique latine, en Afrique centrale, en Inde et en Chine.

Produire de l’électricité à partir de l’hydroélectricité présente certains avantages par rapport à d’autres méthodes de production d’énergie. Faisons une rapide comparaison :

Avantages de l’énergie hydroélectrique

  • Le carburant ne brûle pas, donc la pollution est minime
  • L’eau pour faire fonctionner la centrale électrique est fournie gratuitement par la nature.
  • L’hydroélectricité joue un rôle important dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre
  • Coûts d’exploitation et de maintenance relativement faibles
  • La technologie est fiable et éprouvée.
  • Elle est renouvelable – la pluie renouvelle l’eau du réservoirdonc le carburant est presque toujours là

Lire un liste élargie des avantages de l’hydroélectricité Conférence mondiale sur le développement durable, Johannesburg, Afrique du Sud (2002)

Inconvénients des centrales électriques qui utilisent le charbon, le pétrole et le gaz comme combustible

  • Ils utilisent des ressources naturelles précieuses et limitées.
  • Ils peuvent produire beaucoup de pollution.
  • Les entreprises doivent creuser le terrain ou forer des puits pour obtenir le charbon, le pétrole et le gaz.
  • Pour les centrales nucléaires, il y a des problèmes d’élimination des déchets.

Cependant, l’hydroélectricité n’est pas parfaite et présente certains inconvénients.

  • Coûts d’investissement élevés
  • Dépendant de l’hydrologie (précipitation)
  • Dans certains cas, l’inondation des terres et des habitats fauniques.
  • Dans certains cas, perte ou modification de l’habitat du poisson.
  • Restriction du passage ou du chalutage du poisson
  • Dans certains cas, des modifications du réservoir et du courant la qualité d’eau
  • Dans certains cas, le déplacement des populations locales

Hydroélectricité et environnement

L’hydroélectricité n’est pas polluante, mais elle a des impacts environnementaux

L’énergie hydroélectrique ne pollue ni l’eau ni l’air. Cependant, les installations hydroélectriques peuvent avoir des impacts environnementaux importants en modifiant l’environnement et en affectant l’utilisation des terres, les habitations et les habitats naturels dans la zone du barrage.

La plupart des centrales hydroélectriques ont un barrage et un réservoir. Ces structures peuvent entraver la migration des poissons et affecter leurs populations. L’exploitation d’une centrale hydroélectrique peut aussi changer la la température de l’eau et le débit de la rivière. Ces changements peuvent nuire aux plantes et aux animaux indigènes dans la rivière et sur la terre. Les réservoirs peuvent couvrir les habitations, les zones naturelles importantes, les terres agricoles et les sites archéologiques. Par conséquent, la construction de barrages peut nécessiter le déplacement de personnes. Le méthane, un puissant gaz à effet de serre, peut également se former dans certains réservoirs et être rejeté dans l’environnement. atmosphère. (Source : EPA Energy Kids)

La construction de réservoirs « s’assèche » aux États-Unis

Dieu, l’hydroélectricité sonne bien, alors pourquoi ne pas l’utiliser pour produire toute notre énergie ? Principalement parce que vous avez besoin de beaucoup d’eau et de beaucoup de terrain où vous pouvez construire un barrage et réservoir, ce qui nécessite BEAUCOUP d’argent, de temps et de construction. En fait, la plupart des bons endroits pour implanter des centrales hydroélectriques sont déjà occupés. Au tournant du siècle, les centrales hydroélectriques fournissaient un peu moins de la moitié de l’électricité du pays, mais ce chiffre est tombé à environ 10 % aujourd’hui. La tendance pour l’avenir sera probablement à la construction de petites centrales hydroélectriques capables de produire de l’électricité pour une seule communauté.

Comme le montre ce graphique, la construction de réservoirs de surface s’est considérablement ralentie ces dernières années. Au milieu du 20e siècle, alors que l’urbanisation se produisait à un rythme rapide, de nombreux réservoirs ont été construits pour répondre à la demande croissante des gens en eau et en énergie. Depuis 1980 environ, le rythme de construction des réservoirs s’est considérablement ralenti.

Centrale hydroélectrique typique

L’énergie hydroélectrique est produite par la force de la chute d’eau. La capacité à produire cette énergie dépend à la fois du débit disponible et de la hauteur d’où il tombe. Regroupée derrière un grand barrage, l’eau accumule de l’énergie potentielle. Celle-ci se transforme en énergie mécanique lorsque l’eau s’engouffre dans l’écluse et heurte les pales en rotation de la turbine. La rotation de la turbine fait tourner des électroaimants qui génèrent du courant dans des bobines de fil fixes. Enfin, le courant passe à travers un transformateur où la tension est augmentée pour la transmission longue distance sur les lignes électriques. (La source:

)

L’eau qui tombe produit de l’énergie hydroélectrique. La théorie est de construire un barrage sur une grande rivière qui a une grande dénivellation (il n’y a pas beaucoup de centrales hydroélectriques au Kansas ou en Floride). Le barrage stocke beaucoup d’eau derrière lui dans le réservoir. Près du bas du mur du barrage se trouve la prise d’eau. La gravité le fait tomber à travers la conduite forcée dans le barrage. À l’extrémité de la conduite forcée se trouve une hélice de turbine, qui est entraînée par l’eau en mouvement. L’arbre de la turbine monte jusqu’au générateur, qui produit la puissance. Les lignes électriques sont reliées au générateur qui apporte l’électricité à votre maison et à la mienne. L’eau continue au-delà de l’hélice à travers le canal de décharge dans la rivière au-delà du barrage.

Production d’énergie hydroélectrique aux États-Unis et dans le monde

Ce graphique montre la production d’hydroélectricité en 2012 pour les principaux pays producteurs d’hydroélectricité au monde. La Chine a développé de grandes installations hydroélectriques au cours de la dernière décennie et est maintenant en tête du monde dans l’utilisation de l’hydroélectricité. Mais, du nord au sud et d’est en ouest, des pays du monde entier utilisent l’hydroélectricité : les principaux ingrédients sont un grand fleuve et une goutte (avec de l’argent, bien sûr).

Crédit : Administration de l’information sur l’énergie

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