Centrales électriques et production d’électricité
Après que Michael Faraday eut découvert le moyen de produire de l’électricité, il fallut attendre de nombreuses années avant que cette découverte puisse être mise en application. Au début, l’électricité ne fut utilisée que pour l’éclairage des grands bâtiments et des usines, chacune ayant son propre générateur. Ces machines produisaient alors du courant continu circulant dans un seul sens.
C’est en 1882 que fut construite la première centrale électrique, fonctionnant à la vapeur. C’est Thomas Edison qui l’installa à New York. On en construisit également à Londrès et sur la côte sud de l’Angleterre. Le transport de l’énergie produite dans des câbles placés dans les fossés bordant les routes représentait un tel danger qu’il fallut remplacer le courant continu par du courant alternatif.
C’est en 1889 que la première grande centrale à courant alternatif fut installée à Deptford, à côté de Londres, par f ingénieur Ferranti. Toute l’électricité à usage public est à présent de type alternatif, ce qui signifie que le flux d’électrons passe alternativement dans un sens et dans l’autre: ce type de courant est produit par un générateur appelé alternateur.
Dans les centrales électriques, les alternateurs sont alimentés par des turbines à vapeur. La vapeur est produite dans des chaudières chauffées au charbon ou au pétrole, ou encore par la chaleur dégagée par des réactions nucléaires.
Les premiers générateurs utilisaient la vapeur. Ils étaient bruyants et vibraient beaucoup. Aussi, en 1884, un Anglais, Charles Parsons, inventa-t-il un nouveau type de machine, la turbine à vapeur, qui convertissait directement l’énergie de la vapeur en mouvement rotatif, ainsi que le fait un moulin à vent. Comme ce dernier, la turbine de Parsons utilisait des ailes. Mais, au lieu d’avoir quatre bras en bois et toile, elle possédait un grand nombre d’ailettes en acier. La vapeur passait d’abord à travers des ailettes fixes puis était dirigée vers des roues à ailettes qu’elle faisait tourner très rapidement. Ces roues à ailettes étaient au nombre de 25, mises les unes à la suite des autres et toutes solidaires d’un même axe. Les turbines modernes suivent le même principe.
Les centrales hydroélectriques utilisent comme source de puissance l’énergie de l’eau courante. L’eau est d’abord accumulée derrière un grand barrage d’où elle arrive par des conduites jusqu’à une turbine à eau qui fait tourner l’alternateur. Les centrales hydro-électriques coûtent cher à construire mais leur fonctionnement est très bon marché.
À l’heure actuelle, les centrales électriques sont reliées entre elles par un système de pylônes et de câbles appelé réseau. Cela permet d’envoyer de l’électricité à de grandes distances et même de l’exporter. On augmente ou on diminue la tension au moyen d’un transformateur.
Un transformateur est constitué par deux enroulements de fils séparés sur un noyau annulaire en fer doux. Selon le nombre d’enroulements du primaire (arrivée) et du secondaire (sortie), la tension peut être augmentée ou diminuée. Si le primaire est formé par exemple de deux cents tours et le secondaire de seulement cent tours, la tension de sortie sera la moitié de celle d’arrivée. Un transformateur ne peut fonctionner qu’avec du courant alternatif.
Le transformateur est la partie essentielle d’un réseau. Il est en effet moins coûteux (on perd moins d’énergie) de recourir à une tension élevée pour transporter le courant sur de longues distances. Cette tension peut aller de 25 000 à plus de 132000 volts. Là où on désire utiliser l’électricité, la tension est abaissée jusqu’à 220/240 volts par d’autres transformateurs.
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