En montagne

 

En  Montagne
  
  
En montagne de nombreuses énergie propre et renouvelable peuvent être développés comme :
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Le biogaz :est le gaz produit par la fermentation de matières organiques animales ou végétales en l'absence d'oxygène. Cette fermentation appelée aussi méthanisation se produit naturellement (dans les marais) ou spontanément dans les décharges contenant des déchets organiques, mais on peut aussi la provoquer artificiellement dans des digesteurs (pour traiter des boues d'épuration, des déchets organiques  ou agricoles, etc.).

Le biogaz est un mélange composé essentiellement de méthane (50 à 70%) et de dioxyde de carbone, avec des quantités variables de vapeur d'eau, et de sulfure d'hydrogène (H2S). On peut trouver d'autres composés provenant de contaminations, en particulier dans les biogaz de décharges.

L'énergie du biogaz provient uniquement du méthane : le biogaz est ainsi la forme renouvelable de l'énergie fossile très courante qu'est le gaz naturel qui, lui, contient essentiellement du méthane mais aussi du butane, du propane et d'autres éléments. On peut aussi utiliser le terme biométhane.

L'énergie Éolienne : Une éolienne est un dispositif qui transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique puis, éventuellement, en énergie électrique. Les éoliennes produisant de l'électricité sont appelées aérogénérateurs, tandis que les éoliennes qui pompent directement de l'eau sont parfois dénommées éoliennes de pompage, dont un type particulier est l'éolienne Bollée.

Les termes de parc éolien ou de ferme éolienne sont utilisés pour décrire les unités de production groupées (installées à terre ou en mer).

Les États dans le monde où les champs éoliens sont les plus nombreux sont la Chine, l'Allemagne, l'Espagne, les États-Unis et le Danemark.

En France, les centrales éoliennes de production d'électricité sont en pleine expansion sur une grande partie du territoire. L'Aude et la Bretagne sont des zones géographiques pionnières en la matière.

Géothermie : La géothermie, du grec géo (la terre) et thermie (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe et la technique qui vise à l'exploiter. Par extension, la géothermie désigne aussi l'énergie géothermique issue de l'énergie de la Terre qui est convertie en chaleur (1).

On distingue trois types de géothermie :

  • la géothermie peu profonde à basse température ;

  • la géothermie profonde à haute température ;

  • la géothermie très profonde à très haute température.

Ces trois types de géothermie prélèvent la chaleur contenue dans le sol.

L'énergie géothermique est exploitée dans des réseaux de chauffage et d'eau chaude depuis des milliers d'années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen.



Puit canadien ; Le puit canadien consiste à faire passer l’air de renouvellement, avant qu’il ne pénètre dans la maison, dans une partie constituée par des tuyaux enterrés dans le sol, à une profondeur de l’ordre de 1 à 2 mètres. En été, l’air est refroidi, en hiver il est réchauffé !

 

 

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 Voici les principales énergies propres disponibles en montagne, il en existe encore beaucoup d’autres… Mais pour notre TPE nous nous intéressons plus précisément a une centrale hydraulique de type barrage :
Le premier "stade" de l'exploitation d'un barrage hydroélectrique est la retenue d'une certaine masse d'eau, afin d'ensuite exploiter son énergie potentielle*. C'est cette notion d'énergie qui serait à disposition dans la retenue d'eau du barrage qui est étudiée ici.
* L'énergie potentielle est de l'énergie mécanique stockée, elle est dite potentielle parce qu'elle ne se manifeste à nous que lorsqu'elle se convertit en une autre forme d'énergie
L'énergie potentielle d’une masse de 1 kg d’eau à la surface d’un lac de barrage est plus élevée que son énergie potentielle lorsqu’elle est au pied du barrage, en effet, pour une différence d’altitude de 100 m, la différence d'énergie potentielle de l'eau est de 981 J. C’est cette énergie qui est exploitée dans une centrale hydroélectrique.


La formule associée s'écrit :
Epp = m.g.h
Avec :
 Epp l'énergie potentielle de l'objet
m la masse de l'objet.
g l'accélération (le champ) gravitationnel
h la hauteur de l'objet au moment donné
  
La variation de l'énergie potentielle entre deux points donnés :
Epp2-Epp1=m.g.(h2-h1)
avec:Epp2l 'énergie potentielle de l'objet à sa position initiale.
Epp1 l'énergie potentielle de l'objet à sa position finale.
h2 la hauteur initiale de l'objet.
h1 la hauteur finale de l'objet.

Il y a  différents types de barrages mais seulement 2 types de barrage permettent l’installation d’une centrale électrique et donc de créer de l’énergie :

Barrages poids
Un barrage poids est un barrage dont la propre masse suffit à résister à la
pression exercée par l'eau. Ce sont des barrages souvent relativement épais,
dont la forme est généralement simple (leur section s'apparente dans la plupart
des cas à un triangle rectangle).
Barrage poids
Les barrages poids sont très utilisés de nos jours, car beaucoup moins
exigeants au niveau des conditions de construction qu'un barrage voûte (vois plus bas), et plus
simple. Le rocher du site (vallée, rives) doit être suffisamment
résistant pour supporter un tel ouvrage (les barrages poids sont très massifs),
le choix d'utiliser ce barrage est donc avant tout géologique : une assez bonne
fondation rocheuse est nécessaire, mais pas aussi pointilleuse que pour un
barrage voûte, et il faut également disposer des matériaux de construction
(granulats, ciment) à proximité. Suite aux avancées dans l'élaboration du
béton, le prix de ces ouvrages décroît au fil du temps.
 

Barrages voûte 
 Un barrage voûte a une structure courbée, dont la forme
est dessinée de façon à transmettre les efforts de poussée de la retenue vers
les rives. La poussée de l’eau est reportée sur les flancs qui bordent le
barrage au moyen d'un mur de béton arqué horizontalement, et parfois
verticalement (on la qualifie alors de voûte à double courbure). Du fait de
cette courbure, la pression de l'eau resserre le mur et la voûte transmet aux
berges les efforts colossaux qu'elle reçoit. L'épaisseur du barrage peut donc
être grandement diminuée, comparé à un barrage-poids, et donc une économie
considérable de matériaux et de main d'oeuvre pourra être réalisée.
Barrage voute
La technique de barrage voûte nécessite une vallée plutôt étroite (même si des
barrages voûtes ont été parfois construits dans des vallées assez larges,
poussant cette technologie à ses limites) et un bon rocher de fondation. Par le
peu de matière utilisée, c'est évidemment une technique très satisfaisante
économiquement.

Pour pouvoir mieux comprendre le principe du barrage, voici un petit schéma simplifié :
Fonctionnement Barrage
 
 
L'eau retenue par le barrage est drainée dans une conduite forcée, plus étroite et en pente, située en bas du bassin de retenue. Cela a pour effet d'augmenter sa pression déjà considérable et sa vitesse. L'eau est ainsi déversée sur une turbine, elle-même reliée à un alternateur, mermettant de transformer l'énergie mécanique de la turbine en énergie électique. Celle-ci passse ensuite dans un transformateur pour être mise au bon voltage puis est envoyée sur les lignes à haute tension, afin d'être utilisée. L'eau est ensuite rejetée dans un canal de fuite, habituellement le fleuve ou la rivière.


 

Malgré l'abondance des sources d'énergie propre, faire une ville autosuffisante en montagne semble impossible, car toutes ces sources d'énergies ne sont pas forcément disponibles au bon endroit. De plus, il risque d'y avoir un problème de place.
 

Date de dernière mise à jour : mardi 13 Mars 2012

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