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Activité n°1 : Ressources d’énergies
et production d’électricité
1°) Caractéristiques d’une éolienne

La courbe donnant la puissance électrique délivrée par une éolienne en fonction de la vitesse du
vent comporte trois paramètres à distinguer :
• La vitesse minimale de démarrage.
• La vitesse d’arrêt (non représentée sur ce document) : il s’agit de la vitesse maximale acceptable
par l’éolienne. Au-delà de celle-ci, la tenue mécanique des divers composants de l’éolienne n’est
plus assurée. Si le vent présente une vitesse supérieure, l’éolienne est mise à l’arrêt pour préserver
son intégrité.
• La puissance nominale : égale à la puissance électrique maximale délivrée par l’éolienne.
a) À partir de quelle vitesse du vent la puissance électrique délivrée par l’éolienne ne varie plus,
même si la vitesse du vent augmente ? Calculez cette vitesse en km.h-1.
La puissance électrique délivrée ne varie plus à partir d’un vent d’environ 14 m.s-1.
14 m.s-1 = 14 . 3,6 = 50 km.h-1.

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b) Pourquoi, selon vous, observe-t-on ce phénomène ?
Quand la vitesse du vent augmente, les pertes d’énergie (principalement dues aux frottements)
augmentent et limitent la puissance électrique utile. Le rotor est aussi freiné pour éviter la casse.
c) Calculez le rendement η de l’éolienne pour des vents soufflant à une vitesse de 7 m.s -1, 13 m.s-1 et
17 m.s-1. Qu’observez-vous ?
P
10
η 1= élec = =0,25 et η2 = 35/100 = 0,35 puis η3 = 35/180 = 0,19
P reçue 40
Le rendement augmente avec la vitesse du vent jusqu’à 14 m.s-1 puis s’effondre.
d) Une éolienne peut-elle fonctionner et produire de l’énergie électrique quelle que soit la vitesse du
vent ?
Une éolienne a un fonctionnement optimal pour une vitesse de vent moyenne d’environ 14 m.s -1.
Au-delà, les pertes d’énergie sont trop importantes et l’éolienne risque de se casser.
2°) Énergies renouvelables

Ce deuxième document propose deux exemples de centrales dont les ressources primaires d’énergie
sont renouvelables. Les deux rendements donnés montrent la disparité qui existe entre les différents
convertisseurs d’énergie.
a) Comparez les rendements de la centrale photovoltaïque et de la centrale hydroélectrique.
0,7 / 0,2 = 3,5
ηhydro est 3,5 fois plus grand que ηphoto
b) Pourquoi, à votre avis, sommes-nous quand même obligés de construire des centrales
photovoltaïques ?
Il n’existe pas suffisamment de cours d’eau se prêtant à l’installation de barrages hydroélectriques.
c) D’après le rendement, quelle est la puissance délivrée par le Soleil au parc photovoltaïque ?
D’après la surface de la centrale, rapportez cette puissance solaire en watts par mètre carré.
Preçue = Putile / η = 40 / 0,2 = 200 MW.
200 / 800000 = 0,00025 MW.m-2 = 0,25 kW.m-2 = 250 W.m-2.
d) Le rendement d’un convertisseur d’énergie peut-il être égal à 1 ?
Non, il y a toujours des pertes d’énergie.

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3°) Centrale nucléaire

Ce dernier document présente un schéma simplifié d’une centrale nucléaire à fission ainsi que le
schéma correspondant à sa chaîne énergétique.
a) Une centrale nucléaire utilise-t-elle une ressource primaire d’énergie renouvelable ? Justifiez.
Non. Une centrale nucléaire utilise de l’uranium qui est un minerai dont les ressources sont limitées.
Synthèse : Expliquez pourquoi on peut affirmer que les modes de production présentés « produisent
de l’énergie sans combustion ». Quel est l’avantage environnemental ?
Aucun « carburant » n’est brûlé pour les faire fonctionner. L’avantage est que ces modes de
production ne dédagent pas de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone).

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