Rappelons d'abord la formule ec = 1/2 mv2. M c'est la masse et v la vitesse. On s'aperçoit donc qu'à masse constante, si on double la vitesse, l'énergie cinétique est multipliée par 4.
D'où l'importance de rechercher la vitesse maximum dans une chute d'eau. Quelle que soit la pente, la vitesse maximum est atteinte au bout de 800 mètres linéaires, autrement dit une chute plus longue ne produira pas plus d'électricité.
Dans le cas d'un barrage au fil de l'eau, le captage se fait en haut et les turbines sont en bas du barrage. Sur le Rhône le barrage de Génissiat a une chute de 94 mètres pour un débit de 750 m3. La puissance du barrage est de 400 MgWh. Plus bas, au barrage de Cusset, on a un débit de 1000 m3, une hauteur de chute de 12 mètres et une puissance de 75 MgWh.
Quand le débit du ou des cours d'eau est faible, on fait alors des barrages réservoirs ; l'eau est canalisée dans des conduites forcées et amenée beaucoup plus bas dans l'usine où elle est turbinée. On utilise ces barrages-lacs pour fournir de l'électricité durant les pics de consommation, l'énergie cinétique est optimisée, afin d'avoir une puissance 100 fois supérieure à ce qu'on aurait obtenu avec un barrage au fil de l'eau avec le même cours d'eau.
On peut aussi obtenir des barrages lacs de façon artificielle. On remonte l'eau par pompage durant les heures creuses et on turbine durant les heures de pointe. Les STEP présentent le très gros désavantage de consommer plus d'électricité qu'elles n'en produisent, et la masse en gravité de la colonne d'eau à remonter est tellement importante, que la pompe doit être alimentée par de la haute tension. Donc les STEP ne peuvent fonctionner qu'avec le surplus des centrales nucléaires, ce qui les condamne à terme.
Si en revanche on n'utilise plus le pompage et qu'on remonte par palier et par un autre moyen l'eau, alors la masse en gravité sera beaucoup moins importante, s'il y a 10 paliers, la masse sera divisée par 10. Cela suppose d'avoir une colonne montante différente de celle qui sert au turbinage de l'eau, on peut alors concevoir une remontée en pente douce (pour un effort plus réduit) et une pente forte à la descente afin d'avoir le maximum d'énergie cinétique avant turbinage.
et l’Energie Potentielle on s’en fout ?
E= mgh ? avec m la masse d’au, g la constante gravitationnelle, et h la hauteur ?
Il m’eut semblé qu’elle primait dans l’energie d’une chute d’eau, mais peut etre me trompe je ?
L’énergie potentielle est une énergie "possible".
La conservation de l’énergie mécanique implique en théorie que :
Energie cinétique + Energie potentielle = cte.
Donc ça revient en théorie au même.
Sauf qu’en pratique il y a les pertes de frottement :
Energie cinétique + énergie potentielle + énergie de frottement = cte.
Comme lors d’une chute libre dans l’air, la vitesse maximale de ce qui chute est limitée par le frottement : l’accélération due au force de frottement compense l’accélération de la pesanteur, ce qui fait que la vitesse, après un certain temps (ou distance), devient constante.
Au moment où la vitesse de chute est maximisée, alors l’énergie cinétique est maximisée, donc le travail utile est maximisé.
C’est pas inintéressant mais à part la formule et l’explication de la puissance en fonction de la hauteur de chute , c’est très court et cela apporte quoi concrètement ?
Non la constante gravitationnelle joue un rôle beaucoup moins important que l’accélération lors de la chute. Avec une masse d’eau de 100 sur une pente faible ou courte on obtient moins d’électricité qu’avec une masse de 30 sur une pente forte.
Les barrages au fil de l’eau ont un rendement énergétique au M3 bien inférieur à celui des centrales situées en bout de conduites forcées.
beau ramassis d’erreur. pour rester correct.
c’est la constante gravitationelle qui transforme la masse (qui est une constante physique universelle d’une matière) en poids et donc en force.
Cette constante fait que nous restons sur terre mais varie en fonction de l’altitude jusqu’a devenir négligeable a mesure que l’on s’eloigne du centre de la terre(c’est l’apesanteur des cosmonautes.)
Ce qui nous interesse dans les barrages c’est non pas la vitesse de l’eau mais sa hauteur, qui fournit une pression.
Pour faire court, le poids de la colonne d’eau verticale au dessus de l’endroit ou je met ma turbine.
C’est pour ça que le trou du barrage, il est au fond de la vallée, sinon on ferait couler l’eau par dessus.le barrage, .......non ????
La pression, c’est comme en Bretagne, c’est un bar tous les 10 mètres (9,81 m/s² pour etre precis, c’est la constante gravitationnelle terrestre)Donc 100m de haut dix bar, mille metre cent bar
Cette pression est primordiale car elle fournit l’effort suivant la formule p=FxS ou p est la pression, F la force et S la surface d’application.
Donc a systeme egal la section d’une trubine etant constante, pour augmenter l’effort il faut augmenter la pression
Donc plus la colonne d’eau est haute et plus pression est forte et plus il y a d’effort a transformer en energie dans ma turbine
Ce que vous dites dans votre article c’est que si je me rince les mains sous un robinet, je ressent la meme chose que si j’essaie de le boucher avec mon doigt.
Dans le premier cas, ça coule par gravité et sans pression et je me lave les mains, dans le second il ya de la pression et je n’ai pas assez de force pour arreter l’eau...
Si ce que vous dites etait vrai, on utiliserai la pluie pour produire de l’electricité, mais par contre on ne sortirai pas pendant les averses......
Et on aurait pas de karsher, lancer des seaux d’eau très fort suffirait......
Vous omettez les pertes de charges il me semble.
Il y a équivalence entre énergie potentielle et énergétique... aux pertes de charge près.
La pression ne peut donc pas augmenter indéfiniment.
De plus l’expression de la pression est P=F/S, non P=FxS (en Newton/m² = Pa).
Les pertes de charge interviennent lorsque l’eau se déplace globalement a cause du frottement dans les tuyauteries et suivant différents facteurs de formes (coude, retreint etc) et sont proportionnelles a la vitesse.
Au bout d’une certaine longueur de la pression est entièrement consommée par les pertes de charge et il n’y a plus d’énergie.
C’est pour cela qu’il y a des postes de surpression dans les transferts de fluide a longue distance type Pipe Line ou gazoduc.
Par contre dans le cas de l’énergie potentielle emmagasinée, c’est a hauteur de la colonne d’eau qui fait foi, et la seule limite est la résistance des matériaux qui constituent le tuyau ou le barrage, voire la turbine qui ne pourrait pas travailler a des pression trop importantes.
Il s’agit bien d’un potentiel, et c’est après qu’intervient le rendement qui va consommer le potentiel de plein de façon différentes, de la perte de charge en tuyauterie au frottement dans la turbine, en courants de Foucault dans l’alternateur en pertes joules dans les lignes électriques, etc...jusqu’à notre grile pain, qu lui transformera ce qui reste en chaleur.
Mais globalement, plus la hauteur d’eau est importante, et mieux je grille mon pain
et vous avez raison pour la pression, c’est une faute de frappe...
En fait, il n’y a pas vraiment de différence entre le cas de dynamique des fluides et le cas de la dynamique des corps. La différence de formulation ne vient que de la nature différente des objets traités.
Ce n’est pas de l’énergie potentielle que l’on tire de l’énergie, car l’on tire l’énergie du mouvement, donc de la vitesse, donc de l’énergie cinétique.
D’ailleurs, l’énergie potentielle est une énergie "virtuelle", inventé pour des raisons de convenance.
De fait, on ne peut jamais mesurer par expérience une énergie potentielle. Ce qu’on peut mesurer, c’est une vitesse, donc l’énergie cinétique.
Mais en effet, il se trouve que la vitesse ne dépend que de la hauteur de chute, comme le montre les lois de la physique, du moins en première approximation.
L’énergie potentielle est inventée par convenance, disais-je, pour les besoins du théorème de conservation de l’énergie mécanique.
Ec + Ep = Em = cte
avec
Ep, énergie potentielle
Ec, énergie cinétique.
Em, énergie mécanique
Au début de la chute Ec=0, donc Em = Ep = mgh
A la fin de la chute Ep=0, donc Ec = 1/2mv² = Em = mgh
Mais c’est dans le cas idéal, lorsque toutes les forces sont "conservatives"
Lorsque cela n’est pas le cas, il y a des frottements (considérés visqueux) et des pertes en chaleur.
L’énergie mécanique ne se conserve plus :
(Ec = 1/2mv²) =/= (Ep = mgh)
Ec = mgh - δW(Fnc)
δW(Fnc), travail des forces non conservatives (perte, chaleur).
Evidemment, plus l’eau circule vite dans la conduite, plus il y a de pertes de charge...
En pratique, comme pour la chute libre, la vitesse va tendre vers un maximum, au-delà duquel elle n’augmentera plus. Ce maximum dépend des pertes (Maximiser les pertes par un parachute permet de sauter d’un avion).
C’est-à-dire que l’énergie cinétique atteint un maximum, par conséquent le travail utile aussi. Accroître encore la hauteur de chute n’apporterait pas plus d’énergie.
Bonjour Cassino,
c’est pour bientôt le prix Nobel ? Mais qu’est-ce qu’ils foutent à l’académie ? Le mouvement perpétuel pour produire de l’énergie : même Einstein n’y a pas pensé !
JL1, je n’ai jamais parlé de mouvement perpétuel, par contre vous, c’est idée fixe perpétuelle !
Quant à Einstein, il a dit : "inventer, c’est penser à côté". Pensez à côté, c’est déjà ne pas être obtus.
Vous êtes bien meilleur je trouve dans l’analyse politique que lorsqu’on parle de choses terre à terre. Moi, je suis plutôt au niveau du sol et mon trou de balle est normal, dirigé vers le bas, ainsi je ne peux pêter plus haut que mon cul.
Cassino,
merci pour l’éloge sur la chose politique. Je vous trouve pas mal vous aussi, dans ce domaine.
Pour ce qui est des choses terre à terre, question 1 : est-ce que vous admettez que si l’on fabriquait une machine qui produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, ce serait mieux que le mouvement perpétuel ?
Question 2 : est-ce que votre machine ou l’un quelconque des dispositifs que vous introduisez dans votre machine produit plus d’énergie qu’il n’en consomme, ou moins ?
Je suis prêt à en discuter posément avec vous si vous répondez sans faux-fuyants à ces deux questions.
Pour cette histoire de toto, quoi que vous répondiez, bien que je trouve ça passablement écœurant, allez je vous pardonne, je vous ai visiblement agacé.
Sur le fait qu’une machine puisse produire plus d’énergie qu’elle n’en consomme ça me semble être la cas des pompes à chaleur ; si vous mesurer la consommation électrique de l’hélice, que vous transformiez cette consommation chaleur, vous vous apercevez que la pompe à chaleur restitue plus qu’elle ne consomme.
Une éolienne par tout son système d’engrenages peut être considérée comme une machine, elle produit de l’électricité mais n’en consomme pas.
Pour le cas d’un nouveau procédé de STE, les 2 cycles production d’électricité et remonté de l’eau sont complètement différenciés, sans lien, alors qu’en utilisant le même conduit pour la montée et la descente de l’eau on ne peut déroger aux lois de la physique.
Question 2 : est-ce que votre machine ou l’un quelconque des dispositifs que vous introduisez dans votre machine produit plus d’énergie qu’il n’en consomme, ou moins ?
La question 2 montre que vous n’avez pas compris le système. La seule machine qui produit de l’énergie c’est le couple de la turbine. Au stade de la turbine, il n’y a aucune consommation d’énergie, alors que dans le système actuel si, puisque la pompe se trouve dans le même axe que la turbine.
Pour remonter l’eau, j’utilise la force en vectoriel (direction) que possède l’air comprimé. Cette force est considérable puisque un coussin d’air gonflé seulement à 8 ATU permet de soulever une charge de 70 tonnes. Pour produire l’air comprimé j’ustilise à la fois le couple d’une éolienne horizontale et la dépression (=vide d’air) créer par les 2 pompes qui sont en dépression dans un local fermé, situé sous l’éolienne (il y a toujours 2 pompes en pression et 2 pompes en dépression). Comme la production d’air comprimé doit être constante, il y a un moteur électrique en prise sur la couronne rotor de l’éolienne qui fait fonction de régulateur de vitesse. La vitesse nominale de rotation de l’éolienne ne pourra être déterminée qu’en faisant des expériences.
Cassino,
la pompe à chaleur prélève la chaleur sur son environnement, et c’est donc une transformation d’énergie. De même, l’éolienne prélève l’énergie du vent. Ni l’une ni l’autre ne créent d’énergie.
Vous semblez ignorer ce principe élémentaire de physique. A partir de là, ce n’est même pas la peine d’aller plus loin. Il est clair que vous n’avez pas assimilé les notions d’énergie et de puissance, la preuve, vous écrivez : "La seule machine qui produit de l’énergie c’est le couple de la turbine".
Cette simple phrase montre que vous croyez qu’un dispositif mécanique peut produire de l’énergie, et c’est bien pour cela que je vous ai parlé de mouvement perpétuel.
Mais tout cela vous a été expliqué en long et en large par de nombreux intervenants et moi-même ; restez donc dans vos croyances. Après tout, je m’en fiche.
Revoilà cassino avec ses pompes miracles
la puissance est purement fonction du volume d’eau et de sa hauteur de chute.
Peu importe la pression,si vous amenez 2 fois plus d’eau à la moitiè de la hauteur, vous délivrerez la même puissance
Quand vous remontez l’eau c’est exactement la même chose.
Si on fait des ouvrages les plus hauts possibles, c’est qu’à volume égal turbiné, la puissance délivrée augmentera en fonction de la hauteur de chute.
Le problème des centrales turbinage pompage, c’est qu’il faut avoir un bief en aval capable de stocker les quantités d’eau turbinée, ce qui revient à construire deux lacs de retenue.
Le barrage de l’eau d’Heure en belgique est un bon exemple où l’on a des volumes d’eau de renouvellement très faibles, mais où l’on a des lacs de stockage en aval en fonction des quantités de courant que l’on a jugées nécessaires.
Bien sur,au plus l’eau chute rapidement, au plus elle, acquiert de l’énergie,mais encore une fois ,ceci est fonction de la hauteur de chute et du volume qui passe dans le conduit.
Bref, pas la peine d’accélérer, ni de freiner la puissance à l’arbre reste fonction des 2 paramètres, hauteur et volume, point à la ligne
J’ai clairement expliqué en prenant les barrages de Génissiat et de Cusset que la hauteur de chute était déterminante puisque le débit du Rhône est inférieur à Génissiat par rapport à Cusset mais la hauteur de chute étant beaucoup plus importante à Génissiat (90 m contre 12 m) la puissance du barrage de Génissiat est plus de 5 fois supérieure à celle du barrage de Cusset. Ce n’est pas la peine de dire : c’est faux et puis ensuite répéter ce que j’ai dit.
Parler de pression dans une chute d’eau n’a aucun sens. Les conduites forcées doivent être pleines pour éviter les coups de bélier, l’eau n’est donc qu’un corps en déplacement sans pression particulière, elle n’est nullement pressurisée comme dans les centrales nucléaires. Avec les faibles débits, la conduite est divisée en 4 car les turbines Pelton sont "arrosées" à 4 endroits sur leur circonférence, mais cela n’augmente guère la pression de l’eau.
Le rendement énergétique en hydraulique n’est pas fonction du volume d’eau puisqu’il s’agit de l’énergie (kWh) par M3 d’eau turbinée. Au contraire, dans un grand barrage au fil de l’eau, le volume d’eau dans la turbine fait qu’on dépasse très largement le point zéro, entre la résistance du rotor (=frein) et le couple de la turbine.
Joletaxi, dans les STEP c’est le barrage supérieur (en amont) qui est le plus important, c’est normal puisqu’on stocke l’eau pour la turbiner qu’une heure dans la journée.
Revoilà cassino avec ses pompes miracles
Joletaxi, vous avez sorti des âneries sur la STEP de Vianden au Luxembourg que visiblement vous ne connaissez pas, mais vous, vous faites des remarques qui tombent carrément à côté. Je dis que le problème des STEP c’est le pompage qui consomme plus d’électricité que le turbinage, et vous, vous parlez de pompe miracle. Le miracle en production d’énergie ça n’existe pas, surtout dans le nucléaire.
Sur AV, il y a des trolls, ignares et irresponsables qui à défaut de pouvoir argumenter, ressortent leur litanie apprise par cœur, ça ne fait pas avancer le débat.
Cassino
de grâce prenez quelques cours de mécanique, vous mélangez tout en une soupe indigeste.
Je vous l’ai déjà dit, je ne discuterai plus avec vous.
Je vous l’ai déjà dit, je ne discuterai plus avec vous.
Enfin une bonne décision, si vous pouviez prendre la même décision avec d’autres, AV s’en porterait beaucoup mieux.
Et revoila le farfelu avec ses délires de remontée par paliers ou en pente douce !
Le dernier paragraphe vaut son pesant de bêtise !....
Un petit rappel de base...La force gravitationnelle est une force conservative...Le travail effectué par une telle force ne dépend pas du chemin parcouru mais uniquement de la variation de potentiel....Donc que l’on remonte l’eau d’un point A à un point B en une seule fois et par une pentre raide ou en 1000 et en pente douce l’énergie à fournir est strictement identique....
Ah bon c’est nouveau, essayez de poussez une voiture sur du plat et dans une côte, vous verrez si la force gravitationnelle est une force conservatrice.
Sur quoi vous basez vous pour affirmer que la pesanteur n’est pas conservative ?
J’ai la solution :
Pour remonter l’eau au barrage, il suffit que la conduite soit horizontale ou en légère descente, comme ça on n’a plus besoin d’énergie.
Bernie78, vous êtes un génie !
Bon sang, mais c’est bien sûr ! Puisqu’il est plus facile de pousser une voiture sur du plat que dans une côte, comme l’a si bien dit Cassino ci-dessus ! Et c’est encore plus facile dans une descente, c’est clair !
:-))
Merci JL1, très touché !
Je vous propose de réaliser ensemble la mise en pratique de la machine étudiée par le Hollandais Maurits Cornelis ESCHER disparu en 1972.
Par rapport à la vue en perspective qui est disponible ici : http://mcescher.frloup.com/ , il suffira d’y ajouter une turbine sur la chute d’eau pour démontrer le Principe de Cassino. Il est à noter que la remontée de l’eau est assurée par effet anti-gravitationnel.
il suffira d’y ajouter une turbine sur la chute d’eau pour démontrer le Principe de Cassino. Il est à noter que la remontée de l’eau est assurée par effet anti-gravitationnel.
Bernie 78, vous avez incontestablement des talents de journaliste : parler de quelque chose que vous ignorez, affirmer, contredire, critiquer sans savoir de quoi on parle..........
@ Bernie78,
c’est effectivement à cette machine que je pensais en rédigeant ce post, mais sans savoir où la trouver.
Le principe de Cassino, ça marche en économie : ça s’appelle la théorie du ruissellement ! Nicolas Sarkozy en est l’un des plus opiniâtres partisan et maître d’oeuvre, hélas !
:-))
nb. Je me ferai un plaisir de développer, s’il y a de nombreuses demandes.
;-)
Questions aux spécialistes : pourquoi ne remonterait on pas l’eau avec le système de "pompe à bélier" ? Cela augmenterait très fortement le rendement des ouvrages.
Le problème est que vous ne turbinez pas (ne produisez pas d’électricité) et l’eau ne remonte pas jusqu’en haut de la chute.
Cassino, tu devrais changer de pseudo ...
Sisyphe t’irait comme un gant ;)
"Quelle que soit la pente, la vitesse maximum est atteinte au bout de 800 mètres linéaires, autrement dit une chute plus longue ne produira pas plus d’électricité."
ça je veux bien le croire lorsqu’il s’agit d’une chute libre, étant donné que la résistance de l’air empêchera une vitesse supérieure.
Mais dans une conduite forcée on n’est pas en chute libre, justement, la pression entre en jeu.
Ainsi plus la hauteur est élevée plus la pression augmente la vitesse.,
Donc la Puissance est égale à la hauteur fois le débit
P (kgm/s) H(m) x D (L/s)
et en unités MKSA
P (Watt) = H x D x 9.81
Donc le turbinage fonctionne avec deux énergies, la potentielle (Hauteur) et la cinétique (Débit).
Bien entendu sans tenir compte des pertes de charges qui correspondent à la résistance d’une ligne en électricité
D’ailleurs l’analogie avec l’électricité est facile à voir :
La tension c’est la hauteur et le courant c’est le débit
P (W) = U x I
Et si on fesait remonter l eau en la poussant avec celle qui descend ! Lol
Remarque conne mais pas complètement. On utilisait parfois "le coup de bélier" pour faire remonter l’eau, sur une petite pente (à une hauteur bien inférieure à celle de départ bien sûr).