Dans le cadre de l'année de première les élèves sont amenés à travailler sur les Travaux Personnels Encadrés ou TPE. En début d'année il nous a été difficile de choisir un sujet qui soit motivant pour chacun de nous. Nous avons d'abord opté pour l'intelligence artificielle mais après une longue hésitation ce sujet nous est apparu comme complexe et nécessitant des capacités mathématiques que nous ne possédions évidemment pas. Ainsi Samuel Poirée, Marc Antoine Cesari et moi-même Victor Dumas avons choisi d'étudier le thème de la production d'énergie électrique au travers des deux principales sources de la production mondiale qui sont l'hydroélectricité et le thermique. Ce thème est donc largement apparenté à une préoccupation actuelle qui est l'écologie et les moyens de production d'énergie électrique tout en préservant l'environnement. C'est pourquoi ce sujet concerne essentiellement trois matières qui sont la physique, le génie mécanique et le génie électrique.
Nous avons donc pris la mesure du sujet après avoir recherché lors d'une séance le mode de production d'énergie électrique des deux types de centrales. Puis formulant une première problématique avec la précieuse aide de Monsieur Eustache nous avons enfin pu commencer à approfondir le sujet.
Problématique :
En quoi la production d'électricité par centrale hydroélectrique peut elle être une alternative aux centrales thermiques?
De nombreuses recherches nous ont conduites à des données qui ne nous ont pas permis d'avancer. En effet celles-ci était soit obsolètes et notamment sur les articles datant de dix ans soit invérifiable car controversées par d'autres sources. Nous avons alors décidé de nous référer à une source sûre qu'est l'entreprise EDF. Madame Claire Mandie, responsable de l'Equipe Internet EDF, nous a envoyé des informations précieuses pour la construction de notre TPE. Elle nous a recommandé des sites internet et nous a adressé un courrier avec des réponses précises à nos questions.
Nous avons établit un plan de recherche rigoureux et nous nous sommes astreint à une rédaction hebdomadaire du carnet de bord. Nous nous sommes donc répartis les tâches. J'ai pour ma part effectué les montages des expériences, la vidéo de modélisation de la centrale thermique. J’ai rédigé la présentation des TPE qui va servir d’introduction à notre exposé. Toutefois nous avons dans l'ensemble travaillé en équipe. Dans la recherche deux personnes trouvant le même résultat permet de corroborer une hypothèse. Nous avons particulièrement passé du temps à établir le plan pour qu'il n'y ait aucune hésitation sur la démarche documentaire et explicative.
Plan suivi :
I)Modélisation
a)Présentation d’une centrale thermique
b)Modèle expérimental
c)Présentation d’une centrale hydroélectrique
d)Modèle expérimental
II)Avantage de l’hydroélectricité sur le thermique
a)Avantages et inconvénients du thermique
b)Avantages et inconvénients de l’hydroélectrique
c)L’hydroélectricité est une alternative au thermique
III)De nouvelles solutions hydroélectriques
a)Présentation de divers modèles
b)Avantages et inconvénients de ces modèles
Pour répondre à la problématique, l'expansion démographique mondiale et le rapide développement des pays émergents entraine une hausse des besoins énergétiques. De plus des problèmes environnementaux apparaissent au grand jour et les états souhaitent rester en accords avec l'opinion publique sensible aux campagnes publicitaires écologiques. De nouvelles innovations technologiques se sont développées, les progrès ainsi réalisées permettent de répondre aussi bien aux besoins énergétiques du pays considéré qu'aux espérances de la population pour l'environnement. Parmi les innovations technologiques nous pouvons distinguer celles réalisées dans le domaine hydroélectrique, particulièrement représentatif des énergies renouvelables. Tandis que dans le secteur des énergies fossiles la centrale thermique est la plus utilisée.
Le choix de ce projet s’est donc révélé très intéressant sur le plan de la connaissance. En effet le développement durable est un sujet d’actualité. En outre mes connaissances en physique au début de l’année étaient pauvres. C’est grâce à ce sujet que j’ai pu comprendre des notions telles que la puissance ou l’énergie en cours de physique. Enfin cette expérience m’as obligée à être méticuleux et ordonné. J'aimerai particulièrement remercier Monsieur Eustache pour son aide.
Bibliographie:
http://www.edf.com/html/panorama/production/industriels/renouvelable/marine/france.html
http://jeunes.edf.com/
http://www.planete-energies.com/site/fr/homepage.html
http://www.energies-renouvelables.org/energie_hydraulique.asp
Documents envoyés par EDF
Manuel de physique 1S
Cette année pour les Travaux Pratiques Encadrés, nous avons choisi Victor Dumas, Samuel Poirée et moi, de prendre un thème qui correspond à un enjeu fondamental de notre ère, l’énergie étant un des sujets proposés nous nous somme orienté dans ce domaine qui correspondait à nos souhaits. Nous avions hésité à choisir en premier lieu « l’intelligence artificielle » cependant la complexité mathématique du thème nous a ramené a un sujet dont il était plus facile d’obtenir des informations et qui nécessitait moins de connaissances personnelles. Ainsi après des réflexions longues et tumultueuses, dans lesquels l’aide de monsieur Eustache nous a été nécessaire et appréciée, nous avions fini par avoir notre problématique :
En quoi la production d'électricité par centrale hydroélectrique peut elle être une alternative aux centrales thermiques?
Nous avons donc trois matières que notre sujet traite : la physique le génie mécanique et le génie électrique.
Cette problématique répondait à nos exigences et était dans le mouvement général qui est celui de l’écologie, nous voulions apporter des précisions quand aux techniques employées, aux dernières innovations et permettre ainsi aux personnes qui le veulent de se faire une opinion à l’aide de notre travail.
Dès que le sujet fut défini nous nous sommes lancés dans les recherches documentaires et assez rapidement internet s’est révélée la source offrant le plus d’informations cependant cette quantité importante est contrebalancée par la qualité relative de celles-ci, en effet de nombreuses données chiffrées apparaissent mais elles sont quelquefois contradictoires, elles sont souvent obsolètes et les sources ne sont pas toujours spécifiées. Ainsi nous avons voulu nous documenter auprès de professionnels dans le domaine de la production d’énergie, nous avons donc contacté EDF leur demandant s’il était possible de visiter une centrale thermique ou hydraulique dans la région PACA de préférence et si nous pouvions obtenir des documents officiels et une liste de sites proposant des données authentiques. nous avons obtenu une réponse d’EDF, plus précisément de Madame Claire Mandie nous indiquant par e-mail des sites référencés comme ayant des informations fiables et nous indiquant qu’il serait malheureusement impossible de nous rendre dans une centrale en raison du plan Vigipirate. Nous avons aussi reçus une pochette contenant des fiches confirmant nos principales informations et nous en apportant des nouvelles quelques semaines plus tard.
Le carnet de bord nous a permis d’avoir un certain recul sur notre travail, de voir les avancées effectués, les points à préciser et d’être rigoureux dans notre avancé du travail. Pour la répartition des tâches, j’ai pour ma part effectué d’une manière générale un travail de recherche, et de mise en écrit mais j’ai aussi construit la partie sur les nouvelles solutions hydroélectrique. Cependant nous nous sommes tout le temps concerté entre nous, nous avons mis en commun nos informations et chacun a participé au travail de l’autre, nous avons travaillé en équipe.
Le travail en équipe nécessite du temps, de la patience, de la ténacité mais au final cela produit un travail de qualité. Notre plans est très représentatif d’ailleurs là-dessus nous avons passés beaucoup de temps dessus pour obtenir le meilleur résultat possible.
Plan suivi :
I)Modélisation
a)Présentation d’une centrale thermique
b)Modèle expérimental
c)Présentation d’une centrale hydroélectrique
d)Modèle expérimental
II)Avantage de l’hydroélectricité sur le thermique
a)Avantages et inconvénients du thermique
b)Avantages et inconvénients de l’hydroélectrique
c)L’hydroélectricité est une alternative au thermique
III)De nouvelles solutions hydroélectriques
a)Présentation de divers modèles
b)Avantages et inconvénients de ces modèles
Pour répondre à la problématique, l'expansion démographique mondiale et le rapide développement des pays émergents entraine une hausse des besoins énergétiques. De plus des problèmes environnementaux apparaissent au grand jour et les états souhaitent rester en accords avec l'opinion publique sensible aux campagnes publicitaires écologiques. De nouvelles innovations technologiques se sont développées, les progrès ainsi réalisés permettent de répondre aussi bien aux besoins énergétiques du pays considéré qu'aux espérances de la population pour l'environnement. Parmi les innovations technologiques nous pouvons distinguer celles réalisées dans le domaine hydroélectrique, particulièrement représentatif des énergies renouvelables. Tandis que dans le secteur des énergies fossiles la centrale thermique est la plus utilisée.
Ce sujet m’a permis d’avoir des exemples d’applications concrètes de notions abordées en classe, notamment en physique. De plus les connaissances acquissent lors de ce travail me sont aujourd’hui précieuses pour des sujets d’actualité traitant de l’écologie ou de l’énergie. Les TPE m’ont apporté une expérience intéressante sur la façon de travailler en équipe sur un projet et cela m’a montré qu’il faut avoir un raisonnement rigoureux pour un maximum d’efficacité
Bibliographie:
http://www.edf.com/html/panorama/production/industriels/renouvelable/marine/france.html
http://jeunes.edf.com/
http://www.planete-energies.com/site/fr/homepage.html
http://www.energies-renouvelables.org/energie_hydraulique.asp
Documents envoyés par EDF
Manuel de physique 1S
Cette année, dans le cadre des TPE de première, nous nous sommes tout d'abord orientés vers un sujet scientifique compte tenu de notre filière. Ce pourquoi nous avons tout d'abord commencer des recherches sur le thème de l'intelligence artificielle. Cependant, ces recherches furent infructueuses étant donné les controverses et le manque d'informations qui existent concernant ce sujet. De même, nos connaissances sur ce thème étant limitées, nous avons préféré nous rabattre vers un sujet plus abordable et représentant l’un des enjeux les plus important pour l’avenir, à savoir les énergies nouvelles.
Nous avons donc sélectionné ce thème notamment puisque que nous sommes dans une période dans laquelle le développement d'énergies nouvelles et renouvelables est vital pour l'avenir de notre planète en vu des besoins énergétique croissants de la population.
Ainsi, nous avons décider d'étudier et de comparer deux types de production d'électricité : la centrale électrique thermique, qui est la plus représentative des énergies dites « fossiles », c'est à dire utilisant des ressources épuisables d'origine naturelle, ainsi que la centrale hydroélectrique, qui produit de l'électricité à partir du débit d'un courant, ou encore d'une chute d'eau dans le cas d'un barrage.
Ce qui nous a très vite amener à formuler une problématique à propos du sujet, mais qui fut vite modifiée à l'aide des professeurs encadrant ce TPE :
En quoi la production d'électricité par centrale hydroélectrique peut elle être une alternative aux centrales thermiques ?
Les premières recherches que nous avons effectué étaient souvent imprécises voire contradictoires, ou encore trop anciennes pour être représentatives des productions d'électricité actuelles, ce pourquoi nous avons contacté une source sure d'informations, à savoir le groupe EDF, qui nous a fournit certaines données à partir de documents envoyés par courrier, ainsi que des sites considérés comme fiable et pouvant ainsi servir à compléter nos recherches. Nous avions également profité de cette demande d’informations afin d’obtenir la possibilité de visiter une centrale hydroélectrique et/ou thermique de la région, cependant, cette demande fut rejeté en raison du plan Vigipirate.
Ainsi, à l'aide de nos recherches, nous avons pu établir le plan suivant :Plan suivi :
I)Modélisation
a)Présentation d’une centrale thermique
b)Modèle expérimental
c)Présentation d’une centrale hydroélectrique
d)Modèle expérimental
II)Avantage de l’hydroélectricité sur le thermique
a)Avantages et inconvénients du thermique
b)Avantages et inconvénients de l’hydroélectrique
c)L’hydroélectricité est une alternative au thermique
III)De nouvelles solutions hydroélectriques
a)Présentation de divers modèles
b)Avantages et inconvénients de ces modèles
Pour répondre à la problématique, l'expansion démographique mondiale et le rapide développement des pays émergents ont entraîné une hausse des besoins énergétiques. De plus des problèmes environnementaux apparaissent au grand jour et les états souhaitent rester en accords avec l'opinion publique sensible aux campagnes publicitaires écologiques. De nouvelles innovations technologiques se sont développées, les progrès ainsi réalisés permettent de répondre aussi bien aux besoins énergétiques du pays considéré qu'aux espérances de la population pour l'environnement. Parmi les innovations technologiques nous pouvons distinguer celles réalisées dans le domaine hydroélectrique, particulièrement représentatif des énergies renouvelables. Tandis que dans le secteur des énergies fossiles la centrale thermique est la plus utilisée.
Nous nous sommes ainsi répartis les tâches : Marc-Antoine et moi-même nous sommes attelés principalement aux recherches, chacun effectuant des recherches sur une partie, puis complétant celles de l’autre par recoupement des données et informations trouvées, et ce afin de rendre notre devoir le plus complet possible et afin d’en affiner la précision au maximum, et ce, pendant que Victor se chargeait du montage des vidéos expérimentales, ainsi que de leur mise en ligne sur le site qu’il a créé pour ce TPE
Ainsi, outre les connaissances acquises au cours des recherches effectuées, ce TPE sur le thème des énergies m’a également permit de comprendre d’avantage en quoi la recherche et le développement d’énergies nouvelles et renouvelables est une priorité pour l’avenir.
Bibliographie:
http://www.edf.com/html/panorama/production/industriels/renouvelable/marine/france.html
http://jeunes.edf.com/
http://www.planete-energies.com/site/fr/homepage.html
http://www.energies-renouvelables.org/energie_hydraulique.asp
Documents envoyés par EDF
Manuel de physique 1S
Diapos :
http://www.educonline.net/spip/IMG/pdf/UV1_diapo_Partie_A_centrale_elec.pdf
http://www.edsb.fr/documents/barrages.pdf