Cette visite est l'occasion de revenir aux fondamentaux :
Comment fonctionne un barrage? Quels sont les différents types de barrages?
Quels sont ses avantages et ses limites ?
Comment fonctionne un barrage hydroélectrique? La réponse avec cet exposé rédigé par les élèves du Collège Lapassat de Romans-sur-Isère...
Le vendredi 3 mai 2019, la classe de 4ème2 est allée visiter le barrage de Pizançon qui se situe à environ 500 mètres de notre collège. Nous avons été divisés en deux groupes : le premier visitait le barrage avec un des employés et l’autre écoutait les informations données par le directeur du barrage.
Le barrage de Pizançon
Comment un barrage fonctionne-t-il ?
1. La retenue de l'eau :
Le barrage retient l'écoulement naturel de l'eau. De grandes quantités d'eau s'accumulent et forment un lac de retenue.
2. La conduite forcée de l'eau :
Une fois l'eau stockée, des vannes sont ouvertes pour que l'eau s'engouffre dans de longs tuyaux métalliques appelés conduites forcées. Ces tuyaux conduisent l'eau vers la centrale hydraulique, située en contrebas.
La plupart des centrales hydrauliques en France sont automatisées. Chaque centrale se met en marche selon un programme pré-défini en fonction des besoins d'électricité.
3. La production d'électricité :
À la sortie de la conduite, dans la centrale, la force de l'eau fait tourner une turbine qui fait à son tour fonctionner un alternateur. Grâce à l'énergie fournie par la turbine, l'alternateur produit un courant électrique alternatif.
Les principales sortes de turbines sont « turbines Kaplan » ou « turbines Pelton »
La puissance de la centrale dépend de la hauteur de la chute et du débit de l'eau. Plus ils seront importants, plus cette puissance sera élevée.
4. L'adaptation de la tension
Un transformateur élève la tension du courant électrique produit par l'alternateur pour qu'il puisse être plus facilement transporté dans les lignes à très haute tension.
A la sortie de l’usine, l’eau qui a perdu de sa puissance rejoint la rivière par un canal spécial appelé canal de fuite.
Quels sont les différents types de barrages ?
Selon la hauteur du barrage, on distingue :
1) Les barrages de haute chute :
Ils sont surtout présents dans les sites de haute montagne. Ils sont caractérisés par un débit faible et un dénivelé très fort avec une chute supérieure à 300 m. Le barrage en retenant l’eau crée un lac de retenue. Ce lac est alimenté par l'eau des torrents, la fonte des neiges et des glaciers.
En France, la plus grande hauteur de chute est celle de Portillon en Haute-Garonne (1 420 m).
Dans les Alpes, on peut citer le barrage de Tignes près de Val d’Isère ou le barrage de Grand Maison, près de Bourg d’Oisans. C’est la centrale hydro-électrique la plus puissante d’Europe. Elle peut fournir autant d’électricité que deux centrales nucléaires.
Le barrage de Grand Maison
Dans ce type de barrage, il y a peu d’eau qui arrive à chaque seconde (le jet fait à peu près 30cm de diamètre), mais comme elle tombe de très haut, elle va très vite (140m/ seconde, soit 504km/ heure)
Les centrales de lac utilisent des turbines de type Pelton. Ce sont des turbines » à auges ». (auges fixes)
2) Barrage de moyenne chute :
Ils sont surtout installés en moyenne montagne et dans les régions de bas relief. Ils sont caractérisés par un débit moyen et un dénivelé assez fort avec une chute comprise entre 30 et 300 m.
3) Barrage au fil de l'eau ou de basse chute :
Ils sont implantés sur le cours de grands fleuves ou de grandes rivières. Ils sont caractérisés par un débit très fort et un dénivelé faible avec une chute de moins de 30 m. Dans ce cas, il n'y a pas de retenue d'eau et l'électricité est produite en temps réel.
Les centrales au fil de l'eau utilisent des turbines de type Kaplan. Elles ont des aubes mobiles.
Le barrage de Pizançon est un barrage de basse chute. Sa hauteur est de 12 mètres. Il y a 4 turbines Kaplan et 6 vannes qui permettent d’évacuer l’eau qui ne peut pas être turbinée.
Les turbines peuvent turbiner 450m3 à la seconde. S’il y a plus d’eau, elle est déversée par les vannes. Le débit maximum de l’Isère a été de 1450m3 à la seconde pendant la crue de mai 2015. Pour donner une image, une piscine de 10m x4m x2m contient 80m3 d’eau : à chaque seconde, c’est donc presque 6 piscines qui sont turbinées !
On trouve aussi un "dégrilleur" qui permet de récupérer tous les déchets transportés par l’Isère : branches, troncs d’arbres, bouées, déchets plastiques qui pourraient ralentir le débit du barrage ou endommager les turbines.
La production électrique du barrage est informatisée et est dirigée depuis Lyon. La centrale hydroélectrique produit 655 gigawatts/ heure (1 fois et demie la consommation électrique de Grenoble).
Quant à l’électricité produite, elle est distribuée sur tout le réseau français (pas seulement sur Romans).
Avantages et problèmes liés aux barrages :
Avantages :
- L’électricité produite par un barrage est renouvelable et peu polluante. L’eau effectue un cycle perpétuel sur terre et donc se renouvelle constamment.
C’est une énergie propre car elle ne produit pas de gaz à effet de serre et ne rejette pas de déchets toxiques.
- De plus, si on ne sait pas stocker l’électricité, on peut stocker l’eau (dans les lacs de retenue et produire de l’électricité quand on en a besoin, en particulier pendant les pics de consommation (le matin, le soir ou encore pendant la mi-temps du Mondial de foot…).
- Les barrages permettent aussi de contrôler les crues et de protéger les villes contre les inondations.
On crée aussi souvent des bases de loisirs nautiques près des lacs de retenue (la base d’aviron Fénestrier de Romans)
- Enfin, grâce aux barrages, on peut irriguer des cultures, en particulier pendant les périodes de sécheresse et alimenter les villes en eau potable. En cas d’incendie de forêt, on peut aussi utiliser l’eau des lacs de retenue.
Limite :
Quand on ouvre une vanne pour faire un « lâcher d’eau », ce sont des milliers de m3 d’eau qui vont instantanément dans le lit de la rivière. C’est pour cela qu’il faut être très prudent quand on va se promener au bord d’une rivière, en dessous d’un barrage.
Construction & Historique du barrage de Pizançon :
Le barrage de Pizançon a été construit entre 1928 et 1931 au nord de Romans, dans un site étroit et encaissé sur l'Isère. Il a été construit pour réguler le cours de l’Isère et pour produire de l’électricité. Une route a aussi été construite sur le barrage. Jusqu’en 1993, elle était empruntée par les voitures, puis, comme le trafic routier augmentait, on a construit le pont des Allobroges, et la route du barrage est devenue une « vélo route »
Le 20 juin 1940, l’armée française dynamita une partie de la route – barrage pour ralentir l’avancée de l’armée allemande. Le 30 aout 1944, les Allemands voulurent faire sauter le barrage mais ils échouèrent. Ainsi, les Alliés purent franchir l’Isère.
On trouve deux autres barrages sur l’Isère près de Romans : le barrage de la Vanelle aux environs de Clérieux et celui de Beaumont Monteux.
Les élèves de 4ème du collège Lapassat & Marie-Thérèse Besson, professeure référente.