Document : Comment fonctionne un barrage hydroélectrique ?

3e
Document : Comment fonctionne un barrage hydroélectrique ?
2009-2010
France, la Corse, le barrage hydroélectrique du Lac de
Tolla près d'Ajaccio
Le barrage s’oppose à l’écoulement naturel de l’eau. De grandes quantités d’eau s’accumulent et forment un
lac de retenir. Lorsque l’eau est stockée il suffit d’ouvrir des vannes pour démarrer le cycle de production
d’électricité.
Dans un barrage hydroélectrique, on exploite l'énergie liée à la chute de l'eau provoquée par son poids. Au
cours de sa chute dans la conduite forcée, l'eau du barrage acquiert de la vitesse et donc de l'énergie de
mouvement appelée énergie cinétique, notée EC. Cette énergie assure la rotation des turbines et le
fonctionnement des alternateurs : l'énergie cinétique de l'eau est alors convertie en énergie électrique.
L'énergie cinétique est proportionnelle au carré de sa vitesse ainsi qu'à la moitié de sa masse.
Cette énergie cinétique que l'eau acquiert lors de sa chute a donc pour origine l'altitude de la réserve d'eau,
plus la hauteur de la chute sera élevée et plus l'énergie cinétique sera grande. Ainsi on définit une énergie
liée à la gravité et à l'altitude d'un corps, appelée énergie potentielle de pesanteur notée EP (ou EPP). Cette
énergie potentielle de pesanteur est proportionnelle au poids et à la hauteur de la position du corps.
Lorsque l’eau commence à descendre dans la conduite, l’énergie potentielle de l'eau se transforme en
énergie cinétique, qui est ensuite convertie en énergie électrique par les turbines et l'alternateur.
Questions :
1- Indiquer quelles sont les deux formes d'énergies que peut posséder un objet, et à quoi sont-elles
liées ?
2- Comment varie l'énergie potentielle de l'eau lors de sa chute dans la conduite ? Pourquoi ?
3- Comment varie l'énergie cinétique de l'eau lors de sa chute dans la conduite ? Pourquoi ?
4- A quel transfert d'énergie assiste-t-on lors de la chute d'eau dans la conduite ?
5- A partir des informations données dans le texte, choisir la formule qui donne l'énergie cinétique
d'un corps de masse m qui se déplace à la vitesse v :
1
EC = m×v
;
EC= m2×v
;
EC =
×m×v2
2
Recherche :
6- Qu'elle soit électrique, cinétique, ou potentielle, l'unité de mesure de l'énergie est la même.
Rechercher quelle est cette unité.
En route vers la seconde :
7- A partir des informations données dans le texte, établir la formule qui permet de calculer la
valeur de l'énergie potentielle d'un corps de masse m et situé à une hauteur h par rapport au sol.