Comment l’électricité est-elle produite ?

L’électricité est omniprésente et permet de vivre les modes de vie high-tech que nous connaissons aujourd’hui. Vous êtes en train de lire ceci sur un téléphone, une tablette, un ordinateur portable ou un ordinateur alimenté par électricité, probablement avec des lumières allumées à proximité et divers autres appareils électriques à portée de main. Cependant, si vous prenez un moment pour réfléchir à ce qu’est réellement l’électricité, vous pourriez être déconcerté. Pour quelque chose d’aussi universellement utilisé et important, la plupart d’entre nous ne connaissent en réalité pas grand-chose à son sujet. Alors, qu’est-ce que l’électricité et comment est-elle produite ? Lisez la suite pour obtenir des réponses à ces questions et bien plus encore.

Pour comprendre ce qu’est l’électricité, nous devons descendre à une échelle atomique. Les atomes sont les particules qui composent tout ce que nous sommes – vous, ainsi que l’appareil que vous utilisez (et tout ce que vous touchez) sont constitués d’atomes.

Les atomes sont faits de plus petites unités, appelées protons, électrons et neutrons.

Ces électrons ne sont liés à aucun atome en particulier; ils peuvent se déplacer d’un atome à un autre. Lorsque des forces magnétiques et électriques déplacent des électrons entre deux atomes, un courant électrique est généré. Ce processus simple est répété à une échelle beaucoup plus grande pour produire le courant électrique que nous utilisons pour alimenter notre monde.

Pour produire de l’électricité, vous avez besoin d’un générateur. La manière dont ce générateur est alimenté varie entre le charbon et l’énergie éolienne, mais cela ne change pas le processus clé de la manière dont l’électricité est générée. Le combustible fait tourner une turbine qui fait tourner des aimants entourés de fils de cuivre, ce qui augmente le flux d’électrons d’un atome à l’autre. Ce processus, comme nous le savons maintenant, génère de l’électricité.

En termes simples, l’électricité est générée lorsque des électrons se déplacent d’un atome à un autre. Lorsque nous produisons intentionnellement de l’électricité, des aimants tournants encouragent le flux d’électrons à un tel niveau que nous pouvons créer suffisamment d’électricité pour notre usage.

Bien que nous pensons souvent à l’électricité comme étant une seule chose, il existe en réalité deux types d’électricité : l’électricité statique, comme celle que nous ressentons en balayant notre main sur un ballon frotté ou un écran de télévision ancien, et l’électricité du courant.

La différence entre ces deux types réside dans le flux d’électrons. Lorsque nous éprouvons de l’électricité statique, nous pouvons ressentir le déséquilibre entre les atomes chargés positivement et négativement, cherchant un moyen de disperser la charge excédentaire pour revenir à un état équilibré. Cela se produit si vous le touchez (et vous obtiendrez une petite décharge).

L’électricité du courant contient des électrons qui se déplacent constamment entre les atomes. C’est ce type d’électricité que nous pouvons utiliser pour alimenter nos maisons.

Toute électricité est produite par le biais d’un générateur, mais la manière dont la turbine de ce générateur est alimentée peut varier considérablement. Voici 5 des méthodes les plus courantes :

• Charbon – le charbon est brûlé dans une centrale électrique pour chauffer de l’eau, qui se transforme en vapeur et fait tourner la turbine.
• Hydroélectricité – l’eau est canalisée à travers un espace artificiel et fait tourner une turbine. C’est ce qui se passe dans les barrages.
• Nucleaire – bien que le processus de fission nucléaire soit assez compliqué, la chaleur résultante est utilisée pour générer de la vapeur (tout comme le charbon) qui fait tourner les turbines.
• Éolien – le vent fait tourner la turbine éolienne en transférant de l’énergie cinétique aux pales, qui est utilisée pour faire tourner la turbine et générer de l’électricité.
• Gaz Naturel – Le gaz naturel est brûlé pour chauffer de l’eau qui se transforme en vapeur et fait tourner la turbine.

L’électricité est produite dans le monde entier, principalement dans des centrales électriques. Ces centrales sont généralement alimentées par de la chaleur, mais l’énergie cinétique peut également être utilisée, tout comme l’énergie solaire. L’électricité peut aussi être générée dans de petits générateurs de bâtiment unique, tels que ceux utilisés avec des panneaux solaires ou des générateurs de secours alimentés par combustible que de nombreuses maisons ont lorsque des tempêtes perturbent fréquemment l’électricité.

Il existe 6 méthodes de production d’électricité. Elles sont :

• Chimique – c’est ainsi que fonctionnent les batteries. Les batteries fonctionnent sur la base de l’ionisation – un ion est une particule à laquelle un électron a été ajouté ou retiré (d’où les charges positives et négatives) . Des produits chimiques sont ajoutés avec des particules chargées négativement et positivement, et les plaques métalliques à l’intérieur de la batterie prennent ces charges. La différence entre le négatif et le positif génère un flux.
• Friction – c’est le type de génération que nous expérimentons lorsque nous frottons un ballon contre nos vêtements, puis ressentons de l’électricité statique. Les électrons se transfèrent de vos vêtements au ballon, et vice versa, créant ainsi un déséquilibre entre les atomes chargés positivement et négativement, ce qui produit de l’électricité.
• Chaleur – c’est l’une des formes d’électricité les plus courantes où les électrons sautent du côté chaud (chargé négativement) au côté froid (positif) de deux métaux. Ceci est utilisé dans certains chaudières.
• Lumière – c’est l’effet observé dans les panneaux solaires. Les cellules photovoltaïques contiennent des semi-conducteurs, des matériaux comme le silicium, qui absorbent une partie de la lumière qui atteint le panneau. Cette énergie lumineuse “décroche” les électrons, ce qui signifie qu’ils peuvent circuler librement et créer un courant.
• Magnétisme – c’est de là que provient presque toute notre énergie. Comme nous l’avons mentionné au début de cet article, les aimants étant tournés par une turbine dans un générateur créent un flux d’électrons entre les atomes, produisant ainsi de l’électricité.
• Pression – la pression, également connue sous le nom de « piézoélectricité », est utilisée pour déplacer des charges positives et négatives dans un objet qui n’est pas électriquement chargé. Nous ne voyons pas souvent ce type d’électricité mais on peut l’observer dans les briquets électriques, les cuisinières à gaz, et les microphones et les pick-ups de guitare.

Le soleil ! Le soleil est l’énergie qui alimente la Terre – nous bénéficions de sa chaleur et de sa lumière. Il fait croître nos plantes, aide nos cellules à produire des vitamines essentielles, et nous pouvons l’utiliser pour générer de l’électricité.

La puissance solaire est désormais l’électricité la moins chère sur la planète, et cela continuera à l’être alors que les panneaux solaires deviennent plus efficaces et durables. Nous sommes encore au début de ce que les sources d’énergie renouvelables peuvent réaliser, elles continueront donc à devenir abordables.

En général, produire de l’électricité chez soi n’est pas rentable, même si cela peut être bénéfique pour la planète si vous le faites correctement. Cela peut également être une nécessité si vous vivez dans une région éloignée ou une région qui connaît des tempêtes annuelles susceptibles de couper l’électricité pendant plusieurs jours. Voici quelques méthodes pour générer votre propre électricité :

• Panneaux solaires – les panneaux solaires sont écologiques et efficaces si vous en utilisez suffisamment pour alimenter votre maison. Cependant, ils ne sont pas encore suffisamment développés pour produire de l’électricité lors de jours nuageux ou pluvieux, ce qui limite leur utilité, surtout dans les états du nord. Leur coût moyen d’installation est d’environ 12 000 $¹, ce qui représente un investissement initial important.
• Turbines éoliennes – vous ne verrez que rarement des turbines éoliennes résidentielles, car elles ne sont tout simplement pas pratiques pour la plupart des habitations. Si vous vivez en banlieue, ou même à portée de vue de votre voisin, il est peu probable que vous obteniez la permission (ou soyez populaire) pour ériger une turbine éolienne. De plus, elles sont prohibitives en termes de coûts – de 15 000 $ à 75 000 $² en moyenne.
• Un générateur à combustible – la plupart des personnes ayant besoin d’un générateur pour des urgences utilisent un générateur à combustible. Ces générateurs sont bruyants et coûteux à faire fonctionner, mais ils sont plus abordables à l’achat (environ 1 000 $ pour un générateur capable d’alimenter une maison).

Si vous n’éprouvez pas de coupures de courant au cœur de l’hiver ou pendant de longues périodes, alors vous n’avez probablement pas besoin d’une alimentation de secours pour votre maison, sauf si vous disposez d’appareils qui ne peuvent pas être privés d’électricité (comme des aquariums ou du matériel médical). La meilleure chose à faire si vous souhaitez profiter des bénéfices pour la planète est de passer à un plan 100 % d’énergie renouvelable, nous sommes là pour vous aider – découvrez plus sur les plans d’énergie propre d’Energie-alt. ici.

Cela varie tout le temps car le coût des combustibles et des matériaux fluctue, mais un guide général est :

• Charbon – 3500 – 3800 $/kW
• Gaz/Pétrole – 1000 $/kW
• Éolien terrestre – 1600 $/kW
• Éolien offshore – 6500 $/kW
• Hydroélectricité – 2752 $/kW
• Solaire – 1080 – 1800 $/kW

L’énergie solaire devient rapidement la méthode la moins chère pour produire de l’électricité, suivie par l’énergie éolienne et le gaz naturel. Bien que le gaz naturel ne soit pas une forme d’énergie verte, il est préférable au charbon et au pétrole, qui causent des dommages sévères à l’environnement. Le fait que l’énergie solaire et éolienne deviennent plus abordables est une bonne nouvelle pour la planète, et une bonne nouvelle pour les consommateurs, car les prix de l’énergie continueront de diminuer progressivement à mesure que l’infrastructure s’améliore.

Heureusement, vous n’avez pas besoin de savoir comment l’électricité fonctionne pour l’utiliser, mais connaître les formes de génération d’énergie qui sont bénéfiques pour la planète et celles qui ne le sont pas est une information essentielle. Si vous n’êtes pas clair sur la différence, commencez ici : Faits sur les énergies renouvelables.

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