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Les barrages et L’Homme: de l’âge du bronze à la révolution industrielle
Des vestiges de barrages préhistoriques datant du IIIe millénaire av. J.-C., ont été retrouvés en Mésopotamie dans les bassins du Tigre et de l’Euphrate et en Egypte dans le bassin du Nil. A l’origine, les barrages constituaient des réserves d’eau destinées à l’irrigation de terres agricoles.
Au Moyen Age (Xe siècle), la construction de barrages s’est accélérée en Europe. Ces édifices de hauteur modeste, servaient à l’alimentation des moulins à eau. A cette époque, l’énergie des moulins à eau était utilisée pour moudre le grain et pour actionner des petites machines (scies, maillets et foulons pour le textile ou le tannage des peaux).
La Renaissance (1300-1600) marque le début du développement économique en Europe et l’accroissement général des besoins énergétiques. Les moulins à eau sont alors destinés à un usage industriel, en sidérurgie et en métallurgie notamment.
Les premiers grands barrages hydroélectriques (c.à.d. de plus de 15 mètres de hauteur) ont été érigés au XIXe siècle pendant la révolution industrielle. Au cours du XXe siècle, la demande croissante en électricité est à l’origine de la construction de très grands barrages.
Les installations hydroélectriques
Les installations hydroélectriques permettent de créer de l’électricité à partir de l’eau. Elles sont généralement construites sur des lacs, des fleuves ou des rivières et sont constituées de trois éléments principaux:
- Le barrage, ou la prise d’eau pour le cas d’une centrale au fil de l’eau. L’eau va être dirigée vers une chute et la centrale.
- Le canal de dérivation, qui permet de réguler le flux d’eau et évacuer le surplus si nécessaire.
- La centrale, en contrebas du barrage, qui comporte une turbine actionnée par l’eau provenant du barrage.
Les centrales hydroélectriques utilisent le principe de la transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique (voir le schéma dans l’article sur les hydroliennes). L’eau en mouvement entraîne la rotation d’une turbine. Cette même turbine en rotation actionne un alternateur qui va générer de l’énergie électrique. L’alternateur est une machine avec une partie rotative qui tourne par rapport à une partie fixe. Sur l’une des parties sont fixées des bobines et sur l’autre de gros aimants. La rotation provoque une variation du champ magnétique au travers des bobines et génère ainsi un courant électrique selon le principe de l’induction magnétique. Le courant électrique est toujours généré selon le même principe. C’est le type d’alternateurs employés qui diffère. Ils sont adaptés aux différents débits et pression de l’eau.
Les barrages d’accumulation permettent de stocker une grande quantité d’eau dans des lacs artificiels. Construits en montagne, ces barrages peuvent bénéficier d’une grande énergie potentielle. Chutant d’une hauteur élevée, l’eau aura une forte pression en arrivant dans la turbine. Les centrales au fil de l’eau quant à elles profitent de la vitesse du courant et du débit de l’eau des rivières ou des fleuves. Il existe aussi des ouvrages plus légers qui sont posés sur les cours d’eau, les hydroliennes.