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Rappel : Qu’est-ce que l’électricité ?

L’électricité est une forme d’énergie. C’est un phénomène énergétique associé à la mobilité ou au repos de particules chargées positivement ou négativement.

Des phénomènes naturels, tels que la foudre, étaient déjà observés dès l’Antiquité, mais pendant très longtemps l’électricité a terrifié les hommes qui voyaient en elle une manifestation de la colère divine ou d’un pouvoir surnaturel. Ce n’est qu’à partir de la fin du 16e siècle qu’elle a commencé à être étudiée par les scientifiques pour en comprendre ses mécanismes et établir des lois. Leurs travaux successifs ont permis de créer artificiellement de l’électricité en transformant diverses sources d’énergies.

De l’atome à l’électricité

L’atome est constitué d’un noyau autour duquel on trouve un certain nombre d’électrons. Un électron est une particule négative qui tourne autour de son noyau un peu comme des satellites autour de la Terre. Les électrons de certains métaux, comme le cuivre et l’aluminium, peuvent facilement quitter leur orbite. On appelle ces matériaux, des conducteurs.
Les électrons de certaines substances, comme la céramique, ne laissent pas échapper d’électrons. On appelle ces matériaux, des isolants.
Lorsque l’on déplace un aimant à proximité d’un fil métallique, en cuivre par exemple, un mouvement d’électrons se crée dans ce fil. Ce mouvement génère le courant électrique.

 

Télécharger l’animation « Circulation des électrons dans une lampe électrique »

 

Télécharger l’animation « Composition d’un atome création d’électricité »

Les formes d’électricité 

L’électricité se manifeste de manière naturelle dans de nombreux phénomènes comme :

- Les influx nerveux de certains organismes vivants qui émettent des décharges électriques (comme pour l’anguille).
- L’électricité statique créée par le frottement ou la mise en contact de matériaux différents, par exemple entre des cheveux et de la laine en enlevant un pull.
- La foudre qui correspond à une décharge électrique entre un nuage et la Terre, ou entre deux nuages.

Elle peut également être produite par l’homme dans des centrales par transformation :

- De sources d’énergies  fossiles comme le charbon, le pétrole ou le gaz naturel.
- De sources d’énergies minérales comme l’uranium dont les atomes peuvent être cassés pour libérer de la chaleur et de l’énergie.
- De sources d’énergies renouvelables comme l’eau, le vent, le soleil, la chaleur de la Terre ou la biomasse que la nature renouvelle en permanence.

   

De la centrale à la maison    

Aujourd’hui, en France, l’électricité est produite par des centrales électriques puis transportée et distribuée aux consommateurs. Comme le feu à l’ère des hommes préhistoriques, l’électricité a changé la vie de l’humanité. Elle est devenue indispensable à nos vies : se nourrir, se chauffer, s’éclairer, se laver, soigner, communiquer, se déplacer, fabriquer...
En France, en 2012, EDF a produit 86,8% d’électricité dans les centrales nucléaires, 9% avec les installations hydrauliques, 4,1% dans les centrales thermiques qui utilisent du charbon, du gaz ou du pétrole, et 0,1 % à partir d’autres énergies dites « renouvelables », comme par exemple le vent ou le soleil.
Chaque centrale de production est reliée à un réseau de lignes que l’on pourrait appeler les autoroutes de l’électricité. Toutes ces lignes sont connectées entre elles. Il y a d’abord les lignes à très haute tension (de 225 000 à 400 000 volts) que l’on voit surtout dans les campagnes. À proximité des villes, on trouve les lignes à haute tension (de 63 000 à 90 000 volts) et enfin il y a les lignes de moyenne tension (15 000, 20 000 ou 30 000 volts) qui parviennent chez les consommateurs en basse tension (380 et 230 volts).

 

Télécharger l’animation « L’installation électrique à la loupe »

Pour en savoir plus 

L’installation électrique à la loupe

En terme de sécurité, une installation électrique doit comporter un certain nombre d’éléments, qui ont chacun un rôle déterminé :
- le compteur; souvent placé à l’extérieur du logement. Il sert à mesurer la consommation d’électricité;
- le disjoncteur général; appelé également disjoncteur différentiel. Il est placé en aval du compteur, en général à l’intérieur du logement. Ce dispositif de commande permet d’ouvrir le circuit et donc d’interrompre la circulation du courant. Il permet ainsi de protéger l’installation et les personnes en cas de court-circuit et de pouvoir couper manuellement le courant en cas d’intervention sur l’installation électrique.
- le tableau de distribution électrique, appelé aussi "tableau de répartition". Il répartit l’alimentation électrique dans chacun des circuits électriques qui doivent être indépendants. Chaque circuit doit être protégé par son propre dispositif de protection et de sécurité appelé "fusible".
- les fils électriques, avec un fil "aller" et d’un fil "retour" dans lesquels circule le courant. Ils doivent être entourés d’une gaine constituée d’un matériau isolant.
- les prises électriques; en plus des fils aller et retour, elles doivent comporter un 3e fil appelé fil de terre (jaune et vert, par convention). Il permet d’évacuer le courant vers la terre en cas de fuite de courant.
- le fusible, tous les appareils disposent de ce système de coupure et de protection. Il permet d’éviter une surchauffe des fils qui peut être à l’origine d’un incendie.


Pour en savoir plus 

à voir, à lire, à consulter

En ligne

 

Documentaires

  • Les enjeux de l’énergie
    Petite encyclopédie Larousse, 2011
  • TDC L’électricité
    N°965 / décembre 2008, Scéren/CNDP
  • Doc des Incollables L’énergie
    CEA/ Play Bac, 2005.
  • Pourquoi / Comment Les énergies
    Fleurus, 2009.
  • L’énergie à petits pas
    Actes Sud Junior, 2010.

 

Espaces et événements pédagogiques

  • La fête de la science
    Une invitation annuelle (octobre) à stimuler le goût pour les sciences à travers des animations organisées partout en France par les entreprises, les associations, les services publics et les collectivités.

  • Cité des sciences et de l’industrie, Paris
    Une programmation régulière d’expositions temporaires en lien avec l’énergie et le développement durable.

  • Les Journées de l’Industrie Électrique
    Dans le cadre des journées Européennes du Patrimoine, EDF invite le public à visiter les sites de production électrique.  

  • Maison des Énergies, Fessenheim (Haut-Rhin)
    Un parcours passionnant agrémenté de maquettes, de films, de bornes interactives et d’animations autour de cinq grands thèmes : l’eau, la terre, le soleil, le vent et les énergies de demain.

  • Musée Hydrelec, Grand’Maison (Isère)
    Un parcours retraçant l’histoire de la maîtrise de l’eau par l’Homme.  

  • Centres d’Information du Public EDF
    À proximité des centrales nucléaires, hydrauliques et thermiques à flamme d’EDF, 45 espaces d’information, de découverte et de conférences ludiques, pédagogiques et gratuites pour découvrir le fonctionnement d’une centrale de production d’électricité et ses métiers.  

  • Maison Bergès, Musée de la Houille Blanche (Isère)
    Un lieu de mémoire exceptionnel pour évoquer la naissance de l’hydroélectricité et rendre hommage aux hommes qui ont participé à cette aventure, à la source même d’un développement technologique et économique sans précédent, tel l’ingénieur Aristide Bergès, père de la "houille blanche".  

  • Musée Électropolis, Mulhouse
    Le plus important musée d’Europe consacré à l’énergie électrique : objets, maquettes, projections audiovisuelles et animations qui évoquent la passionnante saga de la fée électricité.

  • Palais de la découverte, Paris
    Un lieu de science et de transmission depuis 1937 pour découvrir le plaisir des sciences.