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Production énergetique

Posté par
Physical111 24-11-24 à 15:13

Bonjour à tous,
j'ai un exercice merci beaucoup d'avance
I- Utilisation des centrales thermiques à flammes alimentées par du gaz naturel.
La puissance d'une centrale thermique au gaz naturel est de l'ordre de 125 MW. En
production, la consommation à l'heure est de l'ordre de 60000 de gaz.(je pense qu'il s'agit de 60 000m3/h)
1- Calculer la puissance totale des centrales thermiques nécessaires pour produire 10 TWh si
on admet qu'elles fonctionnent 7600 h par an.
2- En déduire le nombre de centrales thermiques au gaz naturel de puissance 125 MW
nécessaire pour produire la quantité d'énergie (10 TWh) .
3- Calculer alors le volume de gaz naturel utilisé pour produire 10 TWh.
En 2018 , la production électrique nationale était de 34519 GWH.
4- Calculer le nombre de centrales thermiques au gaz naturel de puissance 125 MW
nécessaire à la production de l'énergie électrique, en supposant que la totalité de la
production nationale est uniquement à partir du gaz naturel.
5- En déduire, dans ce ca, le volume total du gaz naturel qui aurait été brulé en 2018
6- Calculer la masse de dioxyde de carbone (CO2) qui aurait été produite annuellement
sachant qu'il y a une émission de CO2 égale à 365 g/kWh pour une centrale thermique au gaz
naturel (à cycle combiné).
-----------------------------------------------------------
1)Pour répondre à cette question, procédons étape par étape.
Données fournies :
- **Puissance totale à produire** : \( 10 \, \text{TWh} \) (soit \( 10 \times 10^{12} \, \text{Wh} \)).
- **Durée annuelle de fonctionnement des centrales** : \( 7600 \, \text{h/an} \).
- **Puissance d'une centrale thermique** : \( 125 \, \text{MW} \) (soit \( 125 \times 10^6 \, \text{W} \)).
Calcul de la puissance moyenne nécessaire par an
La puissance moyenne nécessaire pour produire \( 10 \, \text{TWh} \) en une année se calcule comme suit :  
\[ \\ P_{\text{moyenne}} = \frac{\text{Énergie totale}}{\text{Durée de fonctionnement}}. \\ \]

Substituons les valeurs :
\[ \\ P_{\text{moyenne}} = \frac{10 \times 10^{12} \, \text{Wh}}{7600 \, \text{h}}. \\ \]

\[ \\ P_{\text{moyenne}} = 1.316 \times 10^9 \, \text{W} = 1316 \, \text{MW}. \\ \]
---
2)  Calcul du nombre de centrales nécessaires
Le nombre total de centrales nécessaires est donné par le rapport entre la puissance moyenne nécessaire et la puissance d'une centrale :

\[ \\ N = \frac{P_{\text{moyenne}}}{P_{\text{centrale}}}. \\ \]

Substituons les valeurs :
\[ \\ N = \frac{1316 \, \text{MW}}{125 \, \text{MW}}. \\ \]

\[ \\ N = 10.53. \\ \]

---
Conclusion
Il faudrait 11 centrales thermiques (en arrondissant au nombre entier supérieur) pour produire \( 10 \, \text{TWh} \) par an si elles fonctionnent \( 7600 \, \text{h/an} \).
3)
Pour calculer le volume de gaz naturel nécessaire pour produire \( 10 \, \text{TWh} \), procédons étape par étape en utilisant les informations disponibles.

---
Données fournies :
- **Consommation d'une centrale** : \( 60,000 \, \text{m}^3/\text{h} \),
- **Puissance d'une centrale** : \( 125 \, \text{MW} \),
- **Durée annuelle de fonctionnement** : \( 7600 \, \text{h/an} \),
- **Énergie totale à produire** : \( 10 \, \text{TWh} = 10 \times 10^{12} \, \text{Wh} \).

---

Étape 1 : Énergie produite par une seule centrale par an
Une centrale thermique de \( 125 \, \text{MW} \) fonctionnant \( 7600 \, \text{h/an} \) produit l'énergie suivante par an :
\[ \\ E_{\text{centrale}} = P \times t = 125 \times 10^6 \, \text{W} \times 7600 \, \text{h}. \\ \]    =0,95Twh

---

Étape 2 : Nombre de centrales nécessaires
Le nombre de centrales nécessaires pour produire \( 10 \, \text{TWh} \) a été calculé précédemment :
\[N = 11 \, \text{centrales}\]
---

### Étape 3 : Volume de gaz consommé par une centrale
La consommation horaire de gaz d'une centrale est donnée : \( 60,000 \, \text{m}^3/\text{h} \).  
En une année (\( 7600 \, \text{h} \)), la consommation totale d'une centrale est :
\[ \\ V_{\text{centrale}} = \text{Consommation horaire} \times \text{Durée annuelle}. \\ \]

\[ \\ V_{\text{centrale}} = 60,000 \, \text{m}^3/\text{h} \times 7600 \, \text{h}. \\ \]

\[ \\ V_{\text{centrale}} = 456 \times 10^6 \, \text{m}^3 = 456 \, \text{Mm}^3. \\ \]

---

### Étape 4 : Volume total de gaz pour 11 centrales
Pour 11 centrales, le volume total de gaz nécessaire est :
\[ \\ V_{\text{total}} = V_{\text{centrale}} \times N. \\ \]

\[ \\ V_{\text{total}} = 456 \, \text{Mm}^3 \times 11. \\ \]

\[ \\ V_{\text{total}} = 5016 \, \text{Mm}^3. \\ \]

---
Conclusion
Pour produire \( 10 \, \text{TWh} \) d'électricité, il faudrait consommer **5016 millions de mètres cubes (Mm³)** de gaz naturel.
4)
---

Données fournies :
- **Énergie totale à produire** : \( E = 34519 \, \text{GWh} = 34.519 \, \text{TWh} \),
- **Puissance d'une centrale thermique** : \( P = 125 \, \text{MW} = 0.125 \, \text{GW} \),
- **Durée annuelle de fonctionnement** : \( t = 7600 \, \text{h/an} \).
---
Étape 1 : Énergie produite par une centrale en une année
L'énergie produite par une seule centrale thermique fonctionnant \( 7600 \, \text{h/an} \) est donnée par :
\[E_{\text{centrale}} = P \times t\]
Substituons les valeurs :
\[E_{\text{centrale}} = 0.125 \, \text{GW} \times 7600 \, \text{h}\]
\[E_{\text{centrale}} = 0.95 \, \text{TWh}\]
---
Étape 2 : Nombre de centrales nécessaires
Le nombre de centrales nécessaires est donné par le rapport entre l'énergie totale à produire (\( E \)) et l'énergie produite par une centrale (\( E_{\text{centrale}} \)) :
\[ \\ N = \frac{E}{E_{\text{centrale}}}. \\ \]

Substituons les valeurs :
\[ \\ N = \frac{34.519 \, \text{TWh}}{0.95 \, \text{TWh}}. \\ \]

\[ \\ N = 36.34. \\ \]

---
Conclusion
Pour produire la totalité de la production électrique nationale du Maroc en 2018 (\( 34519 \, \text{GWh} \)) uniquement à partir de centrales thermiques au gaz naturel de \( 125 \, \text{MW} \), il faudrait **37 centrales thermiques** (arrondi au supérieur).
merci beaucoup

Posté par
Candidere : Production énergetique 25-11-24 à 19:44

Bonjour,

Pour la question 3, une simple règle de 3 suffit.

3)

**Consommation d'une centrale** : 60000 m³/h
**Puissance d'une centrale** : 125 MW

Donc  :

La production de 125 MWh consomme 60000 m³ de gaz
La production de 1 MWh consomme 60000/125 = 480 m³ de gaz
La production de 10 TWh (soit 10^7 MWh) consomme 480.10^7 m³ de gaz (soit 4800 millions de m³ de gaz)
--------------------

Je n'ai pas regardé les questions suivantes.

Posté par
Physical111re : Production énergetique 25-11-24 à 21:30

Bonjour
Est ce que ma méthode est fausse pour la question 3 merci

Posté par
gts2re : Production énergetique 26-11-24 à 07:14

Pour la 3), c'est là encore une règle de trois : la donnée est 60 000m3/h pour 125 MW, donc 60 000m3 pour 125 MWh et on veut pour 10 TWh, ce qui me donne aux erreurs de calcul près 4800 Mm3

Posté par
gts2re : Production énergetique 26-11-24 à 07:17

Je n'avais pas vu la réponse de Candide, désolé, vu que la question portait sur la question 3, je pensais celle-ci non résolue.

Posté par
Physical111re : Production énergetique 26-11-24 à 08:50

Bonjour à tous
Pour moi je trouve 456Mm2 pour la question 3 on utilisant la méthode
\[ \\ V_{\text{centrale}} = \text{Consommation horaire} \times \text{Durée annuelle}. \\ \]

\[ \\ V_{\text{centrale}} = 60,000 \, \text{m}^3/\text{h} \times 7600 \, \text{h}. \\ \]

\[ \\ V_{\text{centrale}} = 456 \times 10^6 \, \text{m}^3 = 456 \, \text{Mm}^3. \\ \]
Et je calcule le volume total en multipliant par 11 le nombre de centrale calculer précédemment.
Merci beaucoup à tous

Posté par
Candidere : Production énergetique 26-11-24 à 09:08

Bonjour,

Dans la question 3, on demande le volume de gaz pour produire 10 TWh ...
C'est ce qui est fait dans mon message du 25-11-24 à 19:44 et confirmé dans le message du 26-11-24 à 07:14 de gts2

Ta réponse n'est pas correcte, elle donne la consommation de 11 centrales ... mais qui sur une année produiraient donc 125 * 7600 * 11 = 1,045.10^7 MWh, soit 10,45 TWh
.... Alors que la question 3 porte sur une énergie de 10 TWh et pas sur 10,45 TWh.

Posté par
Physical111re : Production énergetique 26-11-24 à 12:03

Bonjour
Pour la question 4
N=\dfrac{E}{E_{centrale}}=\dfrac{34,519TWh}{0,95Twh}=36,34=37
Avec E centrale =P*t=125MW*7600h=0,95TWh
5) règle de 3 comme la question 3
125MWh--->60 000m3 gaz
1MWh---->480m3 de gaz
Cette fois on cherche la production de 34,519TWh=34,519*106 MWh
Consomme : (480*34,519*106≈16 569 Mm3)
6) on a E=34 ,519 *109 KWh
on a m(CO2)=0,365kg/KWh*34,519*109 KWh =12,596*109 kg
Merci beaucoup à tous

Posté par
Physical111re : Production énergetique 26-11-24 à 13:43

Bonjour ,
j'espère que c'est correct mes calculs
merci beaucoup

Posté par
Candidere : Production énergetique 26-11-24 à 16:58

Bonjour,

Il reste à limiter les valeurs des réponses finales en nombre de chiffres significatifs...

Et corriger l'écriture de certaines unités.
Par exemple, ce n'est pas "KWh" mais bien "kWh"


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