| Au niveau mondial, 66% de l’électricité est produite à base de combustibles fossiles (gaz, fioul, charbon), dans des centrales thermiques (source EDF). En France, l’électricité thermique est la 3ème source d’électricité, après le nucléaire (78%) et les énergies renouvelables (éolien et hydraulique). |
Il existe deux types de centrales thermiques classiques :
Ils représentent une puissance installée d’environ 14 GWh, soit 12% de la puissance du parc électrique national. Ils produisent à eux seuls 6% de l’électricité dans notre pays (source DGEMP).
En cas de pic de consommation, leur rôle est de compléter la production d’électricité des centrales nucléaires et hydrauliques, si ces dernières ne sont pas à même de répondre à la demande. Les charges des centrales au charbon, au gaz et au fioul subissent donc de très fortes variations.
La tableau ci-après indique les quantités de combustibles utilisées en 2006 pour produire de l’électricité d’origine thermique :
TYPE DE COMBUSTIBLE | QUANTITÉ EN TWh |
Charbon | 21,1 |
Fioul | 4,6 |
Gaz naturel | 20,9 |
Renouvelables et déchets | 4,7 |
Gaz industriels et autres | 5,2 |
Total | 57,1 |
source DGEMP
Les moyens de production décentralisée sont constitués essentiellement des installations de cogénération (lien glossaire) dont la puissance cumulée atteint 6,5 GW. Ces installations sont à l'origine d'environ 4% de la production nationale.
On distingue trois grandes familles de cogénération :
Les avantages de la cogénération
La différence essentielle entre la cogénération et les centrales de production d'électricité thermiques classiques réside dans le fait que la cogénération permet de récupérer et réutiliser la chaleur produite, tandis que les centrales thermiques, elles, rejettent la vapeur turbinée dans le milieu naturel.
Il existe également des systèmes appelés «micro cogénération » qui permettent également de produire de la chaleur (chauffage) et de l’électricité, chez soi ! Ces systèmes sont en effet adaptés au secteur résidentiel, mais remportent encore très peu de succès en France.
Ci-dessous une petite table de conversion pour bien comprendre :
Quantité d'électricité produite | ||||
1 KWh | 1 MWh | 1 GWh | 1 TWh | |
Nombre d'ampoules de 60W utilisables pendant 1 heure | 17 | 17.000 | 17.000.000 | 17.000.000.000 |
L’électricité produite dans les centrales thermiques est issue de la vapeur d’eau générée par la combustion de gaz, de charbon ou de fioul.
Cette production suit plusieurs étapes :
Le gaz, le fioul ou le charbon (tous trois combustibles) sont brûlés dans les brûleurs d’une chaudière.
La chaudière, qui peut atteindre jusqu’à 90 m de haut, est recouverte de tubes dans lesquels circule de l'eau froide.
Cette eau est alors chauffée grâce à la chaleur dégagée par le combustible qui brûle, elle est envoyée sous pression par des turbines, et se transforme en vapeur.
La vapeur d’eau ainsi créée fait tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur, qui produit ce que l’on appelle un courant électrique alternatif. La tension du courant électrique produite est élevée par un transformateur, afin de faciliter le transport du courant dans les lignes à haute et très haute tension.
La vapeur d’eau sortie des turbines est de nouveau « liquéfiée » par un condenseur dans lequel circule de l’eau froide (eau de mer ou de fleuve), afin que la même eau de départ puisse recommencer un nouveau cycle de production de l’électricité.
Les fumées de combustion sont dépoussiérées grâce à des filtres et sont évacuées par des cheminées.
source EDF
L’électricité est une énergie qui ne peut pas être stockée. Ainsi, la production d’électricité doit être 
identique au niveau de la demande de la part des consommateurs. Cela implique donc une grande flexibilité des moyens de production, car toute modification de la consommation en France doit être automatiquement et instantanément répercutée sur tout le système électrique.
Ainsi, en cas de pic de consommation, les centrales thermiques sont mises en route et leur rôle est de réguler la production d’électricité, afin de pallier à une demande croissante à laquelle les centrales nucléaires seules ne peuvent répondre.
Les centrales thermiques ont donc un rôle d’ajustement, afin qu’il y ait toujours équilibre entre offre et demande d’électricité.
C’est le gestionnaire des Réseaux de Transport d’Électricité (RTE) qui est chargé de prévoir les évoluions de la consommation française, et ce afin de réguler la production d’électricité.
Les rôles du RTE sont multiples :
Un exemple pour illustrer la mise en route des centrales thermiques :
 | Le graphique ci-contre, extrait du site Internet du RTE, permet de voir l’évolution de la consommation électrique sur une journée (ici le 03 février 2008). Vous constatez que les pics de consommation ont lieu aux alentours de 12h et de 20h. |
| Vous pouvez également voir qu’à partir de 11h, les prévisions du jour (en bleu sur le graphique) ont été inférieures à la demande d’électricité réelle (en rouge). | |
Sur le site d'une centrale thermique, les émissions de poussières et de gaz nocifs polluent directement l’air. Dans un second temps, ces poussières et la plupart de ces gaz nocifs rejetés dans l'atmosphère retombent au sol avec les précipitations atmosphériques (pluie, neige) ou sous forme de particules sèches, ce qui provoque la pollution des eaux et des sols et nuit à la faune et la flore.
Selon le combustible utilisé et le mode de combustion, les gaz de combustion émis contiennent différentes quantités de polluants.
Les principaux responsables de l'effet de serre sont, par ordre d’importance :
Les mesures visant à limiter les émissions de CO2 consistent avant tout à utiliser des centrales thermiques à haut rendement, comme par exemple celles à cycles mixtes gaz-vapeur ou les centrales produisant à la fois de l'électricité et de la chaleur. D'autres mesures telles le recours aux énergies renouvelables, notamment les usines hydroélectriques visent le même objectif de réduction de CO2.
Une centrale thermique a besoin d'eau à des fins de réfrigération. Cette eau, une fois réchauffée, est généralement rejetée à faible distance du point de prélèvement.
Si la centrale ne produit que de l'électricité, on estime que 60 à 80% de l'énergie apportée par le combustible sont rejetés sous forme de calories évacuées avec l'eau de refroidissement de la centrale.
Si la centrale produit de l’électricité mais également de la chaleur (centrale à haut rendement), la quantité d’eau rejetée est plus faible. Selon les conditions locales, les calories ainsi évacuées peuvent entraîner une pollution thermique des eaux de surface, par suite d'une élévation de la température de l'eau.
Ces eaux usées, dont les quantités varient énormément selon la nature du combustible et les conditions d'exploitation de la centrale, peuvent également contenir des matières en suspension (métaux lourds, acides, produits alcalins, ammoniac, huile…).
Le traitement de ces eaux usées est essentiel, et requiert l’usage de procédés physiques, chimiques et thermiques.
Pour l'être humain, les effets néfastes des centrales thermiques peuvent s'exercer soit directement sous l'action des gaz nocifs sur l'organisme (affection des voix respiratoires…), soit indirectement par le biais de la chaîne alimentaire ou des dégradations du cadre de vie.
Les retombées de polluants peuvent également avoir des effets néfastes sur les forêts, les lacs et les fleuves, susceptibles de conduire à long terme à d'importantes dégradations du paysage.
La dégradation des paysages est également une conséquence néfaste des centrales thermiques (construction des voies de transport pour acheminer les combustibles et évacuer les résidus…).
(process en cours de réalisation)
