Chapitre 1 – Évaluer la puissance consommée | Terminale Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Théo, technicien d'exploitation, travaille sur une STEP (station de transfert d'énergie par pompage). La nuit, quand l'électricité est abondante et peu chère, on pompe l'eau vers le bassin haut. Le jour, à la pointe de consommation, on la turbine pour produire de l'électricité.
Dans la simulation, décris ce qui se passe en mode pompage puis en mode turbinage (sens de l'eau, électricité consommée ou produite).
Pompage : on consomme de l'électricité pour faire monter l'eau du bassin bas vers le bassin haut (on stocke). Turbinage : l'eau redescend, fait tourner la turbine et produit de l'électricité (on restitue).
Quelle forme d'énergie l'eau possède-t-elle dans le bassin haut ? Donne sa formule.
De l'énergie potentielle de position : \(E_p = m\,g\,h\). Plus l'eau est haute (h grand) et plus il y en a (m grand), plus on stocke d'énergie.
En mode turbinage (réglage de référence), relève la puissance produite dans la simulation, puis vérifie : \(P = \rho\,g\,Q\,h \times \eta_t\).
\(P = 1000 \times 9{,}81 \times 60 \times 300 \times 0{,}88 \approx 155\,000\,000\ \text{W} = \mathbf{155\ \text{MW}}\). ✓
Passe en mode pompage (même réglage). La puissance consommée est-elle plus grande ou plus petite que la puissance produite en turbinage ? Pourquoi ?
Plus grande : en pompage \(P = \rho g Q h / \eta_p\) (on divise par le rendement), alors qu'en turbinage on multiplie. Il faut fournir plus d'énergie pour remonter l'eau qu'on n'en récupère ensuite, à cause des pertes.
Relève le rendement aller-retour dans la simulation, puis retrouve-le : \(\eta_{AR} = \eta_t \times \eta_p\).
\(\eta_{AR} = 0{,}88 \times 0{,}85 = 0{,}748 \approx \mathbf{75\,\%}\). Sur 100 kWh utilisés pour pomper, on récupère ≈ 75 kWh en turbinant.
On a pompé en consommant 1 000 MWh. Quelle énergie pourra-t-on restituer ? Où sont passés les 250 MWh manquants ?
Restitué : \(1000 \times 0{,}75 = \mathbf{750\ \text{MWh}}\). Les 250 MWh manquants sont perdus en chaleur (frottements dans la pompe, la turbine, les conduites).
Pourquoi une STEP est-elle utile pour un réseau qui utilise beaucoup d'éolien et de solaire ?
L'éolien et le solaire sont intermittents : ils produisent parfois trop, parfois rien. La STEP stocke le surplus (pompage) quand il y a trop de production, et le restitue (turbinage) quand il en manque. Elle équilibre le réseau malgré l'intermittence.
Explique en 4 lignes le principe d'une STEP et son intérêt (stockage, rendement, équilibre du réseau).
« Une STEP est une batterie géante : on pompe l'eau vers un bassin haut pour stocker l'électricité sous forme d'énergie de position (Ep = mgh), puis on la turbine pour la restituer. Le rendement aller-retour est d'environ 75 % : on récupère les trois quarts de ce qu'on a consommé. C'est aujourd'hui le principal moyen de stocker beaucoup d'électricité, très utile pour compenser l'intermittence du solaire et de l'éolien. »
La STEP turbine 155 MW pendant 6 h à la pointe. Quelle énergie produit-elle ? (E = P × t, en MWh)
\(E = 155\ \text{MW} \times 6\ \text{h} = \mathbf{930\ \text{MWh}}\), de quoi soutenir le réseau pendant les heures de forte demande.
Réponse à la problématique : une STEP stocke l'électricité en pompant l'eau en hauteur (Ep = mgh) et la restitue en turbinant. Le rendement aller-retour (~75 %) signifie qu'on récupère environ les trois quarts de l'énergie utilisée pour pomper.
📚 Cette activité s'appuie sur la puissance et l'énergie (\(E = P \times t\)) de la leçon Ch01.