Les centrales thermiques comportent souvent de grandes cheminées d'évaporation. (©EDF-Jean-Luc Petit)
Lorsque l’on parle de production électrique, il est courant que les termes « thermique » et « fossile » soient rapprochés. Or, une centrale thermique est une centrale qui produit de l’électricité à partir d’une source de chaleur, mais pas nécessairement à partir d’un combustible fossile. On distingue ainsi 3 types de centrales thermiques selon l’origine de la source de chaleur : à flamme, nucléaire et renouvelable.
Le fonctionnement d’une centrale thermique, quelle que soit l'origine de son énergie, consiste à produire de la vapeur qui actionne une turbine couplée à un alternateur, afin de produire de la chaleur et de l'électricité.
Précisions que près de 80% de l’électricité générée en France est actuellement fournie par des centrales « thermiques ». La part d’électricité restante est essentiellement générée par les centrales hydrauliques, les éoliennes et les centrales photovoltaïques.
Centrales thermiques à flamme
Les centrales, dites « à flamme » exploitent de la chaleur issue de la combustion d’un composé carboné dans une chaudière. Le combustible est souvent fossile (centrales à charbon, à gaz, au fioul), mais il existe également des centrales à biomasse et celles brûlant des déchets (industriels, agricoles ou ménagers).
La combustion d’un combustible génère de la chaleur qui chauffe de l’eau contenue dans une chaudière, la transformant en vapeur sous haute pression. La vapeur est ensuite dirigée vers une turbine à vapeur. La pression de la vapeur fait tourner la turbine, qui est reliée à un générateur.
Le générateur convertit l’énergie mécanique en électricité grâce à un alternateur. Une fois que la vapeur a traversé la turbine, elle est refroidie dans un condenseur et transformée à nouveau en eau pour être réutilisée dans le cycle. L'énergie produite est ensuite acheminée vers le réseau électrique pour alimenter les foyers et industries.
Dans les centrales à cycle combiné gaz, un turbine à combustion s’ajoute à la turbine à vapeur classique, ce qui permet d’augmenter la production du site.
Centrales thermiques nucléaires
Les centrales exploitant de la chaleur issue de l’énergie nucléaire : la chaleur provient actuellement de la fission de noyaux d’uranium 235 ou de plutonium 239.
La réaction en chaîne contrôlée dans le cœur du réacteur libère une énergie thermique considérable, utilisée pour chauffer de l'eau, générer de la vapeur sous pression et entraîner des turbines couplées à des alternateurs, transformant l'énergie thermique en énergie électrique.
Centrales thermiques renouvelables
Des centrales thermiques exploitent également de la chaleur « renouvelable » : la chaleur peut-être issue du sous-sol (centrales géothermiques) ou du rayonnement du Soleil que l’on concentre (centrales solaires thermodynamiques).
