Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Pierre LAVY : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’ingénieurs électriciens de Grenoble (IEG) - Ancien directeur technique de l’hydraulique d’EDF
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’énergie hydroélectrique est une composante essentielle des énergies renouvelables et de la réduction de l’effet de serre.
En France comme en Europe, les aménagements importants ont été construits dans les décennies passées. Leur exigence de forte capitalisation et leur longue durée de vie font que la « grande » hydraulique n’a plus de développement important en Europe. Cependant, elle demeure un élément fondamental pour la régulation et la stabilité des grands réseaux interconnectés, du fait de sa souplesse d’utilisation, de sa rapidité de réponse et de sa disponibilité.
Les réglementations nationales et européennes, favorisant le développement des énergies renouvelables, ont été mises en place pour diminuer les productions d’énergies polluantes ou accentuant l’effet de serre. Des objectifs ambitieux et des politiques de prix ont été proposés aux industriels pour développer les énergies renouvelables, et la petite hydraulique reste la meilleure réponse aux enjeux de production écologique.
Dans les pays en développement, le rôle des petites centrales hydrauliques est plus important, dans la mesure où les réseaux sont moins puissants et la diversité des solutions hydrauliques permet des solutions locales et décentralisées de production.
Le lecteur intéressé sur le sujet pourra trouver des informations complémentaires dans : [D 3 930] Production d’électricité par aménagements hydrauliques [B 4 407]
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de mai 2017 par Pierre LAVY
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Automatismes et conduite7. Matériels électriques
7.1 Générateurs
L’énergie mécanique de la turbine, transmise par l’arbre, est transformée en énergie électrique par un générateur qui peut être un alternateur synchrone ou une génératrice asynchrone. Le courant électrique des réseaux est en principe le courant alternatif de 50 Hz (ou 60 Hz) triphasé.
Un générateur comprend un rotor et un stator réalisés en tôles magnétiques. Le rotor est fixé sur l’arbre et le stator sur une carcasse fixée sur un châssis solidaire du génie civil de l’usine, l’espace entre rotor et stator s’appelant l’entrefer. Le rotor doit aussi entraîner les ailettes de ventilation qui impulsent l’air frais entre les enroulements et le circuit magnétique pour évacuer les pertes magnétiques et celles par effet Joule des enroulements.
Une génératrice asynchrone est un moteur asynchrone qui, entraîné par la turbine, fonctionne avec un glissement négatif (vitesse supérieure au synchronisme) et est maintenue à cette vitesse par l’énergie réactive fournie par le réseau. Ces machines sont donc des consommatrices d’énergie réactive qu’il faut fournir avec des batteries de condensateurs.
Un alternateur fonctionne au synchronisme grâce à son rotor qui fournit l’énergie réactive nécessaire. Celle-ci est fournie par un courant d’excitation continu, injecté dans l’enroulement rotor. Ce courant est produit, soit par un alternateur d’excitation inversé à redresseur tournant sur le même arbre, soit par un générateur à courant continu injecté sur le rotor par deux bagues. Ces générateurs sont actuellement des redresseurs de courant soutiré sur la production et très faciles à régler ; anciennement c’était des génératrices à courant continu, qui était en bout d’arbre, qui fournissaient ce courant. Sur les très petites machines anciennes, le rotor pouvait être à aimant permanent. Les vitesses de rotation sont des diviseurs de 3 000 t/min sur les réseaux à 50 Hz, de 3 600 t/min sur les réseaux à 60 Hz. Les groupes actuels les plus économiques proposés par les constructeurs tournent à 750, 1 000 ou 1 500 t/min.
Le choix entre les deux types de générateurs est technique et économique. La génératrice asynchrone est moins chère, d’encombrement plus...
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Matériels électriques
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SHF-ADEME - Petits aménagements hydrauliques - (1999) : • Guide général pour la conception, la réalisation, la mise en service, l’exploitation, le contrôle. • Guide pour l’intégration dans l’environnement. • Cahier des charges types et spécifications techniques propres aux équipements.
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(2) - GINOCCHIO (R.) - L’énergie hydraulique, - Eyrolles (1978).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Thèse
RANDRIAMAMONJY (M.) - Optimisation des équipements hydromécaniques d’une mini-centrale hydroélectrique. - INP - Grenoble (2000).
HAUT DE PAGE2 Associations professionnelles
Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie - ADEME http://www.ademe.fr/paca/default2.asp
Agence internationale de l’énergie - AIE www.iea.org
Association européenne de la petite hydraulique (European Small Hydropower Association) - ESHA http://www.esha.be
Groupement des producteurs autonomes d’énergie hydroélectrique - GPAE http://www.gpae.com.fr
Électricité autonome de France - EAF
European Centre for Ecological Water Quality and Inter-calibration - ECOWAT
La société hydrotechnique de France - SHF http://www.shf.asso.fr
Syndicat des constructeurs de petites turbines hydrauliques - SCPTH
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