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RÉSUMÉ
Les petites centrales hydrauliques, à faible puissance, sont très différentes des grandes centrales gérées par EDF. Héritières des premiers générateurs d'énergie renouvelable, elles sont souvent implantées à la place d'usine ou de moulins utilisant la force de l'eau. Et elles sont très nombreuses, ce qui pose une problématique de gestion. Cet article expose les différents types de centrales hydrauliques et leur mode d'exploitation.
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Sylvain PERRIN : Agrégé de génie électriqueIUT de Saint-Dié-des-Vosges , département GEII
INTRODUCTION
Les petites centrales hydrauliques (PCH), de par leur faible puissance, leur localisation au fil de l’eau, leur mode d’exploitation décentralisé, leur connexion au réseau BT ou MT, présentent des différences notables par rapport aux grandes installations gérées par EDF. Bien souvent, elles ont été implantées en lieu et place d’usines ou de moulins utilisant la force de l’eau. De ce fait, elles sont les héritières des premiers dispositifs exploitant cette source d’énergie renouvelable. Enfin, leur grand nombre les classe parmi les sources d’énergie dispersées dont la problématique de gestion constitue un sujet d’actualité important.
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Générateurs électriques
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5. Prises d’eau
La conception des prises d’eau a un rôle important pour la facilité d’exploitation et la durée de vie des turbines.
Le concepteur doit tenir compte des quantités de sédiments transportés par le cours d’eau de façon à créer des pièges à sable pour éviter l’usure des conduites et des roues. Dans certains cas, une vanne de dégravement est nécessaire. Les grilles de filtration doivent être dimensionnées mécaniquement pour ne pas entrer en vibration sous l’effet du passage de l’eau et pour résister à la pression. En cas de colmatage, elles sont sollicitées comme une vanne. L’écartement des barreaux, s’il n’est pas fixé par des raisons piscicoles, ne doit en aucun cas permettre le passage des corps flottants ou noyés pouvant détériorer la roue.
5.1 Rôle des dégrilleurs
Les dégrilleurs sont des dispositifs mécaniques qui permettent d’évacuer les déchets flottants et en suspension dans l’eau. Ces déchets sont de nature très variable. Ce sont : les déchets organiques normalement charriés par le cours d’eau (bois, feuilles mortes) ainsi que les déchets dus à la pollution (bouteilles en verre, en plastiques, sac en plastique, et parfois, sur de grands cours d’eau, des voitures).
Les dégrilleurs et les dispositifs d’évacuation des résidus ont une grande importance dans l’exploitation des centrales hydrauliques. Leur dimensionnement, leur conception et leur automatisation doivent faire l’objet d’un soin particulier.
Dans les zones de moyenne altitude et de plaine, les premières crues d’automne sont celles qui transportent le plus de déchets. Dans ces périodes, les dégrilleurs peuvent fonctionner 24 h sur 24. L’écartement des grilles à la prise d’eau est très important, les feuilles mortes peuvent provoquer sur des grilles un vannage de 30 % de la hauteur en quelques minutes et un colmatage total en quelques heures.
HAUT DE PAGE5.2 Types de dégrilleurs
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Dégrilleurs à chaînes (figure 26) : un râteau entraîné par des chaînes racle les grilles. Ces dégrilleurs doivent être équipés de limiteurs de couple très performants...
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Prises d’eau
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GINOCCHIO (R.) - L’Énergie hydraulique - . Eyrolles (1978).
-
(2) - Énergie pour l’avenir : les sources d’énergie renouvelables. Livre blanc établissant une stratégie et un plan d’action communautaires - . Commission européenne (1997). http://europa.eu.int/scadplus/leg/fr/lvb/l27023.htmhttp://www.apcede.com/data/livre_blanc_enr.pdf
-
(3) - COCHET (Y.) - Stratégie et moyens de développement de l’efficacité énergétique et des sources d’énergie renouvelables en France : rapport au Premier ministre - . La documentation française (2000). http://www.ladocumentationfrancaise.fr/brp/notices/014000086.shtml
-
(4) - VIVIER (L.) - Turbines hydrauliques et leur régulation - . Albin Michel (1965).
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(5) - MONITION (L.), LE NIR (M.), ROUX (J.) - Les microcentrales hydroélectriques - . Masson (1981).
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ANNEXES
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Situation actuelle
En 2000, environ 1 700 producteurs autonomes privés ont produit 7 TWh, soit 1,5 % de la production électrique française ou 2 % de la consommation nationale et 10 % de la production hydraulique française. Pour mémoire, la consommation française pour l’année 2000 a atteint 424 TWh. EDF exploite 550 sites d’une puissance comprise entre 100 kW et 1 800 MW. Le tableau 1 et la figure 1 permettent de situer la part de la production des PCH en France ainsi que l’évolution globale de la production d’électricité hydraulique.
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Évolution
Le Livre blanc sur les énergies renouvelables (1997) prévoit pour 2010 une augmentation de la production d’électricité par les énergies renouvelables de 6 % actuellement à 12 %. Cette augmentation de 6 % devra provenir de l’énergie éolienne, de la petite hydraulique, de la biomasse et de l’énergie photovoltaïque. Le rapport Cochet (2000) préconise les mesures suivantes pour la petite hydraulique :
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