Bibliographie & annexes
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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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Implantations du génie civil
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2. Turbines
Une turbine est composée d’un distributeur, d’une roue et d’un diffuseur ou aspirateur. Le distributeur a pour rôle de diriger les filets liquides pour qu’ils atteignent la roue avec la bonne vitesse et la bonne direction. La roue est composée d’augets ou de pales ; elle transforme l’énergie cinétique et/ou de pression de l’eau en énergie mécanique. Le diffuseur ou aspirateur sert à récupérer l’énergie cinétique et/ou de pesanteur que le fluide possède encore à la sortie de la roue.
2.1 Turbines à action
Une turbine est dite à action si la pression du fluide à la sortie du distributeur p e (soit la pression à l’entrée de la roue) et la pression à la sortie de la roue p s sont identiques : p e = p s = pression atmosphérique.
Les turbines de ce type les plus courantes sont les turbines Pelton et les turbines Banki ; il existe aussi les turbines Turgo et Girard.
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La turbine Pelton couvre toute la gamme des puissances en PCH de P < 1 kW à 15 MW.
Les figures 2 et 3 détaillent différentes parties.
Sur la figure 2, on remarquera le déflecteur qui dévie le jet en cas de découplage à pleine charge de façon à limiter la survitesse. Son action est très rapide, elle a pour effet de dévier le jet qui ne frappe plus la roue, alors que le pointeau se ferme lentement pour éviter les coups de bélier dans la conduite. Sur la figure 3, on remarquera la forme des augets qui maximise l’efficacité de l’action du jet.
Les figures 4 et 5 présentent deux modèles de turbines Pelton.
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Il peut être intéressant de déterminer le couple moteur de la turbine ainsi que la puissance...
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Turbines
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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