Les turbines sur cours d'eau

 

Lors de la réunion du giec du mois de septembre, nous avions amené le débat sur l'utilisation des cours d'eau pour produire de l'electricité via des turbines hydrauliques.

Voici une publication.

 

La société s.a. RUTTEN va équiper les barrages de basse chute des voies navigables

wallonnes de turbines hydrauliques, afin de produire de l'électricité.

Le groupe Turbomachines de l'ULg a fourni à la société RUTTEN des outils numériques de

modélisation et de prédiction des performances de ces turbines.

 

Jusqu’à présent, l’énergie de basse chute (2 à 3 m) des barrages était rarement exploitée car

l’investissement en génie civil rendait ces projets difficilement rentables. L’entreprise s.a.

RUTTEN propose aujourd’hui une solution innovante et particulièrement prometteuse pour ces

sites en Belgique et dans le monde.

La s.a. RUTTEN a signé en 2001 un contrat avec la SPE/SOCOLIE pour l’équipement

hydroélectrique des barrages basse chute de voies navigables wallonnes. Le programme

hydroélectrique consiste à équiper les 8 barrages de la haute Meuse en turbines

de basse chute, soit 6 turbines par barrage, pour un total de 48 turbines s’étendant de Namur à

Hastière. La puissance de ces 8 barrages, développée par ces turbines atteindra, les 12,5 MW

pour une production annuelle de 75 millions de kWh.

Mais avant d’équiper la Meuse, la s.a. RUTTEN a convenu avec la SPE de construire un

prototype sur le barrage des Grosses Battes à Liège. A cet endroit, l’Ourthe y a un débit moyen

de 51 m3/s et le barrage offre une hauteur de chute de l’ordre de 3 m.

L’installation de la machine s’est terminée début 2005 et le turbinage a commencé. La machine

est conçue pour travailler 6000 heures par an, développant une puissance nominale de 486 kW

pour un débit de 27,5 m3/s. La production électrique annuelle est d’environ 3 millions de kWh,

soit l'équivalent de la consommation de 750 ménages.

La centrale hydroélectrique des Grosses Battes flotte lorsque l’eau ne la traverse pas. Les quatre

pieds munis de vérins permettent à la machine de suivre automatiquement le niveau de l’Ourthe

tout en gardant une hauteur de chute exploitable. Il s'agit d'une turbine de type siphon, l'eau

passant de l'amont vers l'aval par dessus le barrage existant, ce qui permet de minimiser les

travaux de génie civil.

En outre, la turbine Oméga présente comme avantages par rapport aux turbines classiques de

permettre l'exploitation des barrages mobiles existants ainsi que des barrages à aiguilles, d'être «

Fish friendly », et d'être rentable en moins de 10 ans.

Dans le cadre de ce projet, la s.a. RUTTEN a travaillé en étroite collaboration avec le groupe

Turbomachines de l’Université de Liège. Ce dernier a développé des outils numériques

spécifiques pour le calcul de la forme des aubages de la turbine, pour vérifier l'absence de

cavitation, ainsi que pour la prédiction des performances de la turbine lorsque la hauteur de chute

ou le débit varient.

Publications

·

On the Role of the Deterministic and Circumferential Stresses in Throughflow Calculations

, J.-F.

Simon, O. Léonard, Journal of Turbomachinery (under press)

·

Modeling of 3-D Losses and Deviations in a Throughflow Analysis Tool,

J.-F. Simon, O. Léonard,

Journal of Thermal Science, Vol 16, No 3, pp 208-214 (2007)

A Quasi-One-Dimensional CFD Model for Multistage Turbomachines

 

, O. Léonard, O. Adam,

Journal of Thermal Science, Vol 17, No 1, pp 7-20 (2008)