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1 - DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE

2 - TURBINES

3 - IMPLANTATIONS DU GÉNIE CIVIL

4 - BARRAGES

5 - PRISES D’EAU

6 - GÉNÉRATEURS ÉLECTRIQUES

7 - EXPLOITATION

8 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BM4166 v1

Exploitation
Petites centrales hydrauliques

Auteur(s) : Sylvain PERRIN

Date de publication : 10 nov. 2003

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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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Auteur(s)

  • 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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm4166


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7. Exploitation

7.1 Centrales autonomes

Dans le cas d’une centrale autonome débitant sur un réseau isolé, il faut maintenir constantes la fréquence et la tension. Cela nécessite une régulation de vitesse et une régulation de tension.

La régulation de vitesse peut être réalisée par un régulateur mécanique ou un régulateur électronique qui manœuvre le dispositif de vannage par un vérin ou un moteur. Les régulateurs mécaniques sont du type tachymétrique ou accéléro-tachymétrique. Leur principe de fonctionnement est basé sur le régulateur à boules. Dans le cas de fortes variations de charge, le régulateur doit modifier très rapidement le débit d’admission d’eau, ce qui peut entraîner des coups de bélier destructeurs dans les conduites. Pour éviter ce phénomène, il faut donc limiter la vitesse de variation du débit, ce qui peut être obtenu en augmentant le moment d’inertie du groupe, couramment appelé PD2 par les hydrauliciens.

Une autre solution consiste à équiper la conduite d’une cheminée d’équilibrage ou d’une soupape de délestage en cas de surpression.

Pour les très petites turbines installées au fil de l’eau, les variations de débit sont très lentes, en général de l’ordre de la journée, exceptionnellement de l’ordre de l’heure en cas d’orage. Certaines ne possèdent pas de dispositif de réglage ou au mieux un système manuel de réglage de l’admission. Dans ce cas, la puissance fournie par la turbine est constante. Les variations de la charge entraînent des variations de fréquence. La régulation est assurée par des charges résistives qui sont couplées en fonction des besoins par un dispositif électronique, de façon à maintenir la puissance absorbée égale à la puissance fournie. La puissance dissipée dans les résistances est soit perdue, soit récupérée pour du chauffage.

HAUT DE PAGE

7.2 Centrales raccordées au réseau

HAUT DE PAGE

7.2.1 PCH fonctionnant en régime éclusé

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BIBLIOGRAPHIE

  • (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).

  • (5) - MONITION (L.), LE NIR (M.), ROUX (J.) -   Les microcentrales hydroélectriques  -  . Masson (1981).

  • ...

1 Réglementation des installations et raccordement

  • Autorisations et décrets

    Suivant l’importance de l’ouvrage pour aménager un site sur un cours d’eau, il existe en France deux procédures :

    • la demande d’autorisation pour les sites mineurs ;

    • la demande de concession pour les sites importants.

    De nombreux décrets et lois régissent l’utilisation de l’énergie hydraulique. D’autre part, des directives européennes peuvent modifier un certain nombre de dispositions.

    La principale loi est celle du 10 octobre 1919 relative à l’utilisation de l’énergie hydraulique, modifiée par la loi 92-3 et par la loi 2000-108 du 10 février 2000.

    De nombreux décrets régissent les règlements d’eau, les autorisations et les concessions, les conditions de raccordement ainsi que le classement des cours d’eau. L’annexe 1 du guide de la SHF Intégration dans l’environnement (voir la bibliographie) permettra au lecteur d’obtenir de plus amples renseignements.

    L’ensemble de la réglementation française peut être consulté en ligne : http://www.legifrance.gouv.fr

    Loi 2000-108 du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement...

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