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Contribution à la mise au point de la turbine « Fish Friendly » ALDEN

François TRAVADE (EDF)

Programme R&D anguilles et OuvragesSéminaire de restitution 28-29 novembre 2011, Paris

2 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Contexte – Objectif de l’action

Une des solutions aux mortalités de poissons dues aux turbines hydroélectriques = turbines à faible taux de mortalité dite

« Fish Friendly » ou « Ichtyo-compatible »

Turbine « ALDEN » en cours d’étude aux USA depuis 1995

Pilotage : EPRI (Electric Power Research Institute)

Objectif action : co-financement sur 3 années (2008-2010) par EDF de la phase d’industrialisation du prototype

3 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

La turbine ALDEN - Principe

Limiter les probabilités de chocs sur les pales

nombre de pales réduit à 3Vitesse de rotation réduite

Eliminer les risques de coincement entre la roue, le manteau et le moyeu

pales fixes, manteau rotatif solidaire de la roue

Limiter les gradients de pressionGradient < 3500 kPa / sec

Limiter les dépressions dans la roue

Pmin > 0.5 Atm

Roue ALDEN

Bâche spirale

Capot des directrices Directrices

Support de Bâche spirale

Aspirateur

Bâche spirale

Roue ALDEN

Bâche spirale

Capot des directrices Directrices

Support de Bâche spirale

Aspirateur

Bâche spirale

4 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Historique de la turbine ALDEN1994 : Programme AHTS (Advanced Hydro Turbine Systems) initialisé par US DOE (Department Of Energy)

1995 : Laboratoire d’hydraulique d’ALDEN propose un nouveau type de turbine inspiré des « pompes à poissons »

1995-2000 : Mise au point design turbine par Alden et Concepts NREC

2001-2002 : Tests biologiques sur modèle réduit (1/3.25)

2008-2009 : Optimisation du design industriel par Voith Hydro

2010 : Test par Voith Hydro turbine sur modèle physique (1/8.7)

5 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Turbine Alden – Comparaison avec turbines conventionnelles

Puissance (MW)

Diamètre (mm)

Nombre de directrices

Vit. Rotation (tr/mn)

Nombre de pales

6 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Turbine Alden – Performances comparées avec turbines conventionnelles

Turbine Alden a une efficacité supérieure à turbine Francis

Turbine Kaplan plus flexible avec une gamme d’utilisation plus large

7 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Tests biologiques (2001 – 2002)

Modèle réduit 1/3.25

Diamètre roue : 1.2 m

Poissons injectés dans la turbine

42 000 poissons

6 espèces

8 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Tests biologiques - résultats

Espèces testéesPREDICTION DE SURVIE POURUNE TURBINE ECHELLE 1

Espèces testéesPREDICTION DE SURVIE POURUNE TURBINE ECHELLE 1

(Basée sur les résultats du pilote)

9 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Avancement du projet

2011-2012 : choix du site pour construction prototype échelle 1 et tests biologiques

23 sites proposés USA et France3 retenus comme prioritaires : 2 USA, 1 France (centrale EDF Pébernat, Ariège)

2012 – 2013 : construction prototype

2014 – 2015 : tests biologiques in situ

10 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Validation biologique in situ (2014 – 2015)

Chute : 28 mDébit : 45 m3/sDiamètre : 3,7 mVitesse rot. : 120 tr/mnPuissance : 11 MW

Premier prototype industriel, adapté au site de School Street (Etat de New York – USA)Application : turbine utilisée comme by-pass de dévalaisonRecherche par EPRI de plusieurs autres sites

11 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Validation biologique in situ (2O14 – 2015)- Test mortalité sur plusieurs espèces (technique HI-Z tag)- Mesures par « poisson électronique » : accélérations, pression, chocs

12 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Applications à la gestion opérationnelle

Efficacité biologique pour l’anguille ? : résultats test in situ 2015

Turbine Alden de diamètre > turbines existantes : impossible de faire échange avec groupes existants

Domaine d’application Nouvelles centralesTurbinage débits réservésExutoires de dévalaison

Gamme d’utilisationHauteur chute : 6 m à 37 mDébit turbiné : 14 m3/s à 57 m3/s

13 - Programme R&D Anguilles et Ouvrages Séminaire de restitution 28-29 novembre 2011

Merci de votre attention