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Programme de R & D

Produit développé

Ichtyophilité

Site de Démonstration Futurs Projets Site en Ecluse V.N.F. Canal de Huningue La Roche EDF

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06 Décembre 2007

GROUPE TURBO GENERATEUR GROUPE TURBO GENERATEUR POUR TRPOUR TRÈÈS BASSE CHUTES BASSE CHUTE

MJ2 TECHNOLOGIES

48 rue de la prise d’eau 12100 Millau www.vlh-turbine.com Tel: + 33 565599946 Port: + 33 615756699 Email: [email protected]

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GROUPE TURBO GENERATEUR HYDROELECTRIQUE POUR TRÈS BASSE CHUTE

ORGANISMES SUPPORTANT LE PROJET

•Projet lauréat du concours national d’aide à la création d’entreprises innovantes du Ministère de la Recherche en 2004. •Projet soutenu par l’ADEME. •Projet soutenu par la Chambre de Commerce et d’Industrie de Millau •Ministère des Ressources Naturelles du Canada

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Pourquoi un nouveau type de turbine Hydroélectrique?

Aucun fabricant ne présente de Turbine adaptée aux chutes de moins de 2 m. • Les sites les plus massivement énergétiques sont déjà construits en Europe et dans les pays développés. • Le seul gisement potentiel se situe au dessous de 2 m de chute brute. • Le même cas se reproduit à l’échelle mondiale

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Pourquoi implanter un nouveau type de turbine Hydroélectrique?

• Aucun fabricant ne présente de Turbine adaptée aux chutes de moins de 2 m. • Une intégration visuelle inégalée

• Absence de bâtiment sur l’ouvrage • Turbine submergée • Aucun bruit, aucune vibration.

• Impact très réduit sur les migrations piscicoles en cours de validation par des essais scientifiques. • Ouvrages de Génie civils très réduits

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•L’utilisation des basses chutes requiert l’utilisation de débits importants qui doivent être traités dans des infrastructures adaptées et donc elles aussi de taille respectable. •Les fabricants ont toujours privilégié la diminution de la taille et du coût de leurs équipements au détriment du génie civil. •Le coût du Génie Civil devient rapidement dissuasif par rapport à la puissance installée et donc à la richesse produite.

La mise en valeur des basses chutes est techniquement possible mais pas rentable avec la

technologie disponible.

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Le Coût de Génie Civil est 5 fois plus grand sous 1,5m de chute que sous 3 m

Volume de Béton et Diamètre de Roue relatif à puissance constante

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6

Chute Nette

Vol

ume

de B

éton

&

Dia

mèt

re d

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ue

Volume de Béton

Diamètre de roue

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Kaplan Verticale pneumatisée Simple régulation

Groupe Bulbe immergé

Turbine de Très Basse Chute Very Low Head

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Programme de Recherche et Développement

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•Optimisation du profil hydraulique par CFD

•Essai sur modèle réduit CEI60193 au laboratoire LAMH Université Laval de Québec.

• Conception mécanique en CAO 3 D optimisation des structures par calcul par éléments finis

Test d’Ichtyophilité avec poissons vivants (smolts et anguilles)

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Essais sur modEssais sur mod èèle rle r ééduit au Laboratoire Hydraulique de duit au Laboratoire Hydraulique de ll ’’UniversitUniversit éé Laval de QuLaval de Qu éébecbec

Banc de Test

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Produit Développé

La Turbine Très Basse Chute

Very Low Head Turbine


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Dispositif d’effacement par le haut de la VLH

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High powerresistor

AC

DC

AC

DC

AC

DC

Eth

erne

t TC

P/IP

Chopper

DC

DC

DC

DC

DC

DC

Grid Inverter

Power Controller

AC

DC

AC

DC

DC

AC UtilityGrid

Control signals (Wires, Fiber optic link)

Power station Controller

Generator Drive

User interface(LCD touch srceen)

Fib

er o

ptic

link

DC Bus

Harmonics FilterTransformer

0.5kV/20kV

To Blades Control Cylinders

To Trash Rake CleanerControl Cylinders

To Oil Pump

INTERFACEBOARD OF THE

AUXILIARYEQUIPMENTS

INTERFACEBOARD OF THE

AUXILIARYEQUIPMENTS

Wire

s

. Oil level indicator. Oil temperature indicator

. Air pressure

. Oil pressure.etc...

Turbine andPermanent Magnet

Synchronous Generator

Pressured airfrom air compressor


Convertisseur de Fréquence

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Gamme de Produit: • 5 diamètres (3550, 4000, 4500, 5000, 5600 mm)

Gamme de Chute brute: • De 1,4 à 2,8 m et plus

Gamme de débits: • De 10 à 30 m3/s

Gamme de Puissance: • De 100 à 500 kW (Aux Bornes d’Alternateur)


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ICHTYOPHILITÉ

Comportement de la VLH

vis à vis de la faune Piscicole

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La VLH remplis tous les critères d’ichtyophilité sauf un

Les simulations CFD démontrent le respect des critères d’ichtyophilité sauf un n°1: Vitesse Périphérique Acceptable: 6 to 12 m/s VLH: 4.5 à 8 m/s n°2 : Pression Minimale Acceptable : 69 kPa VLH: 94 kPa n°3: Variation de pression maximale Acceptable: <550 kPa/s VLH: 80 kPa/s n°4: Variation de vitesse de l’eau maxi Acceptable: <180 m/s/m VLH: 10 m/s/m n°5: Jeu maxi entre pale et manteau de roue Acceptable: <2.0 mm Valeur VLH: 4.5 mm L’autorisation administrative du site de Millau prévoit l’exemption de dispositif de dévalaison sous réserve de tests scientifiques qui seront réalisés sur le site pour valider ces résultats.

Pressions sur la roue en fonction de la distance à l’axe


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1er Tests avec des poissons vivants des résultats encourageants


Cadre du filet nasse de récupération dispositif en eau

Smolts du lot témoin injection des smolts récupération des smolts

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1er Tests avec des poissons vivants des résultats encourageants


Malgré l’impossibilité de parvenir à des conclusions statistiquement et scientifiquement probantes nous avons tout de même pu tirer des enseignements de ces premiers tests :

•Les exemplaires retrouvés morts après le passage par la turbine présentaient un faible pourcentage de blessures externes (2%) ou d’hémorragies internes (1%) pouvant laisser penser qu’ils avaient été victimes de la turbine. •Le dispositif de récupération des poissons a présenté une bonne efficacité (en moyenne > 95%). •Ce dispositif de récupération des poissons peut toutefois être encore amélioré, ce qui sera fait en vue de la campagne de tests avec des anguilles prévue pour l’automne et des nouveaux tests avec des smolts programmés pour le printemps 2008.

Rendez vous à l’automne.

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Site de Démonstration

Millau

Usine élévatoire du Troussy

VLH DN 4500 410 kW - 20 m3/s - 2,5 m de chute

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Grutage de l’ensemble de 26 T vers son emplacement

Mise en appui sur les pivots puis rotation vers le bas

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Vue aval, groupe Turbogénérateur VLH en position de travail bief vide

Vue aval, groupe Turbogénérateur VLH en position de travail à 45°

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Vue amont, prise d’eau, vannes verticales grille de protection et clapet

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Distributeur

Turbine en position relevée Vue aval

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Visite de membres d’EAF le 3 mai 2007

Résultats des essais de mise en service

Les résultats ont démontré une homothétie complète avec les tests sur modèle réduit.

•La survitesse à pleine ouverture (75 tr/mn) et la survitesse maximum (90 tr/mn) ont été précisément celles escomptées. •La puissance nominale maximale de 438 kW a été atteinte à la vitesse nominale prévue de 37 tr/mn sous une chute nette de 2,5 m et un débit nominal de 22,5 m3/s. Pour des raisons administratives la centrale sera limitée à 410 kW livrés au réseau.

Tout au long des tests et depuis lors, la VLH a eu fonctionnement très doux, exempt de vibrations et très silencieux. Il faut toucher la structure de la machine pour savoir si elle est en fonctionnement. Depuis la mise en service plus de 200 personnes ont visité le site. Experts, consultants et propriétaires de PCH se sont succédés sur le site de Millau pour voir la VLH.

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Futurs Sites Potentiels

Canal de Huningue V.N.F.

La Roche Mayenne EDF

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Canal d’Huningue


Avant implantation Après implantation

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Usine de La Roche sur la Mayenne, seuil en « V »


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Usine de La Roche sur la Mayenne, vue aval


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