Juillet 2006

Montage d’un groupe ECOBulb vertical en Italie
le meilleur rendement, les économies
de génie civil et la plus grande débitance.
La solution avec des groupes
ECOBulb double réglage choisie pour
ce projet a apporté des bénéfices
supplémentaires comme le court
temps de montage et le gain de rendement
permis par l’abandon du multiplicateur
de vitesse. Il a également
été possible d’améliorer le retour sur
investissement en utilisant les passages
amont et les aspirateurs existants
sans modification ni travaux civils.
La machine intègre la turbine et l’alternateur
diminuant ainsi le nombre
d’éléments mécaniques et conduisant
à une conception plus simple avec
une réduction des risques de casse.
Le concept est basé sur une ligne
d’arbre à deux paliers et une butée
autonomes, tous lubrifiés à l’huile ou
à la graisse biodégradable. Le bulbe
est pressurisé et le transfert thermique
pour le refroidissement se fait au travers
de la peau en acier. Le joint d’arbre
est de type sans fuites à pression
équilibrée (air-eau) et la tension
nominale est fixée par la quantité d’aimants
permanents montés sur le
rotor, de même que le facteur de puissance.
Les diamètres de rotor et de
roue sont standardisés réduisant ainsi
le temps d’étude.
L’intégration des nouvelles turbines
dans une structure centenaire représentait
ici le point clé du projet, considérant
la qualité des fondations et la
nécessité de minimiser l’impact sur
l’aspect du bâtiment. L’espace laissé
libre par les groupes Camel Back était
suffisamment grand pour permettre
l’installation des ECOBulb sans modification
de la chambre d’eau.
Les anciennes turbines et les alterna-
teurs ont été enlevés et un blindage
d’aspirateur en acier a été installé à
l’intérieur de l’aspirateur en béton original.
Un anneau d’ancrage a été fixé
dans la partie inférieure de la chambre
d’eau et cet anneau sert de support
au Bulbe entièrement assemblé et mis
en place en une seule pièce et
connecté, permettant de livrer et
d’installer les quatre groupes en un an
seulement.
Les caractéristiques hydrauliques de
la turbine, rendement, cavitation et
vitesse optimum de rotation sont les
résultats d’essais sur modèle réduit
dans nos laboratoires de Suisse et
d’Autriche.
Camel Back à axe vertical
Plusieurs centrales sont équipées de
groupes Camel Back à axe vertical,
avec deux, trois ou plus roues par
arbre. Le défi consiste à remplacer
ces machines tout en augmentant le
débit d’au moins 20% conduisant à
une augmentation de puissance de
l’ordre de 30% en raison de l’amélioration
du rendement hydraulique et
électromécanique. La différence de
rendement hydraulique entre les
Francis Camel Back et les ECOBulb
est de l’ordre de 7% à pleine charge
et même de 10% à charge partielle.
Du côté électrique, la différence est
moindre entre un alternateur à très
basse vitesse et un alternateur à
aimants permanents, mais elle atteint
tout de même 3 à 5% en faveur des
alternateurs ECOBulb.
Il existe également des arrangements
avec plusieurs groupes de Francis
Camel Back sur le même arbre hori-
zontal. Généralement, l’alimentation
hydraulique du premier groupe est
correcte mais l’ombre hydraulique de
ce premier groupe a un impact négatif
sur les suivants. Ici aussi, le remplacement
de la ligne d’arbre entière par
un groupe ECOBulb est privilégiée.
Conclusion
La meilleure solution de remplacement
des groupes Francis Camel
Back vieillissants est certainement
offerte par les turbines axiales. Les
différents arrangements dépendent du
Montage mécanique final et connection
électrique à Tombetta
contexte existant et des travaux civils
nécessaires, ainsi que des exigences
de puissance de l’installation.
Les concepts proposés nécessitent
une collaboration très étroite entre le
fournisseur électromécanique et l’entrepreneur
civil pour optimiser l’installation
et convertir un maximum de
potentiel hydraulique en énergie
électrique.
Les groupes ECOBulb, bien qu’encore
un jeune concept, ont démontré leurs
qualités et leur fiabilité à ce jour
jusqu’à une puissance unitaire de
4 MW. Les options prises pendant leur
développement, ainsi que les calculs
et méthodes de conception, sont
maintenant validées par l’expérience
pour toute la gamme d’application.
Le concept de simplicité et les dimensions
réduites des groupes, alliés
avec la flexibilité d’installation en
terme de calage et de position de
l’axe du groupe, font des groupes
ECOBulb une solution de remplacement
parfaite pour de nombreux projets
de réhabilitation ou l’impact sur
les structures existantes est un point
sensible.
Pierre Duflon
Tél. +33/476 859525
pierre.duflon@bouvierhydro.fr
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