GROUPE TURBO GENERATEUR POUR TRÈS BASSE CHUTE

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1 POUR Mars 2008 MJ2 TECHNOLOGIES 48 rue de la prise d eau Millau Tel: Port: vlh-turbine@vlh-turbine.com

2 ORGANISMES SUPPORTANT LE PROJET Projet lauréat du concours national d aide à la création d entreprises innovantes du Ministère de la Recherche en Projet soutenu par l ADEME. Projet soutenu par la Chambre de Commerce et d Industrie de Millau Ministère des Ressources Naturelles du Canada

3 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 s. Le seul gisement potentiel se situe au dessous de 2 m de chute brute. Le même cas se reproduit à l échelle mondiale

4 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

5 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.

6 Volume de Béton et Diamètre de Roue relatif à puissance constante Volume de Béton & Diamètre de Roue ,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 Chute Nette Volume de Béton Diamètre de roue Le Coût de Génie Civil est 5 fois plus grand sous 1,5m de chute que sous 3 m

7 Kaplan Verticale pneumatisée Simple régulation Groupe Bulbe immergé Turbine de Très Basse Chute Very Low Head

8

9 de Recherche et Développement

10 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 avec poissons vivants (smolts et anguilles)

11 Essais sur modèle réduit au Laboratoire Hydraulique de l Université Laval de Québec Banc de Test

12 Développé La Turbine Très Basse Chute Very Low Head Turbine

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15 Dispositif d effacement par le haut de la VLH

16 Turbine and Permanent Magnet Synchronous Generator Convertisseur de Fréquence Chopper DC High power resistor DC Generator Drive DC AC AC DC DC Bus Grid Inverter DC AC Harmonics Filter Transformer 0.5kV/20kV Utility Grid Pressured air from air compressor Control signals (Wires, Fiber optic link) Power Controller To Blades Control Cylinders To Trash Rake Cleaner Control Cylinders To Oil Pump INTERFACE BOARD INTERFACE OF THE AUXILIARY BOARD OF THE EQUIPMENTS AUXILIARY EQUIPMENTS Wires Ethernet TCP/IP Fiber optic link User interface (LCD touch srceen). Oil level indicator. Oil temperature indicator. Air pressure. Oil pressure.etc... Power station Controller

17 Gamme de : 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 m 3 /s Gamme de Puissance: De 100 à 500 kw (Aux Bornes d Alternateur)

18 Presentación ICHTYOPHILITÉ Comportement de la VLH vis à vis de la faune Piscicole

19 La VLH remplis tous les critères d ichtyophilité sauf un Les simulations CFD démontrent le respect des critères d ichtyophilité sauf un Presentación 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

20 1er Tests avec des poissons vivants des résultats encourageants Presentación Cadre du filet nasse de récupération dispositif en eau Smolts du lot témoin injection des smolts récupération des smolts

21 1er Tests avec des poissons vivants des résultats encourageants Presentación 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 Rendez vous à l automne.

22 1er Tests avec des anguilles vivantes Le caractère ichtyophile de la VLH se confirme Presentación Dispositif de récupération Nasse de récupération Dispositif d injection Des anguilles de 0,7 à 1,2 m Injection des anguilles Récupération des anguilles

23 Les essais VLH Résultats des tests (Chiffres en cours de traitement) Presentación Injection en 3 points Taux de survie sur environ 100 individus : Intérieur 100% Milieu 97% Extérieur 84% Taux moyen de survie estimé supérieur à 95% Ce taux représente une mortalité entre 5 et 10 fois inférieure à celle de machines Kaplans conventionnelles. Point d injection des anguilles Médian Intérieur Extérieur

24 Millau Usine élévatoire du Troussy VLH DN kw - 20 m 3 /s - 2,5 m de chute

25 Mise en appui sur les pivots puis rotation vers le bas Grutage de l ensemble de 26 T vers son emplacement

26 Vue aval, groupe Turbogénérateur VLH en position de travail bief vide Vue aval, groupe Turbogénérateur VLH en position de travail à 45

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

28 Distributeur Turbine en position relevée Vue aval

29 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. Depuis son couplage au réseau la VLH a livré plus de 1,45 million de kw en 8 mois de production industrielle parfaitement conforme aux objectifs d environ 2 millions de kw/an 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. Visite de membres d EAF le 3 mai 2007

30 Futurs Sites Potentiels V.N.F. La Roche Mayenne EDF

31 Canal d Huningue Avant implantation Après implantation

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

33 Usine de La Roche sur la Mayenne, vue aval

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