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Produit développé
Ichtyophilité
Site de Démonstration Futurs ProjetsSite en Ecluse V.N.F. Canal de HuningueLa Roche EDF
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Mars 2008
GROUPE TURBO GENERATEUR GROUPE TURBO GENERATEUR POUR TRÈS BASSE CHUTEPOUR TRÈS BASSE CHUTE
MJ2 TECHNOLOGIES 48 rue de la prise d’eau12100 Millauwww.vlh-turbine.comTel: + 33 565599946Port: + 33 615756699Email: [email protected]
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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 RessourcesNaturelles 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
01234
56789
1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6Chute 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 pneumatiséeSimple 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 modèle réduit au Laboratoire Hydraulique de Essais sur modèle réduit au Laboratoire Hydraulique de l’Université Laval de Québecl’Université Laval de Québec
Banc de Test
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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)
Fibe
r opt
ic li
nk
DC Bus
Harmonics FilterTransformer
0.5kV/20kV
To Blades Control CylindersTo Trash Rake Cleaner
Control CylindersTo 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
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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 PériphériqueAcceptable: 6 to 12 m/s VLH: 4.5 à 8 m/sn°2 : Pression MinimaleAcceptable : 69 kPa VLH: 94 kPan°3: Variation de pression maximaleAcceptable: <550 kPa/s VLH: 80 kPa/sn°4: Variation de vitesse de l’eau maxi Acceptable: <180 m/s/m VLH: 10 m/s/mn°5: Jeu maxi entre pale et manteau de roueAcceptable: <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 vivantsdes résultats encourageants
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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 vivantsdes résultats encourageants
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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 testsavec 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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1er Tests avec des anguilles vivantesLe caractère ichtyophile de la VLH se confirme
Dispositif de récupération Nasse de récupération Dispositif d’injection
Des anguilles de 0,7 à 1,2 m Injection des anguilles Récupération des anguilles
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Point d’injection
des anguilles
Intérieur
Médian
Extérieur
Les essais VLH
Résultats des tests(Chiffres en cours de traitement)
Injection en 3 points – Taux de survie sur
environ 100 individus : • Intérieur 100%• Milieu 97%• Extérieur 84%
–– Taux moyen de Taux moyen de survie estimé survie estimé supérieur à 95%supérieur à 95%
– Ce taux représente une mortalité entre 5 et 10 5 et 10 fois inférieurefois inférieure à celle de machines Kaplans conventionnelles.
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Site de Démonstration
Millau
Usine élévatoire du Troussy
VLH DN 4500410 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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GROUPE TURBO GENERATEUR HYDROELECTRIQUE POUR TRÈS BASSE CHUTE
Vue amont, prise d’eau, vannes verticales grille de protection et clapet
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Turbine en position relevée Vue aval
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Visite de membres d’EAFle 3 mai 2007
Résultats des essais de mise en serviceLes 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.
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Futurs Sites Potentiels
Canal de Huningue V.N.F.
La Roche Mayenne EDF
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Canal d’Huningue
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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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