Produire de l`électricité renouvelable grâce à l`eau potable

Département de l’environnement,
des tranports, de l’énergie et de la communication DETEC
Office fédéral de l’énergie OFEN
Sektion Energieforschung
Programme Hydroénergie 09
Produire de l’électricité renouvelable grâce à l’eau potable
A l’occasion du remplacement d’une installation d’approvisionnement en eau potable à
Sachseln (OW), une turbine Pelton a été installée dans le réservoir pour produire de
l’électricité. Depuis longtemps, le turbinage de l’eau potable est considéré comme une
possibilité qu’il est facile de mettre en œuvre. La vallée de la Metten, avec ses 919 mètres de
dénivellation, s’y prête particulièrement bien.
Avec ses 919 mètres de dénivellation, l’approvisionnement en eau potable de Sachseln présente des
conditions idéales pour la production d’électricité, même à faible débit.
(Fig.: Service des eaux de Sachseln)
Dès 1997, les responsables du Service des eaux de Sachseln se sont demandé s’il serait possible de
profiter du remplacement imminent de la conduite d’eau potable de la vallée de la Metten pour y ajouter des équipements de production d’énergie. Une première analyse, qui a bénéficié du soutien de
l’OFEN, a clairement démontré que le turbinage était possible dans des conditions optimales. La production d’électricité pourrait compter sur environ 600’000 m3 d’eau de source par année. En 2004, une
conduite forcée d’une longueur de 3 km, constituée de tuyaux de 20 cm de diamètre, en fonte avec
revêtement, a été posée à la place des tuyaux d’Eternit qui dataient des années 1930. La différence
de niveau entre le captage à la source et la centrale est de 919 m, un record en Suisse. Le débit
maximum est d’environ 40 l/s. Le rapport entre la hauteur de chute et le débit était un défi particulier
pour l’étude du projet; il s’agit en effet d’une centrale électrique à très haute pression, 90 bar. Le jet
d’eau frappe les auges de la turbine à la vitesse de 130 m/s.
Points forts
• L’approvisionnement en eau offre un avantage supplémentaire
• Les équipements de turbinage peuvent être facilement intégrés aux réservoirs à eau
• La rénovation des installations peut se baser sur les premières analyses et les études préliminaires.
Intervenants
• Service des eaux de la Commune de Sachseln, www.sachseln.ch
• ITECO SA Affoltern a.A., www.iteco.ch; VA TECH Hydro SA, Kriens, www.vatech-hydro.com
D:\Jürg Wellstein\3 BFE Medien\Success Stories\09 Kleinwasserkraft Mettental\09 Def\Faktenblatt Programm 09 KWKW FRANZ.doc
Sources
• ENET-News n° 58, juillet 2004, p. 12
• Rapports de synthèse des chefs de programme de l’OFEN, 2003, p. 155
Historique
Le programme d’information et de promotion DIANE a permis de faire connaître le turbinage de l’eau
potable dès les années 1990 et d’identifier des régions alpines intéressantes, c’est-à-dire présentant
des hauteurs de chute importantes. Depuis, plus d’une centaine de centrales électriques à eau potable sont nées en Suisse. Ensemble, elles produisent année après année plus de 60 GWh d’électricité.
On évalue à 100 GWh environ la production des centrales à eau potable qu’il serait encore possible
de construire. La centrale électrique de Sachseln fonctionne avec un débit variant de 8 à 40 l/s. La
turbine Pelton, réalisée en acier inoxydable au nickel-chrome, développe une puissance de 300 kW.
La production annuelle d’électricité dépasse le million de kWh; cette énergie renouvelable est injectée
dans le réseau de la Compagnie d’électricité du canton d’Obwald et correspond à la consommation
d’environ 250 ménages. Déjà après la seconde année d’exploitation, il s’est avéré que la centrale
produisait plus que prévu: les valeurs calculées ont été dépassées de 30 à 35 %. Ce succès est dû à
l’augmentation des précipitations et à l’élimination des pertes le long de l’ancienne conduite, qui
n’avaient pu être mesurées auparavant.
Défis
• Coordination de l’étude du projet et de la mise au point de la rénovation d’un approvisionnement en
eau potable, avec adjonction d’équipements destinés à la production d’électricité
• Obtention de résultats de mesures qui permettent le calcul des paramètres de l’installation.
Perspectives
• Intérêt croissant pour la production écologique d’électricité
• Production d’électricité rentable pour la commune et son Service des eaux.
Après plus de 65 ans, la conduite d’eau en Eternit de la vallée de la Metten a été remplacée par une
conduite forcée faite de tuyaux de fonte, permettant désormais le turbinage de l’eau potable dans le
réservoir. (Fig.: Service des eaux de Sachseln)
Derniers développements
Bien que la puissance de cette installation soit petite en comparaison de celle d’autres centrales électriques, la construction de la roue à auges a posé des exigences élevées au constructeur, à cause du
rapport extrême entre la hauteur de chute et le débit d’eau. Grâce à une géométrie particulière des
auges et à un travail de précision, la turbine a encore un rendement acceptable pour un débit de 8 l/s,
soit 20 % du débit maximum. Ceci est extrêmement important pour la production de la centrale pendant la saison sèche. Le savoir-faire acquis en matière d’étude de projet et de fabrication représente
un atout important pour de futurs projets, tant en Suisse qu’à l’étranger.
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D:\Jürg Wellstein\3 BFE Medien\Success Stories\09 Kleinwasserkraft Mettental\09 Def\Faktenblatt Programm 09 KWKW FRANZ.doc