micro-hydraulique

MICRO-HYDRAULIQUE
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En France, une centrale micro-hydraulique possède une puissance installée inférieure à 8 MW
électriques.
Le principe
Une turbine ou une roue transforme l’énergie ‘’hydraulique’’ fournie par l’écoulement de l’eau en énergie
mécanique. La turbine entraîne un générateur qui convertit ensuite cette énergie en électricité qui peut
être utilisée sur place ou vendue.
Avec déversoir
Au fil de l’eau
Les différents éléments
•
Le bloc turbine :
Une turbine se compose d’un distributeur fixe avec organes de réglage permettant d’orienter et de
maîtriser le flux d’eau entrant, d’une roue mobile à ailettes ou augets, d’un aspirateur-diffuseur qui
évacue ce flux et d’un axe de transmission. Le principe transforme l’énergie hydraulique en énergie
mécanique avec un rendement maximum. La turbine a remplacé la roue à aubes qui était utilisée
ème
siècle dans les moulins à eau. Son rendement (de l'ordre de 70%) est nettement
jusqu'au 19
supérieur à celui de la roue hydraulique (20%). Pour cela, le distributeur doit être conçu de manière à
réduire les chocs entre l’eau et la roue au maximum et l’aspirateur diffuseur doit éliminer les turbulences
en aval. Il existe cinq grands types de turbines qui sont choisies en fonction de la hauteur de chute et du
débit du cours d’eau :
Mise à jour le 12/02/07 par JH_V1
Nom
Pelton
Banki-Mitchell
ou
Cross-flow
Francis
Kaplan
Roues à aubes
ou roues
hydrauli-ques
•
Débit
L/s
20 à
1000
Hauteur de
chute
10 à 500 m
20 à
7000
10 à 150 m
100 à
6000
5 à 100 m
300 à
10000
Vitesse de
rotation
Caractéristiques et
performances
Forme
500 à 1500
tr/min
- Arrivée d’eau réglable par
injecteurs qui permettent de
conserver de bons
rendements
- Encombrement réduit
autorisé par liaison directe
turbine- générateur
Faible
- Construction simple mais
rendements relativement
faibles
- Multiplicateur encombrant
entre turbine et générateur
Augets
Eau
- Bons rendements
Jusqu’à
- Nécessite de faibles
1000 tr/min variations de débit
Jusqu’à 10
m
Faible
- Bons rendements
- Variation de débit de 30 %
(distributeur fixe) ou 15 %
(distributeur mobile) à 100 %
Faible
Faible
- Rendement global de 20 %
- Intégration au paysage
Le générateur de courant :
La roue mobile de la turbine transmet l’énergie mécanique au générateur de courant par son
arbre de transmission soit directement soit par l’intermédiaire d’un multiplicateur. Le rôle du
générateur est de transformer l’énergie mécanique en énergie électrique (courant continu (12,
24, 48V) ou alternatif (230 V). La génératrice peut être de trois types différents :
Caractéristiques
La génératrice
asynchrone
-La plus répandue
-Pilotée et régulée par le
réseau EDF
La génératrice
synchrone ou
alternateur
La vitesse de rotation de
la roue donne la
fréquence du courant
produit
La génératrice
à courant
continu
Production de courant
continu qui peut être
convertit en courant
alternatif par un onduleur
Avantages
-Construction
simple
-Robuste
-Coût avantageux
-Système de
régulation du
courant bien
adapté
-Bons rendements
-Prix faible
-Possibilité de
stockage du
courant en batterie
Inconvénients
Utilisation
Rendements plus
faibles
Vente de l’électricité
Prix relativement
élevé pour de faibles
puissances
Autoconsommation
-Peu de cas adaptés à
ce type de génératrice
-Prix élevé si
acquisition d’un
onduleur
Autoconsommation :
chauffage, éclairage
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•
L’armoire électrique :
L’ensemble turbine générateur est relié à un tableau électrique comprenant les différents
éléments suivants : Un régulateur électronique, des instruments de mesure (voltmètre,
fréquence mètre, ampèremètre), les protections réglementaires (disjoncteurs), les borniers
nécessaires aux branchements du générateur.
•
Le génie civil :
- La centrale : elle abrite la turbine et l’installation de production du courant.
- Le barrage ou déversoir: il sert en général à permettre l’alimentation en eau du
canal de dérivation et coupe le cours d’eau entièrement ou en partie. Les barrages
sont en général peu important et peuvent eux aussi bénéficier d’une architecture
adaptée au milieu naturel. La conception de passage à poissons et à bateaux est
imposée.
- Le canal de dérivation : il amène le débit turbinable jusqu’à la centrale et le restitue
au cours d’eau.
L'entretien des micro-turbines est en général réduit. Il faut veiller au bon fonctionnement du
système à l'aide des voyants et appareils de mesures accessibles au niveau du tableau de
régulation. Un dégrilleur automatique est également très utile. D’une façon générale,
l’équipement d’une micro centrale, robuste et fiable nécessite un entretien très simple et les
frais de fonctionnement sont par conséquent réduits. La durée de vie d’une centrale
hydroélectrique est approximativement de 30 ans
Les démarches administratives
L’exploitation des installations ou des projets de capacité supérieure à 8000 kW est
automatiquement prise en charge par EDF.
Pour des projets de centrale dont la puissance est inférieure à 8000 kW, une demande de
droit d’eau doit être faite, accompagnée d’un dossier détaillé du projet. Ce dossier, dont la
rédaction peut être confiée au bureau d’étude chargé de l’affaire, doit être déposé en
préfecture. Plusieurs organismes (DDE, DDAF…) doivent être contactés pour :
- L’ouverture de l’enquête publique avec avertissement de la population par publicité
et affichage
- La demande d’avis auprès des sociétés de pêche
- L’arrêté d’autorisation
Raccordement au réseau d’électricité : Il est nécessaire de contacter EDF qui a l’obligation
d’accepter la mise en réseau d’électricité d’origine hydraulique si vous respectez les
conditions.
Données économiques
Application
Taille du générateur
Coût matériel
Faibles besoins
(cabanes, petits refuges,
résidences secondaires).
50 W à 500 W, 24 Vcc
complète avec le système de
régulation et le système de délestage
à partir de
3000 € HT
Besoins moyens
(refuges touristiques,
résidences principales,
exploitations agricoles...)
2kW à 10kW, 220 Vac
complète avec le système de
régulation et le système de délestage
de
4500 € HT
à 25500 € HT
Besoins importants
(restaurants d'altitude,
gros refuges, exploitations agricoles...)
6kW à 30kW, 380 Vac triphasé
complète avec le système de
régulation et le système de délestage
de
10500 € HT
à 34500 € HT
Le tarif d’achat de l’électricité d’origine hydraulique par EDF est d’environ 6,10 c€/kWh mais
il peut varier. L'énergie active fournie par le producteur est facturée à l’acheteur sur la base
des tarifs mentionnés dans l’Arrêté du 25 juin 2001.
Mise à jour le 12/02/07 par JH_V1
•
Aides financières :
- Un crédit d’impôt (plafonné) de 50% pour la résidence principale sur la facturation totale
TTC de l’équipement éligible. Demandez la fiche sur les aides en Bretagne à votre espace
INFOÎENERGIE.
- Dans le cadre du plan de reconversion économique et sociale des régions en difficultés
structurelles (voir listes des communes éligibles en Bretagne), une subvention par le
FEDER peut être attribuée à l’Etat, aux collectivités territoriales et locales, aux entreprises,
aux associations…
- Dans le cas d’une opération exemplaire, l’ADEME peut subventionner l’ouvrage à hauteur
maximale de 20 % des coûts éligibles.
Pour une électrification en site isolé : (ex : aides du FACE) Pour bénéficier de ces aides,
le coût de l’installation doit être inférieur aux solutions traditionnelles et doit alimenter une
résidence principale, un bâtiment agricole ou collectif (refuges, accueil…).
Adresses (liste non exhaustive)
Bureaux d’études techniques :
BETERU
Les Landes
31850 MONDOUZIL
Tél : 05 61 84 71 52
ISL
75, bd Mac Donald
75019 PARIS
Tél : 01 40 34 50 50
AQUAPACT
Impasse du gaz
54200 TOUL
Tél : 03 83 43 29 82
THEE
Impasse du gaz
54200 TOUL
Tél : 03 83 43 29 82
ECOWATT
04240 CLAMENSANE
Tél : 04 92 68 34 54
TEP
7, rue Voltaire
38000 GRENOBLE
Tél : 04 76 54 06 30
MCHC-IREM
L’Outre
05330 ST CHAFFREY
Tél : 04 92 24 16 05
LEROY SOMER
16015 ANGOULEME
DESGRANGES
Quartier des fabriques
26260 CLERIEUX
Tél : 04 75 71 62 24
GEC Alsthom
225, Av de Pressence
69200 VENISSIEUX
Tél : 04 78 78 83 30
Alstom Power Hydro
3 avenue André Malraux
92309 Levallois-Perret
www.hydro.power.alstom.com
CERGYDIS
95800
Cergy-SaintChristophe
01 34 20 13 40
Etudes et Réalisations
de Matériels Aérauliques
56440 LANGUIDIC
Tel: 02 97 65 12 12
Hérold et Cie (Ateliers)
89470 MONETEAU
Tel : 03 86 46 91 52
Mécamidi
31100 TOULOUSE
Tel : 05 62 87 46 56
Va Tech Bouvier
Hydro SA
38601 FONTAINE
cedex
Tel : 04 76 85 95 23
ELSA
Chemin St-Hubert 59
CH-1950 SION
viry
BP 32
88201 REMIREMONT
Tel : (33) 03 29 23 27 82
http://www.viry.com
Esac Energie
70320 CORBENAY
Tel: 03 84 49 04 84
MTH Industries
90, Rue d'Albert
80300 Bouzincourt
Tel : 03 22 75 11 65
Groupement des Producteurs
Autonomes d'Energie
Hydroélectrique (GPAE)
66, rue la boétie
75008 PARIS
0156599124
www.gpae.fr
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