Turbines à contre-pression pour les systèmes fermés

Département fédéral de l'environnement,
des transports, de l'énergie et de la communication DETEC
Office fédéral de l’énergie OFEN
Sektion Energieforschung
Programme Petite hydraulique 56 / oct. 2012
Turbines à contre-pression pour les systèmes fermés
Les systèmes de distribution d’eau ont besoin d’électricité. Cette consommation peut être en
partie compensée par le turbinage de l’eau potable. Le développement de la turbine à contrepression ou de la turbine universelle permet désormais de produire de l’électricité même avec
des systèmes fermés.
Les turbines à contre-pression peuvent être intégrées dans des systèmes fermés et créent un coussin
d’air autour de la turbine qui d’une part permet le turbinage et d’autre part compense les coups de
bélier du réseau d’approvisionnement.
(Illustrations : Nerio Cereghetti, SUPSI / Fondation Revita)
Les systèmes d’approvisionnement en eau recèlent des potentiels de production d’énergie nonnégligeables. Les travaux de recherche et de développement sur le turbinage de l’eau potable
reposent sur cette constation. Tandis que les systèmes ouverts réduisent la pression autant que
nécessaire au moyen d’un réservoir situé entre la source et les consommateurs, des détendeurs sont
utilisés dans les systèmes fermés. Une solution qui ne permet cependant pas d’exploiter l’énergie à
disposition. Aussi la Fondation Revita a-t-elle mis au point une turbine à contre-pression pour ces cas
de figure. Il lui a fallu trouver une solution adaptée pour la génération de pression et développer un
concept d’exploitation qui puisse compenser les fluctuations de la pression du réseau d’alimentation. Il
a aussi fallu développer une structure modulaire qui permette une adaptation aisée aux conditions
locales. Cette turbine universelle est déjà utilisée, par exemple chez le lauréat 2010 du Watt d’Or, à
Gordola / TI. Ce système est aussi en service dans de nombreuses communes sous la forme d’une
turbine à contre-pression.
Points forts
 Turbinage d’eau potable également dans des systèmes fermés
 Production indépendante d’électricité des services de distribution d’eau
 Conception compacte et universelle de l’installation.
D:\9 Archiv\3 BFE\Success Stories\Success Stories 2012\56 Faktenblatt Programm KWKW Universalturbine FR.doc
Intervenants
 Fondation Revita, Langenbruck, www.revita.ch
 Pressure to Energy, Revita GmbH, Holderbank, www.p2e.ch
 Blue-Water-Power AG, Schafisheim, www.blue-water-power.ch
Sources
 Etudie : Universell einsetzbare Turbine für Wasserversorgungen, Nutzung von Druckreduzierenergie im Gegendruckbereich, B. Schindelholz, M. Fritschi
 Etudie : Pilotanlage Münster (VS) – Universalturbine für Wasserversorgungen, P. Kamber
Développement
Les travaux menés dans le cadre du projet de la Fondation Revita avaient pour but de créer un
système qui puisse résister aux forces résultant des changements rapides de prélèvement d’eau,
lesquelles provoquent des coups de bélier et des vibrations. Pour ce faire, la quantité d’air dans le
coussin de pression doit être maintenue constante. Le turbinage a toujours lieu au niveau du
prélèvement d’eau. L’objectif du projet était l’élaboration d’un concept universel. La turbine, le carter
de turbine, l’apport d’air sous pression ainsi que le générateur et le système de commande ont pu être
développés dans le cadre d'un essai pilote en laboratoire.
Recherche et développement énergétiques
 Développement de systèmes pour l’utilisation du potentiel énergétique des circuits fermés d’eau potable.
Défis
 Intégration d’un système de turbine dans les infrastructures
 Optimisation de la turbine et du coussin d’air de la turbine à contre-pression
 Commercialisation auprès des nombreux services de distribution d’eau.
Perspectives
 Utilisation du potentiel énergétique des réseaux d’eau potable
 Compensation de la consommation d’électricité des compagnies de distribution des eaux par le
turbinage de ces eaux.
Domaine d’utilisation de la turbine universelle à contre-pression : débit dès 3 l/s ; puissance : de 5,5 à
55 kW. Les travaux de développement ont été menés à la Fondation Revita. (Illustrations : Revita)
Actualisation
L’utilisation de turbines hydroélectriques dans des systèmes d’approvisionnement en eau potable est
en augmentation. En dehors des systèmes ouverts, il ne faut pas négliger l’exploitation des sections
fermées et sous pression. Le développement de la turbine à contre-pression a été mené par deux
entreprises suisses, dont les réalisations servent désormais de références. De son côté, Revita GmbH
a déjà reçu des demandes portant sur les possibilités d’utilisation dans des systèmes de distribution
d’eau en Allemagne.
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