I. CONSIDERATIONS GENERALES SUR LES CENTRALES
HYDROELECTRIQUES
1. CENTRALES HYDROELECTRIQUES
1.1.
Ecoulement transitoire
Le but d'une installation hydraulique étant de
fonctionner au régime nominal de manière stationnaire afin
d'exploiter les machines dans leur plage de rendement maximum, il se fait que
la réalité diffère nettement de cette situation
idéale. En effet, un réseau étant constamment soumis
à des perturbations de l'ensemble des consommateurs, les machines
doivent en permanence s'adapter à la demande variable. A travers le
système de contrôle - commande, qui agit sur les directrices des
turbomachines, le mouvement de l'eau engagée dans le réseau de
conduites hydrauliques est influencé, ce qui mène à des
phénomènes transitoires tels que le coup de Bélier dans
les conduites ou des oscillations de masse entre la cheminée et le
bassin amont ou aval, ainsi que la cavitation sur les aubages des
turbomachines. Ces phénomènes peuvent soumettre l'installation
à des fortes sollicitations mécaniques, qui nécessitent
d'être prises en compte dans le dimensionnement de la centrale ou
être contrôlé ou supervisé lors du fonctionnement de
la centrale.
C'est ainsi que partant de ces considérations, nous
parlerons dans cette partie du phénomène de coup de bélier
dans les conduites forcées et la cavitation.
Pour chacun de ces deux phénomènes, nous
essayerons de donner une description et les différentes sortes qu'on
peut rencontrer.
1.1.1. Phénomène de coup de Bélier
1.1.1.1. Description du
phénomène
Le coup de bélier est une onde de choc qui se propage
dans un tronçon de conduite lors d'un changement brusque de ses
conditions aux limites.
Etant donné que le phénomène du coup de
bélier entraine une augmentation de la hauteur apparente de chute sur la
turbine du fait de l'inertie de l'eau dans la conduite, cela exerce une action
de sens contraire à l'autoréglage.
On distingue deux sortes de coup de bélier : le
coup de bélier d'onde et le coup de bélier de masse.
1.1.1.2. Sortes des coups de
bélier
a) Le coup de bélier
d'onde.
Il est important surtout dans les longues conduites
forcées des hautes chutes qui tiennent compte de la
compressibilité de l'eau et de la déformation élastique
des parois des conduites forcées.
Ce phénomène est répétitif et se
produit avec une période de  où le rapport  est définit comme étant le temps caractéristique
du tronçon de conduite.
Avec :
L : longueur de la conduite forcée.
a : vitesse de propagation de l'onde.
Ainsi pour éviter le phénomène de coup de
bélier dans ce type d'installation, on prévoit une chambre
d'équilibre ou cheminée d'équilibre en amont, celle-ci est
placée sur une dérivation en pression de la turbine d'un groupe
générateur. Signalons que cette chambre d'équilibre de
l'installation s'ouvre et se ferme lorsque les oscillations du plan d'eau
résultant des manoeuvres d'ouverture ou de fermeture de
générateur tendent à s'amplifier.
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