SAAFA-76-MRRRCH
Turbine hydraulique
Conduite Beni-bahdel Oran
La ville d’Oran a été dans une insuffisance d’alimentation en eau potable et pour compense cette insuffisance vue la réserve des Beni-bahdel. L’aménagement de ce projets repose sur une caractéristique importante c’est la régularisation des débits sur le long de la conduite qui se fait automatiquement par la demande de l’aval, du bassin de compensation de Bouhlou jusqu’à la distribution d’eau en ville d’Oran, sans intervention d’énergie extérieur ni appel à d’autres phénomènes qu’a hydraulique donc l’absence d’une station de pompage dans ce projet, les débits sont règles en fonction de ce qu’utilisent au moment même les différent usager. La transmission de la demande aussi bien sur tous le long de la conduite qu’à travers la station de filtration qui ce situé à Bouhlou, à l’aval des sections située des vannes a flotteur pour assurer la taches de cette transmission. En tout point ou s’opère une rupture de charge et où règne une surface libre. Ces vannes a flotteur maintiennent le niveau d’eau constant ouvrant s’il tend à baisser et inversement. Les pertes d’eau inutilisées sont totalement supprimée, et plus que la conduite reste toujours plaine n’est plus soumise aux coups de bélier dus à l’existence d’air entraine et mal évacue ni aux oscillations en masse. Cette technique est réalisée pour une première fois à Oran sur une aussi grande échelle Description de la conduite : La canalisation est fabrique par des éléments en béton précontraint de 7 mètres de longueur et 1 100 millimètres de diamètres intérieure. L’épaisseur de cette conduite est de 8,6 centimètres et leur poids est de 5 700 kilogrammes. Les tronçons ou existe des fortes pressions l’épaisseur de la conduite atteint 12 centimètres et son poids augmente a 8 200 kilogrammes [10]. Chaque tuyau se compose d’un fut primaire en béton centrifugé précontraint longitudinalement, et aux extrémités duquel se trouvent deux couronnes fabriqué en font et qui appelées ‹‹abouts››. La précontraint est constitué par des files d’acier (armatures longitudinales) tendus avant chargement du béton et fixés à des oreilles porté par des abouts. Le béton et mise en place par centrifugation et après sa prise la tension des armatures et relâchée. Les pièces d’extrémités donnent alors au béton une compression longitudinale La conduite a été calculée pour résister à une charge statique élavée à laquelle il convient d’ajouter une surcharge tenant compte des coups de bélier. Cette considération a conduit à sectionner la conduite a plusieurs tronçons au moyen d’organe appelé ‹‹chambres de rupture›› ou ‹‹brise-charge›› dont le rôle est de réduire la charge statique sur chaque tronçon et d’améliorée sensiblement le point de vue ‹‹coups de bélier›› étroitement lier à la longueur de chaque tronçon et à la charge statique.
Brise-charge intermédiaire :
Ce sont des ouvrages relativement importants comprenant trois parties distinctes La chambre de mécanismes groupant les organes de réglages automatique deØ débit convenablement entourée des appareilles de sécurité en vue d’éviter toutes manœuvre dangereuses. La retonde centrale ou est dissipée l’énergie libérée par la rupture de charge. SonØ niveau variable et sa surface soigneusement déterminés par de nombreux calculs et essais sur modèle réduit permettent à la conduite de faire face à toutes variations de la demande sans mettre d’oscillation en jeu. Chapitre I : Présentation du transfert Beni-bahdel Oran 17 Le bloc aval enfin contient des organes de contrôle et de sécurité ayant pour rôleØ de protéger le tronçon faisant suite à la brise charge. L’appareillage hydraulique comprend tout au long de la conduite : Un appareillage classique de toute conduite d’adduction. Les brises charge contient un appareillage spécial principalement de deux chambre : a. Chambre amont : C’est dans cette chambre que sont rassemblés les appareils de réglage de débit. Ils comprennent deux vannes papillon de diamètres 800mm et de 175mm montées en parallèle et commandées par des flotteurs qui suivent les variations d’altitudes de plan d’eau dans la chambre de dissipation d’énergie Chambre aval : Cette chambre abrite une vanne de sécurité, d’étanchéités, appliquées par pression hydraulique. Son le rôle est d’obstruer, l’orifice amont du tronçon de la conduite faisant suite à la brise charge. Cette vanne est manœuvré par cerveau moteur à l’huile son ouverture est manuelle et sa fermeture peut être commandée soit manuellement soit par une balance de détection de survitesse et de niveau trop bas comme son nom l’indique cet appareil a pour rôle de provoquer la fermeture de la vanne de sécurité lors d’une baisse anormale du plan d’eau dans la brise charge par suite d’un manque d’eau ou d’une insuffisance d’alimentation en amont. Il est important de noter qu’un fonctionnement avec niveau trop bas risquera de provoquer de dangereux entrainement d’air dans la conduite
Généralités sur les turbines et les stations hydro-électriques
L’utilisation de la force hydraulique dans le domaine de la production d’électricité était depuis longtemps majoritaire, après la seconde guerre mondiale les avantages financiers liés au bas prix des matières fossiles, les hauts couts des installations des ouvrages hydroélectriques ainsi que l’avènement du nucléaire qui reléguèrent cette source de production d’électricité au seconde plan [15]. L’hydroélectricité est la plus important et la plus économiques des énergies renouvelable plus elle donne une densité de puissance élevée. Un très bon rendement de transformation et un excellent facteur de rendement parce que sont nombre de kilowatt par heure qu’est produit pendant la durée de vie en comparaissant de l’énergie invertie dans la construction de l’installation. Et elle est favorable à la protection de l’environnement, car elle ne produit pas de gaz à effet de serre, susceptibles de provoquer de profonds changements climatiques. La technologie actuelle repose sur un siècle de développement et d’industrialisation. Il est bien clair que l’hydroélectricité est l’une des ressources énergétiques propres.
Définition d’une turbine :
Une turbine est un dispositif rotatif (turbomachine) destiné à utiliser la force d’un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), dont le couple est transmis au moyen d’un arbre. L’énergie du fluide, caractérisée par son débit et son enthalpie, est partiellement convertie en énergie mécanique pour entraîner un alternateur (ou tout autre récepteur mécanique rotatif). La conception des turbines conventionnelles est fondée sur deux technologies on distingue les turbines à action qui exploitent l’énergie cinétique du fluide moteur et les turbines à réaction qui exploitent l’énergie potentielle due à la pression ou au poids du fluide Une turbine est constituée de deux organes essentiels : un distributeur fixe (stator) dont le rôle principal est de donner une orientation convenable aux filets fluides qui pénètrent dans le rotor, une roue mobile (rotor) munie d’ailettes ou d’augets et dont le rôle est de transformer l’énergie du fluide en énergie mécanique. Certaines turbines sont équipées d’un troisième organe appelé diffuseur, destiné à récupérer, sous forme d’énergie de pression, l’énergie cinétique résiduelle du fluide à la sortie de la roue. Selon le fluide utilisé, on distingue plusieurs types de turbines qui définissent les types des centrales électriques. Turbine hydraulique : La Turbine hydraulique transforme l’énergie hydraulique en énergie mécanique par l’action de l’eau sur les pales, les augets ou les aubes d’une roue alors mise en rotation tel qu’il est mentionné dans figure II.3. Une Turbine hydraulique est en effet un appareil de transformation de l’énergie cinétique de l’eau en énergie mécanique. En 1832, le physicien suisse Leonhard Euler ébauche la théorie de la réaction à partir de laquelle furent réalisées les premières turbines hydrauliques. Toujours la même année, le français Benoît Fourneyron invente la première turbine à réaction qui sera améliorée par Pierre Fontaine-Barron. L’eau agit par son poids et sa vitesse sur toute la surface du rotor. Dans les turbines hydrauliques à action, les pressions d’entrée et de sortie sont les mêmes ; dans les turbines à réaction, la pression de sortie est inférieure à la pression d’entrée. On distingue plusieurs variétés de turbines hydrauliques : La turbine Pelton qui est une turbine à action employée pour les hautes chutes et les faibles débits. Les augets de la roue mobile sont en forme de ω et le système de distribution est actionné par des servomoteurs. La turbine Francis, à réaction est utilisée pour les moyennes et les basses chutes. Le distributeur est formé de deux flasques plans et parallèles entre lesquels se trouvent les aubes directrices mobiles permettant d’ajuster le débit. La turbine hélice et la turbine Kaplan sont employées pour les basses chutes (5 à 15 m) et sont dotées d’une roue en forme d’hélice dans laquelle l’eau s’écoule parallèlement à l’axe. Dans la turbine Kaplan, les pales de l’hélice sont orientables.
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Table des matières
Introduction
Chapitre I
I.1. Description du projet de transfert Beni-Bahdel Oran
I.1.1. Définition d’un barrage
I.1.2. Généralités sur barrage BENI-BAHDEL
I.1.2.1. Caractéristiques principales du barrage de beni-bahdel
I.1.2.2. Usine de beni-bahdel
I.1.3. Station Bouhlou
I.1.3.1. Tronçons souterrain de Beni bahdel
I.1.4. Conduite Beni-bahdel Oran
I.1.4.1. Description de la conduite
I.1.4.2. Brise-charge intermédiaire
Chapitre II
II.1. Définition d’une turbine
II.1.1. Turbine hydraulique
II.2. Paramètres communs de tous les types de turbines
II.2.1. Puissance hydraulique d’une turbine
II.2.2. Couple, vitesse de rotation, puissance mécanique et rendement d’une turbine
II.2.2.1. Couple
II.2.2.2. Vitesse de rotation
II.2.2.3. Puissance mécanique ou à l’arbre de la turbine
II.2.2.4. Rendement
II.3. Courbes caractéristiques d’une turbine
II.3.1. Essais sur modèles réduits
II.3.2. Courbes caractéristiques à vitesse constante
II.3.3. Courbes caractéristiques à vitesse variable
II.4. Lois de similitude
II.4.1. Changement des caractéristiques de fonctionnement d’une turbine donnée
II.4.2. Changement des caractéristiques et de la taille d’une turbine
II.4.3. Paramètres unitaires et adimensionnels
II.5. Classification des turbines – Vitesse spécifique
II.6. Résumé des principaux types de turbines et de leur domaine d’application
II.6.1. Turbines à action
II.6.1.1 Principe de fonctionnement
II.6.1.2. Turbine Pelton
II.6.1.3. Turbine Cross flow
II.6.2. Turbine à réaction
II.6.2.1 principe de fonctionnement
II.6.2.2. Turbine Francis
II.6.2.3.Turbines hélice et Kaplan
II.7. Centrale hydro-électrique
II.7.1.Principe de fonctionnement
II.7.2. Structure d’une centrale de production de l’électricité
II.7.2.1. Turbine
II.7.2.2. Générateur
II.7.2.3. multiplicateurs de vitesse et systèmes de régulation
II.7.2.4. Transformateur
Chapitre III
III. Différents piquages et leur destination
III.1. Calcul hydraulique
III.1.1. Débits, vitesses et nombre de Reynolds
III.1.2. Calcul des pressions
III.2. Choix du type de turbine
III.2.1. Avantage de la turbine Banki (cross-flow)
III.2.1.1. Description des différents modèles de la turbine cross flow de T3 a T
III.2.1.2. Sélection de la taille de la turbine T12
III.2.1.3. la sélection de turbine dans les prises charge
III.2.1.4. Paramètres hydraulique des mini stations hydro-électriques (Turbines)
II.3. Nombre d’équivalents foyers alimentés en électricité
Conclusion
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