Hydroélectricité
AmĂ©liorer lâefficacitĂ© des turbines
par Ăric Cyr
Le laboratoire des machines hydrauliques de lâUniversitĂ© Laval de QuĂ©bec a rĂ©cemment annoncĂ© le lancement du projet Tr-Francis, une vaste Ă©tude qui vise Ă amĂ©liorer la performance et la fiabilitĂ© des turbines productrices dâĂ©lectricitĂ© au cĆur des barrages hydroĂ©lectriques canadiens. Le projet disposera dâun financement de plus de 6,6 M $ rĂ©parti sur cinq ans qui sera assurĂ© par le Consortium en machines hydrauliques, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en gĂ©nie du Canada (CRSNG) et Innovation en Ă©nergie Ă©lectrique (InnovĂĂ).
La directrice du laboratoire qui est aussi professeure Ă la FacultĂ© des sciences et de gĂ©nie de lâUniversitĂ© Laval, Claire DeschĂȘnes, explique que lâhydroĂ©lectricitĂ© constitue la premiĂšre source dâĂ©nergie renouvelable au monde et reprĂ©sente 59 % de la production Ă©lectrique canadienne et 94,5 % de la production quĂ©bĂ©coise, la majoritĂ© Ă©tant produite par des turbines de type Francis.
« Au cours des 20 derniĂšres annĂ©es, cette production dâĂ©nergie a Ă©voluĂ© pour sâadapter Ă la dĂ©rĂ©glementation du marchĂ© et Ă lâintroduction dâautres sources dâĂ©nergies renouvelables intermittentes sur le rĂ©seau Ă©lectrique. Les turbines Ă©lectriques doivent maintenant ĂȘtre dĂ©marrĂ©es et arrĂȘtĂ©es beaucoup plus souvent et doivent passer un temps considĂ©rable dans des conditions non optimales oĂč les contraintes mĂ©caniques sont plus Ă©levĂ©es. Ces changements entraĂźnent des pertes de production et des coĂ»ts dâentretien accrus en raison dâun vieillissement prĂ©maturĂ© des Ă©quipements. »
Câest Ă cette problĂ©matique particuliĂšre que le projet sâintĂ©ressera. LâĂ©quipe Ă©tudiera les interactions entre lâĂ©coulement de lâeau et les Ă©lĂ©ments mobiles des turbines fonctionnant en rĂ©gimes transitoires et sans charge Ă lâaide de simulations numĂ©riques et de mesures expĂ©rimentales sur modĂšle rĂ©duit. Selon cette derniĂšre, les connaissances ainsi acquises permettront dâoptimiser la puissance Ă©lectrique produite, dâamĂ©liorer la fiabilitĂ© des Ă©quipements, de rĂ©duire les temps dâarrĂȘt pour lâentretien et dâaugmenter la durĂ©e de vie des machines.
Le Québec, un chef de file
Lâexpertise quĂ©bĂ©coise en la matiĂšre est unique en AmĂ©rique du Nord grĂące notamment au Laboratoire de machines hydrauliques (LAMH) situĂ© au DĂ©partement de gĂ©nie mĂ©canique de lâUniversitĂ© Laval. Celui-ci permet aux Ă©tudiants et aux chercheurs de mener des expĂ©riences Ă lâaide de turbines dont la taille varie de 1/8 Ă 1/15 de celles utilisĂ©es dans les grandes centrales du QuĂ©bec. La boucle dâessai du LAMH permet de recrĂ©er en laboratoire les dĂ©bits dâeau et les hauteurs de chute semblables Ă ceux dâun barrage hydroĂ©lectrique, toutes proportions gardĂ©es.
Expertise et savoir de pointe
Le lancement de ce projet a eu lieu Ă lâoccasion dâune cĂ©rĂ©monie soulignant le renouvellement du Consortium en machines hydrauliques, un centre de recherche inaugurĂ© en 2007 qui regroupe plusieurs des plus importants partenaires publics et privĂ©s dans le domaine de lâhydroĂ©lectricitĂ© au pays, notamment Hydro-QuĂ©bec, Andritz Hydro, GE Ănergies renouvelables Canada, Voith Hydro et ĂlectricitĂ© de France (EDF). La porte-parole des partenaires du consortium et chercheure Ă lâInstitut de recherche dâHydro-QuĂ©bec, Anne-Marie Giroux, confie que ce projet permettra des avancĂ©es importantes en matiĂšre de fiabilitĂ© et de pĂ©rennitĂ© des Ă©quipements de production hydroĂ©lectriques et confirmera le leadership international du LAMH et du Consortium dans le domaine. Le directeur gĂ©nĂ©ral dâInnovĂĂ, AndrĂ© St-Pierre, parle de lâĂ©closion dâun maillage stratĂ©gique entre des acteurs clĂ©s de la filiĂšre Ă©lectrique au QuĂ©bec.