172 L A H O U I L L E BLANCHE
Quelques Installations d'Accumulation par pompage récemment réalisées en France et à l'Etranger
P a r M. M A R T I N , Ingénieur en chef à la Compagnie de Construction mécanique « Procédés Sulzer » ( S U I T E E T F I N )
U S I N E U E B E L L E V I L L E D E LA S O C I É T É D ' E L E C T R O - C H I M I E , D ' E L E C T R O - M E T A L L U R G I E E T D E S A C I E - R I E S E L E C T R I Q U E S D ' U G I N E .
L ' i n s t a l l a t i o n réalisée d a n s le D a u p h i n é p a r la Société d'Elec- tro-Cbimie, d'Electro-Métallurgie et des Aciéries Electriques d'Ugine dépasse de loin celle de M u n s t e r p a r la puissance des u n i t é s mises en œ u v r e et celle de Viverone p a r la h a u t e u r sépa- r a n t le réservoir supérieur de l'Usine de p o m p a g e . Elle est r e m a r q u a b l e , en o u t r e , p a r le. r e n d e m e n t a u q u e l elle a b o u t i t .
L ' i m p o r t a n t d o m a i n e h y d r o é l e c t r i q u e d o n t est concessionnaire c e t t e Société dans les bassins de l'Arly, du B o n n a n t e t du D o r o n de Beaufort c o m p o r t e sur ce dernier cours d'eau t o u t e une série, d'usines étagées e n t r e V e n t h o n , au confluent de l'Arly et du Doron, et Belleville, à l'origine de la vallée du Dorinet, affluent de droite du D o r o n de Beaufort (photo 16).
Fig. 16.— Plan général des*Usines du domaine hydraulique de la Société d'Electrochimie, d'Electrométallurgie et des Aciéries électriques d'Ugine (Savoie).
P o u r la régulation journalière, on a p u utiliser les bassins d ' a c c u m u l a t i o n que c o n s t i t u e n t les t u n n e l s d ' a m e n é e des diffé- r e n t e s usines. P o u r les usines du D o r o n de Beaufort seulement, ces t u n n e l s r e p r é s e n t e n t environ 32 kilomètres de longueur e t p e r m e t t e n t u n e a c c u m u l a t i o n de 25 millions de mètres cubes utilisables sur une h a u t e u r m o y e n n e de 650 mètres, soit envi- r o n 30.000.000 k i l o w a t t s - h e u r e .
P o u r la r é g u l a t i o n annuelle, il é t a i t i n t é r e s s a n t de pouvoir t r o u v e r des réservoirs d ' a c c u m u l a t i o n situés aussi h a u t que possible e t r e p r é s e n t a n t , p a r conséquent, la plus grande puis- sance possible p a r m3 d'eau accumulée.
Le lac de la Girotte, qui se t r o u v e sur le v e r s a n t gauche du D o r i n e t , affluent du D o r o n de Beaufort, se p r ê t a i t a v a n t a g e u - s e m e n t à ce service. Situé à 1.724 m è t r e s d ' a l t i t u d e , il a u n e c a p a c i t é de 30 millions de m è t r e s cubes e t u n e profondeur de
100 m è t r e s . Sa c u v e t t e est é t a n c h c et, ne r e c e v a n t a u c u n cours d'eau i m p o r t a n t , il ne p r é s e n t e p a s de risque d ' e n v a s e m e n t .
Percé à 80 m è t r e s de profondeur, il p e r m e t l'utilisation d'une réserve de 28 millions de m è t r e s cubes à des a l t i t u d e s variant de 1.724 à 1.644 m è t r e s .
Ce v o l u m e n'est p a s s e u l e m e n t utilisé p a r l'Usine de Belleville, la dernière à l'amont, d a n s le bassin du Doren de Beaufort, mais p a r t o u t e s les usines qui s'échelonnent au long de la rivière, j u s q u ' à V e n t h o n , au voisinage d'Albertville, soit sous une chiite totale d'environ 1.300 m è t r e s . Ce réservoir r e p r é s e n t e ainsi à lui seul u n e énergie de 60 millions de k i l o w a t t s - h e u r e .
Toutefois, comme le. bassin v e r s a n t du lac de la Girotte ne représente q u ' u n a p p o r t a n n u e l de 6 millions de mètres cubes d'eau environ, il est nécessaire, p o u r utiliser la capacité totale du lac, de chercher ailleurs 22 millions de m è t r e s cubes.
14 millions sont o b t e n u s p a r d é r i v a t i o n d a n s le lac de divers ruisseaux e n v i r o n n a n t s .
L ' u s i n e de p o m p a g e de Belleville fournit l e s - 8 millions de m è t r e s cubes s u p p l é m e n t a i r e s .
L a disposition générale de l'installation est schématisée par le profil en long de la v u e ( p h o t o 17) qui va passer sous vos y e u x .
Fig. 17.— Société d'I^lectrochimie et d'Electrométallurgie, profil en long général de l'installation de Belleville.
Vous p o u v e z vous y rendre c o m p t e t o u t d ' a b o r d de la façon d o n t a été e x é c u t é le p e r c e m e n t du lac, t r a v a i l qui s'est exécuté en d e u x s t a d e s . On a d ' a b o r d percé la galerie d'amenée et le p u i t s vertical d o n n a n t accès a u x d e u x galeries transversales qui ont permis de venir percer le lac à d e u x profondeurs diffé- r e n t e s , d ' u n e p a r t à la cote 1675, d ' a u t r e p a r t à la cote 1644..
Cette dernière opération a é t é t e r m i n é e c e t t e année et fait le plus g r a n d h o n n e u r a u x ingénieurs de la Société' d'Electro- Chimie, d'Electro-Métallurgie e t des Aciéries E l e c t r i q u e s d'Ugto qui l ' o n t menée à b o n n e fin.
On v o i t donc que c'est u n e lame d'eau de 80 m . (entre les cotes 1724 et 1644) que l'on p o u r r a utiliser e t qui correspond a u x 22 millions de m è t r e s cubes cités t o u t à l ' h e u r e .
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1925030
LA H O U I L L E B L A N C H E 173 Le lac est relié à l'Usine de Belleville par une c o n d u i t e forcée
comportant les sections s u i v a n t e s :
360 mètres en u n e c o n d u i t e de 1 m. de d i a m è t r e . Suivis de :
160 m è t r e s en 2 conduites parallèles de 0,75 125 - - — — de 0,64
210 — — — — de 0,600 environ et enfin 45 - - _ _ _ de 0,800
de fuite des t u r b i n e s . Ces désableurs p e r m e t t e n t un n e t t o y a g e rigoureux de l'eau a v a n t son accès a u x p o m p e s — p r é c a u t i o n indispensable si l'on songe que celles-ci ne sont mises en r o u t e que lorsque les e a u x sont h a u t e s e t chargées de sable e t d é t r i t u s de t o u t e sorte.
E n a v a n t du pignon, vous apercevez le poste inférieur du câble t r a n s b o r d e u r m e t t a n t en relation l'usine et les chantiers d ' a m é n a g e m e n t du lac et de m o n t a g e des conduites forcées et qui fut, en quelque sorte, la cheville ouvrière de t o u t e l'instal- lation.
Sur la p h o t o ne 1!) qui représente l'ensemble de l'intérieur de
Fig. 18,— Société d'Eleclrochimie et d'Electrométallurgie.
Usine de Belleville, vue extérieure.
Ces conduites d e s s e r v e n t d i r e c t e m e n t les d e u x groupes à double effet de 5.000 c h e v a u x que c o m p o r t e l'Usine de Belleville installée à la cote 1213.
La vue e x t é r i e u r e de l'Usine (photo 18) vous p e r m e t de vous rendre c o m p t e de sa disposition générale. Vous apercevez t o u t d'abord l'arrivée des deux conduites forcées desservant chacune
Fig. 20.— Société d'Elee- trochimie et d'Electro- métallurgie. Usine de Belleville, plan des Groupes moto-turbo pompes de 5.U00 CV.
l'Usine, vous voyez se projeter les d e u x unités à double effet de 5.000 c h e v a u x .
C h a c u n e comporte, au centre, une roue P e l t o n c o m p o r t a n t en parallèle d e u x roues à u n a j u t a g e . Elle est accouplée, d ' u n e p a r t à u n a l t e r n a t e u r de 3.800 K v a , 1.000 t o u r s , d ' a u t r e p a r t , à u n e p o m p e centrifuge Sulzer capable d ' u n débit horaire m o y e n de 1.600 m3 à 500 m . de h a u t e u r m o y e n n e . L ' a l t e r n a t e u r com- p o r t a n t une excitatrice en b o u t d ' a r b r e n ' a pu, comme à Vive-
Fig. 10.— Société d'Eleclrochimie et d'Electrométallurgie Usine de Belleville, vue générale intérieure.
Fig. "21. — Société d'Electrochimie et d'Electrométallurgie. Usine de Belleville, vue de la Pompe de 5.000 CV avec ses appareils de protection et de réglage.
l'un des groupes à double effet. Au premier plan, le cours du Horinct qui a l i m e n t e , à l'aide d ' u n barrage situé un peu à l'amont, fout un système de désableurs D U F O U R qui longe t o u t e la façade postérieure p o u r venir alimenter le puisard d'aspiration des pompes centrifuges lequel t i e n t lieu également de bassin
rone, être placé e n t r e la p o m p e et la t u r b i n e , en sorte qu'il n ' y a q u ' u n m a n c h o n d ' a c c o u p l e m e n t d é b r a v a b l c e n t r e p o m p e et t u r b i n e et que lors du f o n c t i o n n e m e n t du groupe en p o m p e , celle-ci est entraînée p a r l ' a l t e r n a t e u r à t r a v e r s la t u r b i n e qui t o u r n e alors à vide.
174 L A H O U I L L E • BLAN Sur la vue n° 20 r e p r é s e n t a n t l'installalion en plan et: en
coupe, vous distinguez la disposition r e l a t i v e des trois u n i t é s et les conditions d a n s lesquelles se l'ait l'aspiration des p o m p e s / s a n s i n t e r p o s i t i o n de clapet de pied. L ' a m o r ç a g e se fait p a r éjecteur. On a pu ainsi réduire au m i n i m u m les p e r t e s de charge à l'aspiration.
Au refoulement ( p h o t o 21), c h a q u e p o m p e est protégée c o n t r e les coups de bélier p a r u n clapet à b y - p a s s a m o r t i s s e u r du g e n r e de celui décrit t o u t à l'heure à p r o p o s de l'installation de Yive- r o n c . Avec u n e section de passage du by-pass d'environ 1/10 de la t u y a u t e r i e p r i n c i p a l e (nous a v o n s ici 125 m m . de d i a m è t r e au by-pass p o u r 400 de section au clapet, n o u s avions à Viverone 300 contre. 800) on a c o n s t a t é , lors du d é c l e n c h e m e n t b r u s q u e de l ' a l t e r n a t e u r en pleine charge, u n e surpression d'environ 70 m .
— soit environ 15 % c o m m e à Viverone — s u i v a n t u n e dépres- sion sensiblement de m ê m e i m p o r t a n c e et a l l a n t ensuite en s ' a t t é - n u a n t p a s oscillations a m o r t i e s c o m m e sur le d i a g r a m m e que j ' a i fait passer t o u t à l'heure sous v o s y e u x .
Le. d i a g r a m m e des p o m p e s ( P h o t o 22) a été étudié de façon à p o u v o i r à la vitesse c o n s t a n t e de 1.000 t o u r s / m i n u t e , couvrir sans risque, de s u r c h a r g e r la p o m p e ni le m o t e u r , t o u t e s les
Fig. 22.— Société d'Electrochimie et d'Electrométallurgie. Usine de Belleville. Diagrammes de fonctionnement d'une pompe de 5.C00 CV.
h a u t e u r s m a n o m é t r i q u e s comprises e n t r e 450 et 530 m è t r e s c o r r e s p o n d a n t a u x n i v e a u x e x t r ê m e s du lac.
Vous voyez q u ' e n t r e ces d e u x limites les p o m p e s d é b i t e n t de 600 à 650 litres/seconde sans j a m a i s dépasser la puissance m a x i m u m de 5.000/chevaux.
Au régime m o y e n de 1.600 m3/ h e u r e , les pompes p o u r r o n t donc, en 2.500 heures de m a r c h e , fournir ensemble les 8 millions de m è t r e s cubes q u e l'on a t t e n d d'elles. La c o n s o m m a t i o n corres- p o n d a n t e d'énergie sera de 16 millions de K w / h e u r e . E n t a b l a n t sur e n v i r o n 1 K w / h e u r e p a r m3 a c c u m u l é à 500 m. de h a u t e u r , c'est 8 millions de K w / h . q u e l'on p o u r r a récupérer, soit u n r e n d e m e n t d'environ 50 % ce qui est déjà i n t é r e s s a n t , si l'on songe q u e les 16 millions de K w / h e u r e employés à l ' a c c u m u l a t i o n ne c o û t e n t rien, ou à peu près. Mais en fait le r é s u l t a t est encore plus séduisant. Les 8 millions de m3 accumulés ne sont p a s u t i - lisés seulement sous 500 m . de h a u t e u r , mais p a r t o u t e s les usines échelonnées le long du Doron en'-re Belleville et V e n t h o n , sous u n e c h u t e t o t a l e n e t t e d'environ 1.100 m è t r e s . Chaque m3 d ' e a u a c c u m u l é e fournit donc, n o n pas 1 K w / h e u r e , mais deux, soit a u t o t a l , environ 17 millions de K w / h e u r e . E u fin de c o m p t e , on p e u t dire, e n dépit du p a r a d o x e a p p a r e n t , que le r e n d e m e n t d ' u n e telle installation est de 100 % environ.
U S I N É H Y D R O E L E C T R I Q U E D E WAGGITAJ, Quelques m o t s enfin,, de l'installation de pompage qll(
Usines Sulzer de W i n t e r t h u r v i e n n e n t de réaliser pour ia¡j( des Forces Motrices de W à g g i t a l .
Le W à g g i t a l est u n e vallée qui d é b o u c h e à Siebnen, à t r é m i t é orientale du lac de Zurich et a son origine 500 in.¡u¡ sus, environ, au vallon d ' I n n e r t a l . Des conditions topographe p a r t i c u l i è r e s m e n t favorables o n t permis, grâce à la cousin d ' u n b a r r a g e de. 90 m. de. h a u t e u r environ, de créer un laerp m u l a t i o n de 140 millions de mètres cubes s e r v a n t de légun a u x réseaux de Zurich de la Société des Forces motrices du.
de la Suisse et des principales usines électriques de Suisse,
F i g . 23.— Usine de Wàggital (Suisse). Groupe moto-pom de 5.5U0 CV à axe vertical.
La c h u t e totale de 500 m . e n t r e l ' I n n c r t a l et Siebnen est sée en 2 étages de 250 m . a v e c u n e usine inférieure, à Se et une usine i n t e r m é d i a i r e 250 m . au-dessus à Rempen. û de ces usines c o m p o r t e , 70.000 c h e v a u x installés, répart'.
4 u n i t é s , soit 140.000 c h e v a u x installés p o u r l'elisemi*
d e u x usines.
L ' u s i n e supérieure (de R e m p e n ) c o m p o r t e en outre 4 g«
m o t o - p o m p e s destinés, a u x périodes d'abondance d'ei, utiliser les e a u x de surface qui se p r é s e n t e n t au nivea.
R e m p e n ; ces e a u x s o n t reçues e t p e u v e n t être accumulé m o y e n d ' u n b a r r a g e de m o i n d r e e n v e r g u r e q u e le barrages rieur e t p e r m e t t a n t de recueillir 300.000 m3 d'eau en»
L e s p o m p e s refoulent les e a u x d a n s le lac artificiel d'In»
p a r t i c i p a n t ainsi à son remplissage, p a r a l l è l e m e n t à son al t a t i o n n o r m a l e .
On a p r é v u à cet effet 4 g r o u p e s m o t o - p o m p e s (doni2 a c t u e l l e m e n t en r o u t e ) capables d ' a s s u r e r ensemble un de 3 m3 p a r seconde sous u n e h a u t e u r de refoulement de 250
Ces g r o u p e s s o n t à a x e v e r t i c a l . Cette disposition a éléitH, p a r l ' i m p o r t a n c e de la l a m e d'eau à épuiser qui atteint | e n v i r o n . Comme il ne fallait p a s songer à faire aspirer des pi à a x e horizontal à u n e telle h a u t e u r , on s'est résolu àinsf
LA H O U I L L E B L A N C H E
des g r o u p e s v e r t i c a u x , les p o m p e s se t r o u v a n t à la partie infé- rieure de l'Usine (photos 23 e t 24) e t p o u v a n t , éventuellement, fonctionner noyées, en période de t r è s h a u t e s e a u x .
Cette disposition n ' a p a s permis la réalisation de groupes à double effet c o m m e ceux d e Belleville, d e Munster ou d e Viverone. L ' u s i n e de i l e m p e n c o m p o r t e donc, n e t t e m e n t sépa- rés, les g r o u p e s de p o m p e s e t les groupes de t u r b i n e s .
Les p o m p e s d e 5.500 c h e v a u x , les plus i m p o r t a n t e s , par leurs dimensions, construites j u s q u ' à ce jour clans le monde entier c o m p o r t e n t 3 étages de roues de 1 m . d e d i a m è t r e assurant u n débit de 750 litres/seconde. Elles t o u r n e n t à 750 tours accouplées d i r e c t e m e n t à des m o t e u r s asynchrones synchronisés Oerlikon.
Fig. 2i(-,— Usine de Waggital (Suisse). Groupe moto-pompe de 5.500 CV à axe vertical.
on voit i m m é d i a t e m e n t q u e c e t t e a d d i t i o n à l'installatio presque i m m é d i a t e m e n t a m o r t i e .
D a n s u n a u t r e ordre d'idées, on p e u t se d e m a n d e r d a n s q mesure il est i n t é r e s s a n t , dans u n réseau h y d r o é l e c t r i q u e p o r t a n t , e n t r ' a u t r e s usines génératrices, u n e usine d e p l à régime sensiblement c o n s t a n t , d e réaliser l'appoint à 1' d'une centrale de m o n t a g n e avec a c c u m u l a t i o n ,o.u à l'aide d Centrale de secours avec m o t e u r Diesel.
C'est é v i d e m m e n t une question d'espèces qui d é p e n d es tiellement des c a p i t a u x à immobiliser sur l'installation h y d lique, du loyer de l'argent, e t du prix de l'huile lourde néces au fonctionnement du Diesel. A l'inverse de l'installation h y d
fy&t hvnäm-mf^ai muditi lU>#tmfimp*r4# *vimisk «WMSMWÄ«
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Fig. 25,— Diagrammes d'emploi continu d'une Usine hydroélectr avec accumulateur et d'une centrale Diesel.
La mise en r o u t e des 2 premières unités qui a eu lieu au cours de ces dernières semaines s'est effectuée sans le moindre inci- d e n t avec u n e r é g u l a r i t é parfaite.
Des r é s u l t a t s aussi e n c o u r a g e a n t s nous p e r m e t t e n t donc d'envisager p o u r l'avenir des installations de plus grande enver- gure encore.
Le coût r e l a t i v e m e n t faible d'une installation de p o m p e , c o m p a r é a u x énormes immobilisations de c a p i t a u x q u ' e n t r a î n e n t des a m é n a g e m e n t s d e b a r r a g e e t d e conduites forcées comme celles de Belleville ou de. Waggital n e p e r m e t p a s de s'arrêter sérieusement à l a question dépense de premier établissement On a d m e t c o u r a m m e n t p a r e x e m p l e q u ' u n e installation h y d r o - électrique d e m o n t a g n e coûte a u j o u r d ' h u i de 3.500 à 4.000 fr.
environ le k i l o w a t t installé, soit environ 20 millions pour u n e usine de 5.000 k i l o w a t t s . L ' a d d i t i o n d ' u n e p o m p e centrifuge à cette i n s t a l l a t i o n n e m a j o r e r a c e r t a i n e m e n t p a s la dépense d e plus d e 500.000 francs. Si l'on songe qu'elle p e r m e t , comme à Belleville, d e récupérer a n n u e l l e m e n t 17 millions de K w h ,
lique, les frais d'installation de la Centrale Diesel intervien dans u n e faible mesure dans le p r i x de revient d u Kilow heure alors que les frais d'exploitation i n t e r v i e n n e n t d'une f i m p o r t a n t e en raison d u p r i x de l'huile.
On pourra, dans c h a q u e cas particulier, é t a b l i r un diagrai dans le genre de celui (photo 25) qui a p o u r b u t de faire ress l'économie q u e l'installation d ' u n Diesel p e r m e t de réaliser l'installation p u r e m e n t h y d r a u l i q u e .
Le d i a g r a m m e est établi p o u r une puissance t o t a l e de 30.00 installés c o m p o r t a n t 8.275 K\v en u n e usine de plaine à r é c o n s t a n t e t 21.725 K w à r é p a r t i r e n t r e u n e usine h y d r a u avec a c c u m u l a t i o n e t une. Centrale Diesel. E n abeisses on p la puissance a t t r i b u é e à la Centrale Diesel e t e n ordonnée 1' nomie réalisée p a r cette installation s u r l'installation purei h y d r a u l i q u e . On p o u r r a t r a c e r différentes courbes s u i le p r i x d e la t o n n e d e combustible ; n a t u r e l l e m e n t , le p d'économie o p t i m a se déplace en faveur de l a solution h y d lique a u fur e t à mesure q u ' a u g m e n t e la t o n n e de combustibl
