Les centrales hydroélectriques à flux axial, généralement équipées de turbines Kaplan, sont idéales pour les sites à faible et moyenne chute et à débits importants. Ces turbines sont largement utilisées dans les projets de barrages au fil de l'eau et de basse chute en raison de leur rendement élevé et de leur adaptabilité. Le succès de telles installations hydroélectriques repose en grande partie sur des travaux de génie civil bien conçus et exécutés avec soin, qui constituent la base de la performance, de la stabilité opérationnelle et de la sécurité des turbines.
1. Préparation du site et dérivation de la rivière
Avant le début de tout chantier majeur, la préparation du chantier est essentielle. Elle comprend le déblaiement de la zone de construction, l'aménagement de voies d'accès et la mise en place d'un système de dérivation fluviale pour rediriger l'eau et créer un environnement de travail sec. Des batardeaux – des enceintes temporaires construites dans ou en travers de la rivière – sont souvent utilisés pour isoler le chantier de l'eau.
2. Structure d'admission
La structure d'admission contrôle l'entrée d'eau dans la centrale et assure un débit stable et sans débris vers la turbine. Elle comprend des grilles à débris, des vannes et parfois des dispositifs de rinçage des sédiments. Une conception hydraulique adéquate est essentielle pour prévenir la formation de tourbillons, minimiser les pertes de charge et protéger la turbine des débris flottants.
3. Conduite forcée ou canal ouvert
Selon la configuration, l'eau de la prise d'eau est acheminée vers la turbine par des conduites forcées (conduites fermées) ou des canaux ouverts. Dans de nombreuses conceptions à écoulement axial, notamment dans les centrales à basse chute, une prise d'eau ouverte est directement reliée à la turbine. La stabilité structurelle, l'uniformité de l'écoulement et la minimisation des pertes hydrauliques sont des préoccupations majeures à cette étape.
4. Structure de la centrale électrique
La centrale abrite le groupe turbine-alternateur, les systèmes de contrôle et les équipements auxiliaires. Pour les turbines Kaplan, généralement installées verticalement, la centrale doit être conçue pour supporter des charges axiales et des forces dynamiques importantes. La stabilité vibratoire, l'étanchéité et la facilité d'accès pour la maintenance sont des aspects essentiels de la conception structurelle.
5. Tube d'aspiration et canal de fuite
L'aspirateur joue un rôle essentiel dans la récupération de l'énergie cinétique de l'eau sortant de la turbine. Un aspirateur bien conçu améliore le rendement global. Le canal de fuite renvoie l'eau en toute sécurité vers la rivière. Ces deux structures nécessitent une mise en forme précise pour réduire les turbulences et les effets de remous.
6. Salle de contrôle et bâtiments auxiliaires
Outre les structures principales, les travaux de génie civil comprennent également la construction de salles de contrôle, de logements pour le personnel, d'ateliers et d'autres bâtiments opérationnels. Ces installations garantissent un fonctionnement fiable de la centrale et une maintenance à long terme.
7. Considérations environnementales et géotechniques
Les études de sol, la stabilisation des pentes, le contrôle de l'érosion et la protection de l'environnement sont des éléments essentiels de la planification civile. Des systèmes de drainage adéquats, des passes à poissons (si nécessaire) et des travaux d'aménagement paysager contribuent à minimiser l'impact environnemental du projet.
Le génie civil d'une centrale hydroélectrique à flux axial est essentiel à sa performance globale et à sa longévité. Chaque structure, de la prise d'eau au canal de fuite, doit être soigneusement conçue et construite pour résister aux forces hydrologiques, aux conditions géologiques et aux exigences opérationnelles. Une étroite collaboration entre les ingénieurs civils, les fournisseurs d'équipements hydroélectriques et les experts environnementaux est essentielle pour fournir une solution hydroélectrique sûre, efficace et durable.
Date de publication : 11 juin 2025
