ENR855 Énergie hydraulique

Ce cours vise à :

• faire connaître la ressource hydraulique, son potentiel et sa place dans le bilan énergétique;
• initier à la conception des turbines hydrauliques et au contexte du développement d’un projet hydroélectrique;
• optimiser les paramètres de dimensionnement d’une turbine hydraulique et étudier son impact sur la centrale;
• permettre de maîtriser les paramètres d’optimisation pour un développement durable à partir de la ressource hydraulique, dont le retour sur l’investissement, l’efficacité énergétique, la fiabilité et l’empreinte écologique;
• initier à l’interaction de la turbine hydraulique avec machine synchrone.

Principaux composants des groupes turbines-alternateurs et leurs rôles. Types de turbines : Francis, Pelton, Kaplan et à hélice. La mécanique des fluides pour les turbines hydrauliques (triangle de vitesses, torche, régimes d’opération et les transitoires, cavitation) et les lois de similitude et de transposition (incluant les nombres utilisés pour caractériser la similitude : vitesse spécifique, etc.) permettant de dimensionner et concevoir les turbines. Présentation des composants mécaniques de la turbine, leurs chargements, leurs critères de conception et la logistique du montage au site. Mécanique de la roue, la conception, les matériaux les méthodes de fabrication et les méthodes d’inspection non destructives. Validation des performances hydrauliques sur modèle réduit et sur prototype. Réhabilitation des équipements hydroélectriques existants. Présentation des solutions environnementales : réduction des lubrifiants minéraux, turbine ichtyophile et augmentation de l’oxygène dissout.

Soumission d’un dimensionnement hydraulique en réponse à un cahier des charges typique permettant d’approfondir les concepts enseignés par la simulation d’un contexte industriel.