Fonctionnement des centrales hydroélectrique

Les dix centrales hydroélectrique présentent en Alsace sont dites « au fil de l’eau » puisqu’elles exploitent en continu le débit du fleuve, dérivé par des barrages. L’hydraulique au « fil de l’eau » est utilisée, aux côtés du nucléaire, pour répondre à la consommation quotidienne « normale ». Elle correspond aux centrales sans réservoirs qui utilisent une partie  du débit du cours d’eau sur lequel elles sont installées pour produire de l’électricité en continu. A chacune de ces centrales hydroélectriques sont associées des  écluses permettant la navigation sur le Rhin, en effet la navigation sur le Rhin constitue un enjeu majeur pour la région Alsace avec chaque année 25 millions de tonnes de marchandise transportées. Leur utilisation est libre et gratuite toute l’année. De Kembs à Strasbourg, les écluses sont exploitées par EDF et  permettent aux péniches et autres bateaux de circuler librement et gratuitement entre Strasbourg et Bâle. A Gambsheim, elles sont exploitées par VNF (Voies Navigables de France). A Iffezheim, elles sont exploitées par la WSV (Wasser- und SchifffahrtsVerwaltung, service de navigation allemand).


Le fonctionnement d’une centrale hydroélectrique dites « au fil de l’eau » est effectivement aidé par d’indispensable barrage. Outre la fonction des barrages permettant de faire passer la faune ainsi que les différents bateaux transportant de la marchandise, ces barrages servent à dériver l’eau à des fins énergétiques vers les centrales. Une fois cette eau dirigée vers les centrales, elles passent par un canal d’amenée, dirigeant l’eau du fleuve vers les turbines qui sont réglées pour optimiser l’énergie produite en fonction du débit. Chaque turbine entraine un alternateur qui  a pour rôle de transformer l’énergie hydraulique en électricité qui sera elle acheminée a un transformateur élevant généralement la tension a 225 000 volts afin d’alimenter le réseau haute tension que nous connaissons tous.

La seule grande distinction pouvant être faite entre les différentes centrales hydroélectriques dites « au fil de l’eau » sont les différentes turbines pouvant y être utilisé. En effet il existe de deux gros groupe de turbine :

-les turbines dites « Kaplan » qui ont pour caractéristique d’être à la verticale ;

-les turbines dites « Bulbe » sont plus récentes, elles ont pour caractéristique d’être à l’horizontale, et ont permis de réduire la dimension des bâtiments qui les accueillent mais surtout elles assurent une meilleure performance hydraulique. En effet les eaux débouchent naturellement face à la turbine positionnée à l’horizontale.

En Alsace 4 centrales utilisent des groupes turbines « Bulbes » (Brisach, Gerstheim, Strasbourg et Gambsheim) et les 6 autres utilisent des groupes turbines « Kaplan » (Rhinau, Marckolsheim, Vogelgrun, Ottmarsheim, Fessenheim et Kembs).

Voici la coupe d’une centrale dites « au fil de l’eau » avec un groupe « Bulbe » :

buble.jpg

Voici la coupe d’une centrale dites « au fil de l’eau » avec un groupe « Kaplan » :

 kaplan.jpg

 

 

  • Parallèlement a ces centrales hydroélectrique particulière il existe d’autre centrale hydroélectrique, ne se servant cette fois pas de la puissance du courant de l’eau, mais une importante hauteur de chute. Ces centrales sont très souvent présentent en montagne. Le fonctionnement de ces centrales est le suivant : un barrage effectue une forte retenue d’eau, mais dans ce barrage vas être placé une conduite forcée permettant de réduire considérablement la surface de l’eau ce qui augmentera très fortement la pression et ainsi fera tourner les turbines qui entrainent les alternateurs permettant de transformer l’énergie hydroélectrique en électricité.

Voici la coupe d’une centrale se servant de la hauteur de chute de l’eau :

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