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L'Usine de l'Energie

Le mariage de la carpe et du vortex, plongée au cœur du site grenoblois de GE (ex-Alstom Hydro)

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Publié le , mis à jour le 06/07/2017 À 14H19

C’est depuis le berceau de la houille blanche, à Grenoble, qu’Alstom teste ses activités dans l’hydroélectricité. Ses turbines en modèle réduit affrontent les turbulences avant d’être fabriquées grandeur nature dans son atelier.

Le mariage de la carpe et du vortex, plongée au cœur du site grenoblois de GE (ex-Alstom Hydro)
Les essais sur les maquettes de turbines sont indispensables pour en valider le design numérique.

Les carpes qui paressent au milieu du site grenoblois d’Alstom Hydro doivent tout à l’hydroélectricité. En 1917, les travaux de fondation de l’atelier du fabricant de turbines Nerpic – absorbé par Alstom en 1967 – ont fait naître le lac qui abrite les cyprinidés. C’est son eau qui fait tourner les turbines du siège de l’activité hydroélectricité d’Alstom. Cette pépite, qui devrait tomber dans l’escarcelle de General Electric d’ici peu, est portée par la renaissance de la houille blanche depuis dix ans. Fini, cependant, l’hydro à la papa : le gigantisme des projets chinois ou brésiliens et le besoin accru de flexibilité et de stockage entraînent turbines et alternateurs vers de nouveaux horizons. « L’hydro est tournée vers l’avenir, résume Maryse François-Xausa, senior vice-présidente de la R & D d’Alstom Renewable Power. Nous avons massivement investi dans la recherche pour répondre à ces nouveaux enjeux. »

Le rugissement de l’eau qui résonne dans le centre d’essais en témoigne. Le cœur du site est le plus grand laboratoire de tests hydrauliques au monde. Modernisé et étendu depuis 2008, il abrite six plates-formes qui reproduisent les écoulements de tous les barrages imaginables. Cinquante personnes travaillent ici jour et nuit, au milieu des énormes pompes et canalisations qui plongent dans le lac aux carpes. Au centre des attentions, les maquettes de turbines conçues sur ordinateur et usinées au dixième. Avant de passer l’épreuve du flot, elles sont positionnées au sein de conduits en spirale, eux aussi miniatures. « Chaque turbine est un objet de haute technologie unique, relève Romain Pellegrino, le responsable du laboratoire. Les essais sur modèle sont d’autant plus importants qu’on ne sait pas simuler leurs nouvelles conditions d’utilisation. »

Sous l’effet d’une sévère dépression

L’heure est aux turbulences ! La tension des systèmes électriques liée à l’intermittence de l’éolien et du solaire demande plus de flexibilité dans l’activité des barrages. Soit un fonctionnement de plus en plus souvent en charge partielle, hors des conditions optimales. Avec, à la clé, des turbulences qui grèvent le rendement et génèrent des vibrations délétères pour les machines. Le vortex hélicoïdal qui tournoie en aval de la turbine testée sur la plate-forme 5 matérialise ce régime turbulent. Il s’agit d’une torche d’eau vaporisée sous l’effet de sévères dépressions. Une caméra ultrarapide la scrute tandis qu’une soixantaine de capteurs caractérisent l’impact de ce phénomène – indésirable – sur la turbine. Le tout à la demande d’un client asiatique qui veut savoir dans quelle mesure il peut pousser sa machine.

Place à la fabrication dans l’atelier voisin. Du moins celle des pièces les plus complexes, comme les turbines-pompes à vitesse variable – une innovation d’Alstom permettant un stockage plus flexible de l’énergie – qui équiperont les barrages suisses de Linthal et de Nant de Drance. Dans ce vaste bâtiment, 80 personnes fabriquent cinq à six roues et deux à trois robinets par an. Des chiffres à mesurer à l’aune du niveau de finition de ces produits : les robinets bleus destinés au barrage de Linthal pèsent 130 tonnes pièce pour 4 mètres de diamètre. Un an de travail a été nécessaire pour chacun d’entre eux pour un résultat sans fuite. Les aubes ébauchées reçues de la fonderie attendent 20 heures d’usinage par face et autant de polissage à la main. La roue dite « Francis » mesure 5 mètres de diamètre. Il faudra près de 15 000 heures de travail pour y souder les aubes. Sans compter le contrôle des défauts internes par ultrasons. Ou, pour les turbines destinées au Canada, le profilage « fish friendly » des aubes pour assurer une traversée sans dommage aux saumons en quête de fraie. Les carpes grenobloises peuvent continuer à paresser : elles n’affronteront jamais ce type de turbulences. 

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