Brevet FR2395406A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne une installation de production d'électricité hydraulique. On connait déjà diverses installations de ce genre et notamment les groppes bulbes immergés qui comprennent une turbine accouplée à un générateur électrique. Un tel groupe bulbe nécessite une infrastructure lourde et une chute d'eau importante. On connais également des installations comportant une turbine qui est immergée avec un multiplicateur de mouvement et un renvoi d'angle, ce dernier étant accouplé X un générateur électrique situé au niveau du sol. Une telle installation est encombrante, d'un entretien difficile et elle exige également une chute d'eau asssez importante. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant une instatlation de conception particulièrement simple, d'une infrastructure très légère et permettant d'utiliser de très faibles chutes d'eau. A cet effet cette installation de production d'électricité hydraulique comprenant un premier ensemble pourvu d'une turbine, immergé dans un courant d'eau, et un second ensemble X l'air libre comprenant un générateur électrique, est caractérisée en ce que le premier ensemble comporte une pompe hydraulique immerge accouplée à la turbine et reliée, par une canalisation, å un moteur hydraulique faisant partie du second ensemble et accouplé au générateur électrique. L'installation suivant l'invention offre llavantage qu'elle permet dtuilliser de très faibles chutes d'eau, de tordre d' un mètre, tout en marchant en pompe ou en moteur dans les deux sens. En outre son infrastructure est très légère du fait que la chambre des machines est séparée de la turbine. Son entretien est facile car la partie immergée est de faibles dimensions et poids. L'installation peut comporter plusieurs ensembles turbine -pompe hydraulique entrainant un seul et même générateur électrique. L'installation peut être pourvue de moyens permettant de régler le pas des pales des turbines en fonction du débit ou de la pression. Le prix de revient de l'installation suivant l'invention est relativement bas du fait quelle peut etre réalisée en utilisant du matériel existant, surtout pour des puissances unitaires de l'ordre de 100 kW. L'utilisation d'une solution entiverement hydraulique permet par ailleurs de supprimer les problèmes de survitesse aux changements de régime. On décrira ci-aprbs, à titre d'exemplesnon limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé: La figure 1 est un schéma d'une installation de production d'électri cité hydraulique suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan schématique d'une variante d'exécution ex cution comportant plusieurs ensembles turbine-pompe hydraulique immergés. La figure 3 est un schéma d'une installation comportant deux ensembles turbine-pompe hydraulique, reliés à un même moteur hydraulique entraînant le générateur électrique. La figure 4 est une vue en coupe d'une forme d'exécution d'une cellule à turbine-pompe hydraulique. L' installation représentée sur la figure I comprend un premier ensemble I, immergé dans un courant d'eau, lequel est constitué par une turbine 2 accouplée à une pompe hydraulique 3, et un second ensemble à l'air libre 4, lequel comprend essentiellement un générateur électrique 5 accouplé à un moteur hydraulique 6. Une liaison est établie entre la pompe hydraulique 3 et le moteur hydraulique 6 par l'intermédiaire d'une canalisation hydraulique 7. En fonctionnement la turbine 2 entraînée en rotation par le courant d'eau, provoque la rotation du rotor de la pompe 3 qui refoule dans la canalisation 7 un liquide qui est ainsi transmis au moteur hydraulique 6. Ce moteur est à son tour entraîné en rotation et entraîne avec lui le généra- teur 5 qui peut etre une génératrice de courant continu ou un alternateur. Le liquide utilisé comme fluide vecteur peut etre simplement de l'eau prélevée dans le courant dans lequel l'ensemble 1 est immerge. Dans ce cas le circuit hydraulique est ouvert et l'eau sortant du moteur hydraulique 6 s'échappe librement. Suivant une variante on peut également envisager un fonctionnement en circuit fermé et dans ce cas une canalisation de retour du fluide vecteur doit être prévue entre le moteur hydraulique et la pompe 3. La figure 2 illustre une installation comportant plusieurs ensembles immergés 1 répartis en travers d'une rivière ou d'un fleuve, en amont d'un barrage 8. Dans ce cas les pompes hydrauliques 3 des divers ensembles immergés 1 débitent toutes dans une canalisation commune 7 qui les relie au moteur hydraulique 6 entrainant en rotation le générateur électrique 5. Dans la forme d'exécution illustrée sur la figure 3 l'installation comprend deux ensembles immergés la et lb dont les pompes hydrauliques respectives 3a et 3b sont respectivement reliées, par des canalisations 7a et 7b à des moteurs hydrauliques individuels 6a et 6b. Les arbres de sortie de ces deux moteurs sont accouplés, par l'intermediaire de pignons 9a, 9b à une couronne 10 solidaire de l'arbore 1 1 du générateur électrique 5. Dans ce cas les deux moteurs individuels 6a, 6b entraient conjointement et simultanément le gdnérateur électrique 5. La figure 4 illustre une forme d'exécution d'une cellule immergée comportant un ensemble 1. Dans ce cas la cellule comprend un bâti fixe extdrieur 12 à I'int8rieur duquel est logé un colps'amovible 13 traversé par le courant d'eau et au centre duquel est monté l'ensemble turbine 2 pompe hydraulique 3. Le bati 2 peut etre pourvu d'encoches 14 destinées à recevoir des éléments de fermeture pour interrompre le courant d'eau à travers la cellule. REVENDICATIONS 1 - Installation de production d'élestricité hydraulique, comprenant un premier ensemble pourvu d'une turbine, immergé dans un courant d'eau, et un second ensemble à I'air libre comprenant un générateur électrique caractérisée en ce que le premier ensemble 1 comporte une pompe hydraulique 3 accouplée à la turbine 2 et relise, par une canalisation 7, à un moteur hydraulique 6 faisant partie du second ensemble 4 et accouplé au générateur électrique 5. 2 - Installation suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs ensembles 1 comportant chacun une pompe hydraulique 3 accouplée à une turbine 2, les pompes hydrauliques 3 des divers ensembles étant relies à une canalisation commune 7 alimentant im moteur hydraulique unique 6 entraSeant le générateur électrique 5. 3 - Installation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que chacune des pompes hydrauliques immergées 3a, 3b de plusieurs ensembles 1b, lb est reliés par l'intermédiaire d'une canalisation individuelle 2ta, 7br à un moteur hydraulique individuel respectif 6a, 6b, et en cé qu'un mécanisme 9a, 9b, 10 est prévu pour accoupler l'arbre Il du générateur électrique S auwarbres de sortie des moteurs hydrauliques individuels 6a, 6b. 4 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ee que le fluide vecteur est constitué par de l'eau et 1à ou chaque pompe hydraulique 3 est reliée au moteur hydraulique par une seule canalisation 7, l'veau s 'échappant librement du moteur hydraulique 6. 5 - Installation suivant'l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractériséeen ce que le fluide vecteur circule en circuit fermé entre la pompe hydraulique 3 et le moteur hydraulique 6 et une canalisation de retour est prévue entre ceuxeci 6 - Installation suivant-l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que chaque ensemble immergé I constitué par une turbine 2 et une pompe hydraulique 3 accouplées ensemble, est logé dans un corps 13 traversé par le courant d'eau et monté d'une manière amovible dans un bati fixe 12 dont l'entrée peut etre obturée.