Brevet FR2571101A1 — publié le 19860404

Procédé et dispositif de montage d'un groupe hydroélectrique monobloc à axe horizontal La présente invention se rapporte à un procédé de montage en centrale hydroélectrique d'un groupe hyroélectrique monobloc à axe horizontal, tel qu'un groupe "bulbe" destiné à équiper une centrale de basse chute. Le montage classique en centrale d'un groupe hydroélectrique du type bulbe comprend un grand nombre de phases successives qui sont essentiellement - la mise en place, dans des fondations de béton primaire, de pièces destinées à être scellées, dont l'avant-distributeur qui constitue en général la structure porteuse du groupe, - des phases de bétonnage, avec mise en place de ferraillages de renforcement, pour le scellement de ces pièces, - le montage mécanique proprement dit du groupe : mise en place de l'arbre, des paliers de butée et de contre-butée, de la roue et de sa ceinture, de l'alternateur et de l'ogive amont, - le montage des auxiliaires, dont la régulation, l'exécution des tuyauteries, le câblage et les raccordements. La durée totale de toutes ces opérations est très longue. Dans le cas de groupes de moyennes et grandes dimensions, dont les roues ont un diamètre de 5 à 9 mètres pour fixer les idées, cette durée totale peut atteindre ou dépasser huit mois. Ce mode de montage classique et sa durée, dont les martres d'oeuvre de centrales parviennent, souvent difficilement d'ailleurs, à s'accommoder lorsque le nombre de groupes est faible et que le barrage de la centrale est relativement court, deviennent prohibitifs, car économiquement inconcevables, dans le cas d'un grand nombre de groupes, une trentaine par exemple, à installer dans un barrage situé sur un fleuve ou au droit d'un estuaire très large. Le procédé de montage en centrale d'un groupe hydroélectrique monobloc à axe horizontal, tel qu'un groupe du type bulbe, conforme à l'invention, permet de diminuer considérablement le temps de montage en centrale d'un tel groupe. I1 est caractérisé en ce qu'il consiste 1) à transporter sur les lieux un ensemble monobloc préalablement monté et comportant - le groupe hydroélectrique au moins partiellement monté et supporté par au moins les avant-directrices, - un coffrage pour béton de remplissage, formant une structure creuse, por tée par au moins les avant-directrices, et entourant à distance le groupe hydroélectrique de manière à au moins former la paroi de l'avant-distribu- teur, 2) à positionner et fixer cet ensemble à l'endroit préparé, d'implantation prévue pour ledit groupe, 3) à garnir ledit coffrage de béton de remplissage et à terminer le montage sur les lieux. Avantageusement par ailleurs, on réalise ledit coffrage de façon à ce que sa face supérieure forme, une fois l'implantation terminée, au moins une partie du plancher de la centrale, ceci étant valable dans le cas d'implantation du groupe en conduit hydraulique et non pas par exemple en chambre d'eau. L'invention se rapporte également à un dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé, et constitué d'un ensemble monobloc comportant - le groupe hydroélectrique au moins partiellement monté et supporté par au moins les avant-directrices, - un coffrage pour béton de remplissage, formant une structure creuse por tée par au moins les avant-directrices, et entourant à distance le groupe hydroélectrique de manière à au moins former la paroi de l'avant-distribu- teur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation relatif à l'implantation en conduit d'un groupe bulbe à axe horizontal destiné à être alimenté par un distributeur fixe constitué en l'occurence par les avant-directrices équipant l'avantdistributeur, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale schématique de l'ensemble monobloc préa lablement monté permettant la mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue selon la direction F de la figure 1. - la figure 3 est une vue selon la direction G de la figure 1. - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale selon la direction BB de la figure 5, montrant schématiquement les fondations préalablement aména- gées dans le barrage-usine avec les dispositifs de fixation de l'ensemble monobloc de la figure 1 et leurs ancrages dans le béton. - la figure 5 est une vue en coupe selon la direction AA de la figure 4. - la figure 6 est une illustration schématique des différentes phases de montage du groupe. En se reportant tout d'abord à l'ensemble des figures 1 à 3 on y reconnatt un groupe bulbe 1 à axe xy horizontal composé, de l'amont vers l'aval - d'-ne ogive amont 2, - d'un ensemble alternateur 3, - d'une roue 4 à pales 5 orientables. Autour de la partie aval tronconique ó de la carcasse de lgensem- ble-alternateur 3 sont fixées les avant-directrices 7 composées de six bras, dont quatre bras pleins et inclinés 70, et deux bras verticaux 71 creux et plus épais par lesquels le personnel d'entretien peut descendre à l'intérieur du corps du bulbe 1. Conformément à l'invention, l'ensemble prémonté en usine représenté sur les figures 1 à 3 comporte, porté par les avant-directrices 7 et entourant à distance le groupe bulbe 1, un coffrage 8 pour béton de remplissage, constitué par une structure creuse formée de caissons métalliques creux 9 garnis classiquement d'orifices de bdtonnage non représentés. Comme on le voit sur les dessins, la structure constituant le coffrage 8 a une forme telle qu'elle réalise la paroi troncônique 10 de lavant-distributeur 11 du groupe, ledit avant-distributeur étant donc constitué par les avant-directrices 7, constituant alors un distributeur fixe, et l'espace compris entre la paroi 10 et la partie aval tronconique 6 de la carcasse de l'ensemble- alternateur 3.Par ailleurs, la face supérieure 12 de la structure constituant le coffrage 8 est plane et est située à une- haufeur au-dessus de l'axe xy telle qu'elle constituera, une fois le remplissage et l'implanta- tion terminés, le plancher de la centrale, comme on le verra d'ailleurs ultérieurement plus clairement à l'examen de la figure 6. Enfin, les parois extérieures fatérales (13, digure 2) de la structure creuse constituant le coffrage 8 comportent des zones de liaison, comportant des orifices de passage de vis tel que l'orifice 14 représenté sur la figure 2, à des dispositifs d'ancrage préalablement réglés en position et scellés dans le béton au niveau des fondations du groupe lors de la construction du barrage-usine, comme on le verra maintenant en référence aux figures 4 et 5. Les figures 4 et 5 illustrent donc les fondations ménagées dans le barrage-usine lors de sa construction, avec les dispositifs de fixation 15 de l'ensemble monobloc de l'invention et leurs ancrages dans le béton. On reconnaît sur ces figures le conduit hydraulique 16 du barrageusine 17 et dans lequel doit être implanté le groupe bulbe 1. Afin, conformément à l'invention, d'y implanter facilement l'en semble monobloc de la figure 1, il a été aménagé une fosse 18, de forme adaptée comme représenté afin que l'ensemble monobloc prémonté des figures l à 3 puisse venir sty encastrer, et dont les parois de la partie centrale 180 sont garnies, en correspondance avec les orifices de fixation (14, figure 2) dudit ensemble monobloc, de dispositifs d'ancrage 15 composés chacun d'une plaque métallique 151, garnie de trous taraudés non représentés destinés à venir en face desdits orifices de fixation 14, et de tiges d'ancrage 150 de cette plaque 151, préalablement scellées dans le béton du barrageusine 17. La figure 6 schématise les étapes successives de l'implantation rapide, conformément à l'invention, de l'ensemble prémonté des figures 1 à 3 dans la fosse 18 préalablement aménagée des figures 4 et 5. Comme on le voit sur le dessin, l'ensemble monobloc prémonté (1, 7, 8) est acheminé en position horizontale sur les lieux porté par une barge 19, et reposant sur des cales 20. L'ensemble monobloc est alors transféré, reposant toujours sur ses cales 20, sur des poutres 21 escamotables, jusqu'à atteindre la position 22, juste à l'aplomb vertical de la fosse 18. On l'accroche alors à des tables de support 23 suspendus à un portique 24 par l'intermédiaire de vérins 24 et de griffes de blocage (non représentées). Après avoir légèrement soulevé l'ensemble à l'aide des vérins 24, on escamote alors latéralement les poutres 21 avec les cales 20, la barge 19 ayant été préalablement éloignée en conséquence. L'ensemble monobloc (1, 7, 8) reste donc suspendu au portique 24 par les cables 23 juste au-dessus de la fosse 18. Bien évidemment, les batardeaux amont 25 et la vanne aval (non représentée) du conduit 16 ont été préalablement fermés et la fosse 18 mise à sec par pompage. L'ensemble monobloc (1, 7, 8) de l'invention est alors descendu lentement et par petites étapes, à l'aide des vérins 24 et de leurs griffes de blocage associées, dans la fosse 18 où il vient s'encastrer étroitement en 26 dans sa position définitive dans le conduit 16. Après centrage du groupe dans le conduit 16, réalisation par vissage des liaisons avec les organtes 15 et des joints d'étanchéité nécessaires, la structure 8 est garnie de béton de remplissage. Le montage du groupe se termine par la mise en place de la ceinture de roue 27 et du couvercle 28 de la fosse amont 29, et les raccordements des circuits (câblage et tuyauteries) installés dans le groupe avec ceux déjà installés, avec les auxiliaires, dans le barrage-usine. Par ailleurs, comme on l'a déjà évoqué précédemment, la partie supérieure de la structure 8 entourant les avant-directrices 7 du groupe est dimensionnée de telle sorte, qu'après descente de celui-ci dans ses fondations 18, sa face supérieure 12 affleure au plancher 30 de la centrale et serve de séparation entre la fosse 29 de l'alternateur et la fosse 31 de la roue. En d'autres termes, elle est conçue pour remplacer la poutre en béton dans laquelle est scellée l'avant-directrice supérieure du groupe dans le cas des montages classiques. L'exemple de réalisation qui vient d'être décrit est relatif à un groupe bulbe installé "en conduit", à distributeur fixe et à roue à pales orientables, entièrement prémontd sur un chantier extérieur au barrage-usine. L'invention n'est évidemment pas limitée à cet exemple de réalisation, et s'applique par exemple aux variantes suivantes - groupes en chambre d'eau, - groupes à distributeur mobile, - groupes à roue à pales fixes, - descente dans le barrage-usine d'un groupe partiellement monté, par exem ple sans l'ogive amont et/ou sans la roue. - groupes à axe horizontal entièrement ou partiellement immergé : groupe à alternateur périphérique par exemple. REVENDICATIONS 1.- Procédé de montage en centrale d'un groupe hydroélectrique monobloc (1) à axe (xy) horizontal, caractérisé en ce qu'il consiste 1) à transporter sur les lieux un ensemble monobloc (1, 7, 8) préalablement monté et comportant - le groupe hydroélectrique (1) au moins partiellement monté et supporté par au moins les avant-directrices (7), - un coffrage (8) pour béton de remplissage formant une structure creuse portée par au moins les avant-directrices (7) et entourant à distance le groupe hydroélectrique (1) de manière à au moins former la paroi (10) de l'avant-distributeur (11), 2) à positionner et fixer cet ensemble (1, 7, 8) à l'endroit (18), préparé, d'implantation prévu pour ledit groupe, 3) à garnir ledit coffrage de béton de remplissage et à terminer le montage sur les lieux. 2.- Procédé de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise ledit coffrage (8) de façon à ce que sa face supérieure (12) forme, une fois l'implantation terminée, au moins une partie du plancher (30) de la centrale. 3.- Ensemble monobloc permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte - le groupe hydroélectrique (1) au moins partiellement monté et supporté par au moins les avant-directrices (7), - les avant-directrices (7), - un coffrage (8) pour béton de remplissage formant une structure creuse portée par au moins les avant-directrices (7), et entourant à distance le groupe hydroélectrique (1) de manière à au moins former la paroi (10) de l'avant-distributeur (11). 4.- Ensemble monobloc selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face supérieure (12) dudit coffrage (8) est agencée et dimensionnée de manière à former, après implantation dudit ensemble, au moins une partie du plancher (30) de la centrale.