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L’inauguration officielle des centrales hydroélectriques de Ragn d’Err, dans la commune grisonne de Surses, a eu lieu aujourd’hui. Avec leur puissance nominale de 7,2 MW, les installations font partie de la catégorie des mini-centrales hydroélectriques. Mais pour ce qui est de la complexité du réglage, elles peuvent certainement rivaliser avec les centrales les plus importantes. En effet, le nouveau réglage indirect récemment développé pour la centrale hydroélectrique y sera appliqué pour la première fois en Suisse.

Afin de se conformer aux exigences de la protection de l’eau, le Team Engineering Hydro & Infrastructure au sein du secteur d’activité production a été obligé de recourir à toutes les astuces à disposition en matière de techniques de régulation. La solution qui a fait surface sera d’ailleurs aussi d’un grand intérêt pour d’autres développeurs de mini-centrales hydroélectriques.

Autour d’une table ronde, c’est un réglage dynamique en faveur de la nature qui a été choisi: le débit d’eau total du Errbach (Ragn d’Err) devra être partagé de façon à ce que 30% demeurent dans le cours d’eau et que les 70% restants puissent être utilisés pour la production d’électricité. De plus, il est tout aussi important de respecter les débits minimaux habituels dans les autres installations. Un débit d’apport très faible aura pour conséquence que la turbine ne soit pas en mesure de fonctionner ou seulement à charge partielle.

Réguler un débit d’eau incertain

Le défi: le débit d’eau est inconnu; la variable la plus importante manque donc pour une régulation simple. Il serait aisément concevable de mesurer l’adduction au niveau du captage. Mais cette solution a été abandonnée, car deux affluents se jettent dans le cours d’eau juste avant le captage et le lit de la rivière se transforme constamment lors des crues.

On ne connaît le débit d’eau que lorsqu’elle coule à travers la passe à poissons, le barrage et la turbine. Mais à ce moment-là, il est déjà trop tard pour un réglage direct. C’est pourquoi l’équipe Process Automation de BKW Engineering a développé un système de réglage indirect: le débit total correspond au volume d’écoulement mesuré de la turbine et au volume calculé d’écoulement à travers le barrage et la passe à poissons. 30% de cette quantité doit demeurer dans le cours d’eau. En cas d’apport supplémentaire d’eau, l’organe du barrage et la turbine se régulent de manière à ce que l’eau soit distribuée selon les priorités suivantes:

  1. Passe à poissons
  2. Turbine
  3. Soupape
  4. Robinet de purge
  5. Segment

L’écoulement individuel de cet organe est automatiquement combiné au régulateur de gestion des eaux de façon à ce que toutes les directives soient respectées tout en assurant une production énergétique optimale.

En considérant la moyenne à long terme, on peut estimer que le barrage ne doit être complètement ouvert que trois jours pour absorber les crues importantes. La turbine peut fonctionner à pleine capacité pendant 25 jours, et elle fonctionnera à charge partielle durant environ 260 jours.

RÉGLAGE DYNAMIQUE

Les nouvelles centrales de Ragn d’Err peuvent couvrir les besoins en électricité de 4500 foyers. 

Elles exploitent deux déclivités des cours d’eau Colm et Err. Colm, le gradin supérieur le plus petit, sert principalement à la conduite d’adduction d’eau pour le captage du Errbach à Pensa, mais utilise également le dénivelé de 106 mètres pour la production d’électricité. Le gradin principal connaît un dénivelé de 432 m jusqu’à la centrale de Tinizong. Cette dernière est équipée d’une turbine Pelton à cinq injecteurs d’une capacité d’un peu plus de 7,0 MW.

Les deux captages subiront un réglage dynamique simultané: pour le gradin de Colm, une grille à effet Coanda pour une capacité allant jusqu’à 250 litres par seconde, et pour le gradin de Mulegns, un captage latéral pour une capacité jusqu’à 1800 litres par seconde. La conduite forcée du gradin de Colm a une longueur de 560 mètres et un diamètre de 0,4 mètre, celle du gradin de Mulegns mesure 2275 mètres et a un diamètre entre 0,75 et 0,90 mètre.

Roland Kaderli

Roland Kaderli

Roland Kaderli est responsable Process Automation du Team Engineering Hydro & Infrastructure chez BKW.