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| GCIV2057-1 | Exploitation de l'énergie hydroélectrique
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| Durée : | 35h Th, 25h Pr |
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| Crédits/ECTS : |
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| Titulaire(s) : | Sébastien Erpicum, Olivier Léonard, Michel Pirotton |
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| Langue : | Langue française |
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| Aperçu général : | Dans un contexte de développement durable, les notions liées à la mise en valeur de l'énergie hydraulique disponible sont explicitées tant du point de vue technique, qu'économique ou écologique.
Le cours est ainsi consacré à la description, au dimensionnement et à la gestion des centrales hydroélectriques, s'appuyant sur des notions d'hydrologie, de mécanique des fluides, d'hydrodynamique des cours d'eau et des dispositifs d'alimentation et de sortie.
La justification économique de la production est examinée, la comparant aux autres sources d'énergie. Le problème de la rentabilité et du développement à moyen et long terme est plus particulièrement étudié.
Après une description des types d'installation (haute, moyenne et basse chute), des considérations sont données sur le choix des sites et l'évaluation du potentiel disponible. Les notions suivantes sont ensuite étudiées :
Contrôle de qualité et homogénéisation des données pluviométriques. Maximisation de l'information des débits par modèles probabilistes. Analyse statistique des débits annuels et mensuels. Courbe des débits classés d'un cours d'eau
- Rappel des notions utiles au calcul d'écoulements permanents et non permanents à surface libre et sous pression.
- Puissance d'un cours d'eau, pertes de charge, récupération de l'énergie
- Rendement, débit installé, mode de gestion (annuelle, saisonnier, journalier)
- Dispositifs d'accumulation, ouvrages de prise, de mise en charge et de restitution,
- Historique et principe de fonctionnement des turbines : bilan énergétique, turbine Francis, turbine Pelton, turbine Kaplan, groupes bulbes, courbes caractéristiques,
- Notions sur les pompes et machines volumétriques,
- Dispositifs anti-bélier (cheminée d'équilibre,...),
- Cavitation,
- Analyse technico-économique d'ouvrages dans un contexte d'encouragement des énergies renouvelables. Impacts sociétaux et environnementaux. Planification et réalisation des travaux.
Le cours comprend également un travail pratique d'étude complète d'un projet d'aménagement hydroélectrique au fil de l'eau : choix du site, étude hydrologique, choix du débit d'équipement, étude économique, étude d'impact, dimensionnement des structures.
Les cours théoriques seront illustrés par une description d'études et de réalisations concrètes, complétée par une visite au Laboratoire de Construction Hydrauliques où des projets hydroélectriques de grande ampleur en cours d'étude sur modèle réduit seront détaillés. Une visite sur terrain d'installations remarquables est également prévue. |
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| Objectif du cours : | L'objectif principal du cours est, tout en exploitant au maximum les matières abordées durant le cursus d'ingénieur civil des constructions, d'aborder de manière critique les aspects d'exploitation de l'énergie hydroélectrique disponible qui s'inscrivent dans le cadre actuel du développement durable.
En plus des cours ex cathedra et des séances de travaux pratiques, ces objectifs sont rencontrés au travers de visites en laboratoire et sur site. |
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| Pré-requis : | Cours d'hydraulique de base (notions d'hydrostatique et d'hydrodynamique en rivière et sous pression), notions de mécanique des fluides. |
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| Organisation : | Séance de cours ex-cathedra et séances de travaux pratiques dirigés ou non.
Le cours se donne le mardi matin au premier semestre. De 13h30 à 15h30, les aspects liés aux machines hydrauliques sont abordés (Prof. Léonard). Ensuite, de 16h à 18h, le cours est consacré aux autres spécificités des aménagements hydroélectriques (Prof. Pirotton et Dr. Erpicum)
1 journée de terrain consacrée à la visite d'installations remarquables et de modèles réduits au Laboratoire de Constructions Hydrauliques |
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| Notes de cours : | Syllabus en préparation / Dias powerpoint |
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| Evaluation : | Examen oral et écrit
Evaluation des travaux pratiques |
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| Contacts : | Prof. M. Pirotton
Hydrologie, Hydrodynamique Appliquée et Constructions Hydrauliques (HACH)
Chemin des Chevreuils, 1 Bât. B52/3, 4000 Liège 1
Tél. : 04/366.95.36 - email: Michel.Pirotton@ulg.ac.be
http://www.ulg.ac.be/hach
Prof. O. Léonard
Turbomachines et Propulsion Aérospatiale
Chemin des Chevreuils, 1 Bât. B52/3, 4000 Liège 1
Tél. : 04/366.91.87 - email : O.Leonard@ulg.ac.be
http://www.ulg.ac.be/turbo/
Dr S. Erpicum
Hydrologie, Hydrodynamique Appliquée et Constructions Hydrauliques (HACH)
Chemin des Chevreuils, 1 Bât. B52/3, 4000 Liège 1
Tél. : 04/366.95.96 - email: S.Erpicum@ulg.ac.be
http://www.ulg.ac.be/hach |
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