Les centrales au fil de l'eau

Le second type de barrage est les centrales dites « au fil de l’eau ».

Contrairement aux centrales « à haute chute » se trouvant dans des zones caractérisé par un haut dénivelé et un faible débit, les centrales dites « au fil de l’eau » se trouvent en plaine, ces dernières sont caractérisé par un faible dénivelé et un important débit.

Une centrale hydroélectrique est dite « au fil de l’eau » lorsqu’elle possède un réservoir d’une durée de remplissage inférieure à 2 heures et lorsque sa hauteur est inférieure à 30 mètres. Le débit d’eau est ainsi utilisé tel qu’il se présente.

Les centrales au fil de l'eau utilisent une partie du débit des rivières pour produire de l'énergie électrique. Elles tournent en continu, car il n'existe pas de bassin d’accumulation pouvant retenir l’eau.

 

centrale de ybbs persenbeug (Autriche) web.mac.com
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La centrale de Gambsheim (67) http://alsace.edf.com
La centrale de Gambsheim (67) http://alsace.edf.com

Ces centrales sont bien moins couteuses que leur grande sœur de haute chute, les aménagements sont plus simples et bien souvent il suffit de construire un canal de dérivation.

 

Pour produire 1 KW il faut 100 mètre cube d’eau qui chute de 4 mètre 50.

 

Les centrales au fil de l’eau sont principalement installées dans les plaines traversées par un grand cours d’eau. C’est pour cela que sur le Grand Canal d’Alsace parsemé de nombreuse centrale de ce type. Il en existe 10 en Alsace, elles sont situées à Kembs, Ottmarsheim, Fessenheim, Vogelgrun, Marckolsheim, Rhinau, Gerstheim, Strasbourg, Gambsheim et Iffezheim.  

 

L’aménagement du Rhin en Alsace  www.encyclopedie.bseditions.fr
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http://www.encyclopedie.bseditions.fr
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Les centrales au fil de l’eau sont principalement installées dans les plaines traversées par un grand cours d’eau. C’est pour cela que sur le Grand Canal d’Alsace parsemé de nombreuse centrale de ce type. Il en existe 10 en Alsace, elles sont situées à Kembs, Ottmarsheim, Fessenheim, Vogelgrun, Marckolsheim, Rhinau, Gerstheim, Strasbourg, Gambsheim et Iffezheim.  

 

La centrale de Vogelgrun aménagé avec un canal de dérivation sur le Canal d'Alsace  http://www.encyclopedie.bseditions.fr
La centrale de Vogelgrun aménagé avec un canal de dérivation sur le Canal d'Alsace http://www.encyclopedie.bseditions.fr

Mais la solution du Grand Canal d'Alsace avec un barrage unique à pour conséquence, en dehors des périodes de crue, d’assécher l'ancien lit du Rhin, de faire baisser dangereusement la nappe phréatique indispensable à l'agriculture dans la plaine du Rhin, et d'empêcher l'accès au nouveau cours d'eau navigable côté allemand.

C’est pour cela que sur des fleuves comme sur le Rhin, Les écluses et la centrale hydraulique sont situées sur une courte dérivation.

 

Cette technique s’appelle « l’aménagement en feston ».

 

L'aménagement en feston

http://www.encyclopedie.bseditions.fr
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La centrale de Marckolsheim aménégé en feston  http://www.encyclopedie.bseditions.fr
La centrale de Marckolsheim aménégé en feston http://www.encyclopedie.bseditions.fr

On distingue les centrales au fil de l’eau équipées de turbines à axe vertical (rivières à pente forte) et celles équipées de turbines à axe horizontal (rivières à fort débit et à petite chute).

 

Les canaux de dérivation

Les ouvrages de dérivation permettent la circulation de l’eau :

            - La prise d’eau prélève le débit nécessaire au fonctionnement de l’installation. Elle est en général équipée d’une grille qui reteint les débris et matériau charrié par le cours d’eau.

            -  Le canal de dérivation amène l’eau à la centrale ou à la conduite forcé comme ce serais le cas pour un barrage de haute chute.

            - La conduite forcée relie la prise d’eau à la turbine.

            - le canal de fuite ramène l’eau à la rivière.

 

 

La centrale de Vogelgrun  tourisme-paysdebrisach.com
La centrale de Vogelgrun tourisme-paysdebrisach.com

Impact sur l'environement

Nature de l’impact

bébé cygnes  http://www.fond-ecran-image.fr
bébé cygnes http://www.fond-ecran-image.fr

Elles ont un impact plus faible que les barrages de haute chute sur leur milieu d’implantation. L’impact environnemental principal est une diminution du débit du cours d’eau (voire un assèchement) sur une centaine de mètres entre la prise d’eau de la centrale et le canal de restitution (ou canal de fuite), le cours d’eau restant inchangé en amont et en aval de l’ouvrage. Cependant chaque du fait que chaque barrage est différent, tous n’auront pas le même impact.

 

Conséquence sur la flore

Le vieux rhin sauvage à Fessenheim  alsace.lib-expression.fr
Le vieux rhin sauvage à Fessenheim alsace.lib-expression.fr

L’impact sur la flore n’est que partiel et local (une centaine de mètres).

Cependant il n'est pas négligable. Comme précisé avant une nette modification d'un cours d'eau paut menacer sa flore dont certaine plante ne sont présente que dans ce lieux.

Conséquence sur la faune

Des saumons remontant le Rhin  cs3i.fr
Des saumons remontant le Rhin cs3i.fr

Dans la mesure où certains cours d’eau connaissent une circulation de poissons, des dispositions particulières, comme un débit minimum imposé dans le lit original du cours d’eau et l’installation d’une « échelle à poisson » peuvent être envisagés le cas échéant. Cependant, vu les importantes déclivités des cours d’eau visés par ce type d’ouvrage (parfois des chutes d’eau), il est rare que des poissons y circulent.

 

Sur des fleuves comme le Rhin où nombre de poissons migre, il est essentiel de prendre cet aspect en compte. Au début lorsqu’il n’y avait pas d’aménagement spécifique aux poissons comme les passes à poisson la population de poisson du fleuve a atteint un seuil très critique. L’incendie de Sandoz le 1er novembre 1986 à Bâle accentue cette effet puisque se sont plus de 15 000 m3 d’eau d’extinction pollué par des pesticides, de mercure et de phosphore qui se déverse dans le fleuve. Le Rhin devient presque transparent et les poissons sont décimés.    Le Commission Internationale pour la Protection du Rhin (CIPR) fixe alors un programme d’action visant à repeupler le Rhin de poisson. Des passes à poisson sont alors installés pour permettre au grand migrateur comme principalement le saumon de remonter le fleuve sans rencontrer d’obstacle insurmontable.

 

Schéma d'une passe à poisson
Schéma d'une passe à poisson

- A - Conduite d'amenée du débit d'attrait
- B - Sortie des poissons
- C - Echelle à poissons (bassins successifs) Voir croquis ci-dessous.
- D - Local d'observation
- E - Turbine du débit d'attrait (type Bulbe à Iffezheim, type Kaplan à Gambsheim)
- F - Bassin de répartition
- G - Centrale équipée de 4 groupes de type Bulbe de 24000 kW chacun.
- H - Entrées des poissons migrateurs attirés par les remous des turbines de la centrale.
- I - Entrées des poissons locaux (un enrochement facilite l'accès)
- J - Vannes de réglage maintenant une différence de niveau jusqu'à 30 cm avec l'aval.

 

Vue en coupe 3D d'une passe à poisson  http://www.eptb.asso.fr
Vue en coupe 3D d'une passe à poisson http://www.eptb.asso.fr
La passe à poisson de Gambsheim   http://www.jds.fr
La passe à poisson de Gambsheim http://www.jds.fr
. Notre consultant technique
. Notre consultant technique

 

 

Conclusion

Une centrale du Rhin   encyclopedie.bseditions.fr
Une centrale du Rhin encyclopedie.bseditions.fr

Ces centrales au fil de l’eau sont bien adaptées à la production d’électricité décentralisée dans les zones à l’écart du réseau de transport électrique, notamment pour l’électrification décentralisée des pays en voie de développement.

Cependant comme toute construction elles ont un impact sur la nature qu'il convient de ne pas négliger.

 

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