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INSTALLATION DE CONVERSION D'ENERGIE HYDRAULIQUE EN ENERGIE
MECANIQUE OU ELECTRIQUE
La présente invention a trait à une installation de conversion d'énergie
hydraulique en énergie mécanique ou électrique, une telle installation
comprenant
une turbine hydraulique destinée à être traversée par un écoulement forcé
d'eau
provenant d'une retenue d'eau, telle qu'un réservoir de barrage ou équivalent.
Dans certaines conditions, un barrage hydroélectrique peut être une source
de gaz à effet de serre. En effet, par exemple en milieu tropical, la
décomposition
de la matière organique d'origine végétale ou géologique qui est immergée dans
la retenue d'eau peut conduire à la formation de méthane (CH4), de dioxyde de
carbone (C02) ou d'autres gaz. Un tel phénomène se produit notamment dans les
retenues d'eau bordées de forêts ou lorsque la retenue d'eau a été créée au
dessus d'une forêt pré-existante. Le méthane se forme principalement dans les
zones du réservoir pauvres en oxygène, c'est-à-dire au voisinage du fond et
des
rives stagnantes du réservoir. Le dioxyde de carbone se forme principalement
en
surface. Le méthane a un effet de serre plus important que le dioxyde de
carbone.
Les gaz ainsi formés peuvent être rejetés dans l'atmosphère par différentes
voies. Ils sont émis par diffusion et par ébullition, ces phénomènes pouvant
être
repartis sur la totalité de la surface de la retenue d'eau et ne pouvant, en
pratique,
pas être évités. Ces gaz sont également émis au niveau des turbines du barrage
dans la mesure où, en traversant les turbines, l'eau subit une forte chute de
pression. En effet, avant de traverser la turbine, l'eau est à une pression
élevée
qui dépend de la profondeur de la prise d'eau de la conduite d'alimentation
dans la
retenue d'eau, de sorte qu'une quantité importante de chaque gaz a pu dissoute
dans l'eau. En sortie de turbine, l'eau est à pression relativement basse,
c'est-à-
dire à une pression proche de la pression atmosphérique, de sorte que l'eau
est
moins susceptible de contenir du gaz dissous. Une quantité relativement
importante de méthane et d'autres gaz dissous dans l'eau est donc susceptible
d'être libérée par ébullition du fait de l'abaissement de la pression de l'eau
résultant de son passage à travers la ou les turbines d'un barrage.
Dans certaines installations, telles que celles connues de l'article
Mitigation and recovery of methane emissions from tropical hydroelectrics
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dams de L. Bambace, F. Ramos, I. Lima et R. Rosa, paru dans ENERGY (vol.
32, n6), il est connu d'installer dans une retenue d'eau des boites en métal
qui
empêchent l'eau proche du fond de pénétrer dans une conduite d'alimentation
d'une turbine. Ceci évite le dégazage dans la turbine mais ne permet pas de
traiter
l'eau chargée en gaz qui reste au fond de la retenue. Des systèmes
supplémentaires indépendants des boites en métal, avec pompes et rotors de
pulvérisation, doivent être utilisés, pour dégazer l'eau, ce qui est
consommateur
d'énergie et complexe à mettre en place et à faire fonctionner.
C'est à ce problème qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en
proposant de limiter l'émission des gaz à effet de serre dans les
installations
hydrauliques, telles que les barrages, et ce, sans perturber le fonctionnement
de
ces installations.
A cet effet, l'invention concerne une installation de conversion d'énergie
hydraulique en énergie mécanique ou électrique, cette installation comprenant
au
moins une turbine hydraulique, une retenue d'eau et une conduite
d'alimentation
de la turbine en eau provenant de la retenue d'eau. Cette installation est
caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un dispositif immergé dans la retenue d'eau et apte à imposer un
mouvement ascendant à un flux d'eau progressant dans la retenue d'eau
en direction de l'embouchure de la conduite d'alimentation et
- des moyens de collecte de gaz disposés au-dessus d'une partie de ce
dispositif dans laquelle a lieu le mouvement ascendant du flux d'eau.
Grâce à l'invention, le dispositif permet de faire remonter l'eau qui se
dirige
vers la conduite d'alimentation, de telle sorte que cette eau subit une
décompression de nature à libérer, par ébullition, les gaz qu'elle contient,
tels que
le méthane. Ces gaz s'échappent jusqu'à la surface de la retenue d'eau, au
voisinage du dispositif. Les moyens de collecte de gaz permettent alors de
récupérer ces gaz avant qu'ils ne se dissipent dans l'atmosphère. L'invention
permet que l'eau dirigée vers la ou les turbines soit relativement peu chargée
en
gaz dissous, de sorte que la détente qui se produit lors du passage de
l'écoulement forcé dans la turbine génère peu de bulles de gaz en sortie de
turbine.
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Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention pris
dans toute combinaison techniquement admissible, l'installation peut
incorporer
une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- Le dispositif comprend au moins deux panneaux disposés dans la retenue
d'eau et définissant entre eux un volume de circulation ascendante du flux
d'eau.
- Parmi ces deux panneaux, un premier panneau est situé en amont du
deuxième panneau, selon le sens général d'écoulement de l'eau dans la retenue
d'eau, et le premier panneau s'étend à distance du fond de la retenue d'eau,
un
passage d'entrée du flux d'eau dans le volume de circulation ascendante étant
ménagé entre un bord inférieur du premier panneau et le fond de la retenue
d'eau.
Avantageusement, le premier panneau dépasse de la surface de l'eau dans la
retenue.
- Le deuxième panneau s'étend jusqu'au fond de la retenue d'eau et un
passage de sortie du flux d'eau par rapport au volume de circulation
ascendante
est ménagé entre un bord supérieur du deuxième panneau et la surface de la
retenue d'eau.
- Les panneaux sont fixes. En variante, les panneaux sont au moins en
partie mobiles verticalement, ce qui permet d'adapter leur fonctionnement à la
hauteur de la retenue d'eau qui peut varier selon les saisons.
- Les moyens de collecte de gaz comprennent une chambre de collecte de
gaz formée par une structure concave dont la concavité est tournée vers une
partie du dispositif et qui est ouverte vers le bas.
- La structure concave est flottante à la surface de la retenue d'eau. Elle
peut être disposée sensiblement au-dessus du volume de circulation ascendante
et du bord supérieur du deuxième panneau.
- Il est prévu un conduit d'évacuation d'un écoulement d'eau en aval de la
turbine, ainsi qu'au moins une chambre de collecte de gaz, en communication
fluidique avec le volume interne du conduit.
- Au moins une chambre de collecte de gaz est en communication fluidique
avec une zone supérieure du volume interne du conduit, dans une partie
sensiblement horizontale du conduit, alors que la ou les chambre(s) est ou
sont
reliée(s) au volume interne du conduit par une ou plusieurs ouvertures qui
sont
réparties parallèlement à un axe longitudinal de la partie sensiblement
horizontale
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du conduit et alors que la chambre est délimitée par une coque rapportée sur
la
partie supérieure d'une paroi du conduit et qui y est raccordée de façon
étanche.
- La chambre est unique et reliée au volume interne du conduit par
plusieurs ouvertures.
- Plusieurs chambres sont réparties sur la longueur de la partie
sensiblement horizontale du conduit et reliées chacune par au moins une
ouverture au volume interne du conduit.
- Un premier rapport entre la distance, prise parallèlement à un axe central
de la partie horizontale du conduit, entre, d'une part, l'axe de rotation de
la roue de
la turbine hydraulique et le bord amont de l'ouverture la plus amont de la
chambre
de collecte de gaz et, d'autre part, le diamètre de la roue est supérieur à 1,
notamment égal à 2, et un deuxième rapport entre la distance, prise
parallèlement
à l'axe central, entre l'axe de rotation de la roue et le bord aval de
l'ouverture la
plus aval de la chambre de collecte de gaz et, d'autre part, le diamètre de la
roue,
est supérieur à 2, notamment égal à 3 lorsque le premier rapport est égal à 1.
- La chambre est reliée par un conduit à une cuve d'accumulation de gaz,
éventuellement amovible, ou à une unité de traitement des gaz collectés dans
la
chambre.
- La chambre de collecte de gaz est raccordée à des moyens d'évacuation
ou de traitement du ou des gaz collecté(s).
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de
plusieurs modes de réalisation d'une installation conforme à son principe,
donnée
uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans
lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique de principe, en section
axiale selon l'axe de rotation de la roue d'une turbine, d'une installation
conforme
à l'invention ,
- la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail II à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail III à la figure 1 ;
- la figure 4 est une section selon la ligne IV-IV à la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue analogue à la figure 2, pour une installation
conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et
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- la figure 6 est une vue analogue à la figure 3 pour une installation
conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention.
L'installation I représentée aux figures 1 et 2 comprend une turbine 1 de
type Francis dont la roue 2 est destinée à être mise en rotation, autour d'un
axe
5 vertical X2, par un écoulement forcé E provenant d'une retenue d'eau R
délimitée
par une digue D. Un arbre 3 solidaire de la roue 2 est couplé à un alternateur
4 qui
délivre un courant alternatif à un réseau non représenté, en fonction de la
rotation
de la roue 2. L'installation I permet donc de convertir l'énergie hydraulique
de
l'écoulement E en énergie électrique.
L'installation I peut comprendre plusieurs turbines 1 alimentées à partir de
la retenue d'eau R.
En variante, l'arbre 3 peut être couplé à un ensemble mécanique, auquel
cas l'installation I convertit l'énergie hydraulique de l'écoulement E en
énergie
mécanique.
Une conduite d'alimentation 5 permet d'amener l'écoulement E à la roue 2
et s'étend entre la retenue d'eau R et une bâche 6 équipée de directrices 61
qui
permettent de réguler l'écoulement E.
Un conduit 8 est prévu en aval de la turbine 1 pour évacuer l'écoulement E
et le renvoyer vers le lit d'une rivière ou d'un fleuve à partir de laquelle
ou duquel
est formée la retenue R.
Une unité de commande 10 est prévue pour piloter la turbine 1 en fonction,
notamment, des besoins en électricité du réseau alimenté à partir de
l'alternateur
4. L'unité 10 est capable de définir plusieurs points de fonctionnement de
l'installation I et d'adresser, respectivement à l'alternateur 4 et aux
directrices 61,
des signaux de commande S1 et S2.
Un dispositif 200 est immergé dans la retenue d'eau R pour imposer à l'eau
se dirigeant vers l'embouchure 51 de la conduite 5 un mouvement ascendant. On
note Eo l'écoulement d'eau dans la retenue d'eau R, en direction de
l'embouchure
51. Cet écoulement a lieu globalement en direction de la digue D.
Le dispositif 200 comprend un premier panneau 202 qui s'étend sur
sensiblement toute la largeur de la retenue d'eau R, c'est-à-dire la dimension
de
cette retenue d'eau parallèle à la digue D. Le dispositif 200 comprend
également
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un deuxième panneau 204 sensiblement parallèle au premier panneau 202 et qui
s'étend également sur sensiblement toute la largeur de la retenue d'eau R.
Par rapport au sens d'écoulement de l'eau dans la retenue d'eau R, le
panneau 202 est en amont du panneau 204.
Dans le cas d'une retenue d'eau R de grande largeur, les panneaux 202 et
204 peuvent s'étendre sur une partie seulement de la largeur de la retenue
d'eau,
pour autant que toute l'eau destinée à pénétrer dans la conduite 5 transite
entre
ces panneaux. Pour ce faire, des cloisons perpendiculaires à la digue D
peuvent
être prévues afin d'isoler l'embouchure 51 d'une partie de la retenue d'eau R.
Le panneau 202 est supporté par des pieds 206 qui sont régulièrement
espacés, sur la longueur du panneau, de telle sorte que le bord inférieur 208
du
panneau 202 s'étend à une hauteur Hl non nulle par rapport au fond F de la
retenue d'eau R. Les hauteurs des pieds 206 et du panneau 202 sont choisies
telles que celui-ci dépasse de la surface SE de l'eau dans la retenue d'eau R.
Le panneau 204 repose, quant à lui, sur le fond F et son bord supérieur 210
est immergé dans la retenue d'eau R, à une profondeur Pl qui dépend du niveau
de l'eau dans la retenue R.
Des tiges de contreventement 212 sont installées entre les panneaux 202
et 204, ce qui confère une bonne stabilité au dispositif 200.
On note V200 le volume défini entre les panneaux 202 et 204.
Comme le panneau 204 est en appui sur le fond F de la retenue d'eau R,
l'écoulement Eo qui se dirige vers l'embouchure 51 de la conduite 5 doit
nécessairement passer au dessus du bord supérieur 210 du panneau 204. Pour
ce faire, l'écoulement Eo doit avoir un mouvement ascendant dans le volume
V200.
Comme le panneau 202 dépasse de la surface SE, l'écoulement Eo doit
nécessairement passer sous ce panneau et pénétrer dans le volume V200 où il a
nécessairement le mouvement ascendant précité.
L'écoulement Eo pénètre entre les panneaux 202 et 204 en passant à
travers un premier passage 214 défini, en hauteur, entre le bord 208 et le
fond F
et, en largeur, entre deux au moins des pieds 206. A partir du passage 214,
l'écoulement Eo a un mouvement ascendant, à l'intérieur du volume V200,
jusqu'à
se déverser vers la partie aval de la retenue R, entre le panneau 204 et la
digue
D, pour s'engager dans la conduite 5. Ce déversement de l'écoulement Eo a lieu
à
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travers un passage 216 défini entre le bord supérieur 210 du panneau 204 et la
surface SE.
Ce mouvement ascendant de l'écoulement Eo, dans le volume V200 et vers
le passage 216, est obtenu sans mise en oeuvre d'une pompe ou d'un autre
matériel de mise en mouvement de l'eau. Il résulte de l'écoulement naturel de
l'eau dans la retenue (R).
Du fait du mouvement ascendant de l'écoulement Eo dans le volume V200,
l'eau constituant cet écoulement est soumise à une pression décroissante. En
effet, la pression d'eau est importante au voisinage du fond F, alors qu'elle
diminue sensiblement au voisinage de la surface SE, puisque cette pression est
proportionnelle à la profondeur de l'eau. Ainsi, le mouvement ascendant de
l'écoulement Eo dans le volume V200 a pour effet de diminuer la pression à
laquelle
est soumis l'écoulement Eo, au point que des bulles B de méthane ou d'autres
gaz
se forment dans l'écoulement Eo, à proximité de la surface SE. En d'autres
termes,
le fait d'imposer à l'écoulement Eo un mouvement vertical ascendant, dans le
volume V200, avant de pénétrer dans l'embouchure 51 de la conduite 5 a pour
effet
de libérer, par ébullition, le méthane et les autres gaz présents dans cet
écoulement.
Des moyens de collecte et de récupération des bulles de méthane ainsi
libérées sont prévus sous la forme d'un radeau 400 flottant sur la surface SE
et
immobilisé au-dessus du volume V200 et du panneau 204. Ce radeau 400
comprend un boudin 402 assurant sa flottaison, ainsi qu'une coiffe 404 de
forme
concave, dont la concavité est tournée vers la surface SE. Ainsi, des bulles B
de
méthane et/ou d'autres gaz qui parviennent à la surface de la retenue d'eau R,
à
l'intérieur du boudin 402, peuvent être récupérées par une chambre de collecte
412 formée par la coiffe 404.
La coiffe 404 est reliée par un conduit souple 406 à une cuve 420
supportée par la digue D et dans laquelle sont stockés les gaz récupérés dans
la
chambre 412. La cuve 420 peut être amovible, afin d'être remplacée lorsqu'elle
est pleine.
En pratique, l'écoulement Eo peut comprendre plusieurs gaz et des bulles B
peuvent être des mélanges de gaz différents, ces différents gaz étant
collectés par
le radeau 400 et acheminé à la cuve 420.
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Les panneaux 202 et 204 peuvent être réalisés en métal, en béton ou en
matériau composite ou synthétique. Ils sont immobilisés à l'intérieur de la
retenue
d'eau R par des moyens non représentés tels que, par exemple, des plots
d'ancrage et/ou des jambes de forces prenant appui sur la digue D.
Le conduit 8 comprend une partie amont 81 sensiblement verticale,
tronconique et centrée sur l'axe de rotation X2 de la roue 2. Le conduit 8
comprend
également une partie aval 82 centrée sur un axe X82 sensiblement horizontal.
Au
sens de la présente demande, l'axe X82 est sensiblement horizontal en ce sens
qu'il forme avec un plan horizontal un angle inférieur à 20 . En pratique,
l'axe X82
peut être légèrement ascendant dans le sens de l'écoulement E. Un coude 83, à
90 , relie les parties 81 et 82 du conduit 8. La va leur de l'angle formé par
le coude
83 peut être inférieure à 90 . On note V 8 le volume interne du conduit 8.
Une chambre 12 est ménagée au-dessus de la partie 82 du conduit 8 et
communique avec le volume V8 au moyen de plusieurs ouvertures 14 pratiquées
dans la paroi 16 du conduit 8, en partie supérieure de cette paroi. Les
ouvertures
14 sont réparties sur la longueur de la partie 82, le long de l'axe X82.
Ainsi, lorsque des bulles B de méthane se forment dans l'écoulement E, en
sortie de la turbine 1, du fait de l'abaissement de la pression de cet
écoulement E
résultant du passage de l'écoulement à travers la roue 2, ces bulles migrent
vers
la partie supérieure S8 du volume V8 dans sa partie aval 82 et traversent les
ouvertures 14, comme représenté par les flèches F, aux figures 2 et 3, de
telle
sorte que la chambre 12 collecte une partie du gaz présent dans l'écoulement
E.
La chambre 12 permet donc de récupérer une partie substantielle du
méthane libéré par l'écoulement E, évitant ainsi que ce méthane ne se propage
vers l'atmosphère.
La chambre 12 est reliée par un tuyau 18 à une cuve 20 dans laquelle peut
être accumulé le méthane. Un robinet 22 permet de contrôler la circulation du
méthane de la chambre 12 vers la cuve 20. L'unité 10 commande le robinet 22
par
un signal S3.
En pratique, la chambre 12 permet de collecter les différents gaz qui sont
libérés du fait de la chute de pression de l'écoulement E dans la turbine 1
et,
lorsqu'on mentionne le méthane ci-dessus, ceci concerne également les autres
gaz.
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La cuve 20 peut être amovible, afin d'être remplacée lorsqu'elle est pleine.
A la place d'une cuve 20 de stockage du ou des gaz collectés dans la
chambre 12, on peut prévoir une unité de traitement de ces gaz, afin de les
rendre
moins nocifs par rapport à l'atmosphère ambiante. Cette unité peut comprendre
un
brûleur qui permet de produire des calories.
On note dl la distance, prise parallèlement à l'axe X82, entre l'axe X2 et le
bord amont 121 de la chambre 12. On note d2 la distance, prise parallèlement à
l'axe X82, entre l'axe X2 et le bord aval 122 de la chambre 12. Les bords 121
et
122 forment respectivement le bord amont de l'ouverture 14 la plus amont et le
bord aval de l'ouverture 14 la plus aval. Pour une installation dont la roue 2
a un
diamètre D2 de 5 mètres environ, la distance dl est supérieure à 5 mètres, de
préférence égale à 10 mètres environ, alors que la distance d2 est supérieure
à 10
mètres, de préférence égale à 15 mètres environ. On peut considérer que le
rapport d1/D2 est supérieur à 1, par exemple égal à 2, alors que le rapport
d2/D2
est supérieur à 2, par exemple égal à 3 lorsque dl/D2 vaut 2. Ces valeurs sont
indicatives et peuvent être adaptées à la configuration du conduit 8,
notamment en
cas de réhabilitation d'un barrage existant.
La chambre 12 est délimitée par une coque 24 en acier qui est rapportée
sur la partie supérieure 161 de la paroi 16 et y est raccordée de façon
étanche,
par exemple par soudage. La coque peut être réalisée dans un matériau
différent
de l'acier, notamment en matériau synthétique ou en béton.
La construction relativement simple de l'ensemble formé des pièces 18 à 24
permet d'envisager de modifier des installations existantes afin de récupérer
les
gaz à effet de serre, tel que le méthane. Bien entendu, l'installation peut
également être mise en oeuvre avec des installations neuves.
Selon un mode de réalisation non représenté de l'invention, la chambre 12
peut être remplacée par plusieurs chambres individuelles réparties le long de
la
partie 82 du conduit 8, chacune de ces chambres étant reliées par une ou
plusieurs ouvertures au volume intérieur V8 du conduit 8.
La ou les chambres 12 complètent l'action du dispositif 200 et du radeau
400 pour récupérer les bulles de gaz qui se forment dans l'installation I.
L'usage
de ces chambres 12 n'est toutefois pas obligatoire.
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Dans le second mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 5,
les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des
références identiques.
Dans ce mode de réalisation, le panneau aval 204 est formé d'une partie
5 fixe 2042 immobilisée dans la retenue d'eau R et d'une partie mobile 2044
commandée par un vérin 2046 monté sur la partie fixe 2042. La partie mobile
2044 est susceptible de mouvement verticaux par rapport à la partie fixe,
comme
représenté par la double flèche Fl, ce qui permet d'ajuster la position du
bord
supérieur 210 du panneau 204 par rapport à la surface de l'eau SE, de telle
sorte
10 que le passage de sortie 216 du volume V200 peut conserver une hauteur pré-
établie. En d'autres termes, la profondeur Pl à laquelle se trouve le bord 210
peut
être réglée grâce au vérin 2046.
Ceci permet de tenir compte de la hauteur d'eau dans la retenue R, cette
hauteur pouvant varier en fonction des précipitations. Plus la profondeur Pl
est
faible, plus l'écoulement Eo doit passer près de la surface Eo et plus le
phénomène
de formation des bulles B est accentué. Toutefois, la valeur de Pl est
conservée
supérieure à une valeur minimale, afin de ne pas provoquer de turbulence
pouvant
nuire au rendement de l'installation.
Le panneau amont 202 est fixe et son bord supérieur dépasse de la surface
de l'eau SE. Il définit avec le panneau aval 204 un volume V200 dans lequel un
mouvement ascendant est imposé par le dispositif 200 à un écoulement Eo
destiné à pénétrer dans l'embouchure 51 de la conduite forcée 5, ce qui induit
la
formation de bulles de gaz B, comme dans le premier mode de réalisation.
Le radeau 400 utilisé dans ce mode de réalisation est immobilisé au-dessus
du volume V200 et équipé d'une torchère 418 montée sur sa coiffe 404, ce qui
permet de brûler les gaz, tel que le méthane, qui migrent sous forme de bulles
B
vers la chambre 412 définie par la coiffe 404. Ces gaz sont alors détruits par
combustion et les gaz résultant de cette combustion, essentiellement du C02,
ont
une moindre influence sur l'effet de serre que le méthane.
Selon une variante non représentée de l'invention, le panneau 202 peut
également être prévu au moins en partie mobile verticalement. Par exemple, les
pieds 206 peuvent être télescopiques ou le panneau 202 peut être flottant et
guidé
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verticalement par un cadre fixé sur le fond F. Son bord supérieur dépasse
toutefois toujours au dessus de la surface SE.
Dans les deux modes de réalisation décrits, les moyens non représentés,
tels que des amarres fixées sur le panneau 202, sont prévus pour retenir le
radeau 400 au-dessus du volume 200 et du passage 216.
Selon une variante non représentée de l'invention, des moyens de collecte
des bulles de gaz créées par le mouvement ascendant de l'écoulement Eo dans le
dispositif 200 peuvent être supportées par la partie supérieure du panneau
202,
de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'avoir recours à un radeau.
Dans le troisième mode de réalisation de l'invention représentée à la figure
6, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent les
mêmes références.
D ans ce qui suit, on ne décrit que ce qui distingue ce mode de réalisation
du précédent.
Dans ce mode de réalisation, trois chambres 12, 12' et 12" sont reparties
sur la longueur de la partie aval 82 du conduit 8, le long de l'axe X82. Ces
chambres sont chacune reliée par une ouverture 14, 14', 14" à la partie
supérieure
S8 du volume intérieur V8 du conduit d'évacuation 8 de l'installation, de
telle sorte
qu'elles permettent de collecter les bulles B de méthane ou d'autres gaz à
effet de
serre qui se forment dans ce conduit.
Chaque chambre 12 est délimitée par une coque 24 en acier rapportée, de
façon étanche, sur la partie supérieure 161 de la paroi 16 du conduit 8.
Les différentes chambres sont connectées entre elles par des portions, d'un
conduit 18 qui les relie collectivement à une cuve, telle que la cuve 20 du
premier
mode de réalisation, ou à une unité de traitement des gaz collectés.
Comme dans le premier mode de réalisation, on note dl et d2 les distances
prises parallèlement à l'axe X82 entre l'axe de rotation de la roue de la
turbine et,
respectivement, le bord amont 121 de la chambre 12 et le bord aval 122 de la
chambre 12. Avec les mêmes notations que pour le premier mode de réalisation,
le rapport dl/D2 est supérieur à 1 alors que le rapport d2/D2 est supérieur à
2 et à
dl/D2.
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Selon un mode de réalisation non représenté, chacune des chambres 12,
12' ou 12" peut être reliée au volume intérieur V8 du conduit 8 par plusieurs
ouvertures, elles-mêmes reparties selon l'axe X82.
Quel que soit le mode de réalisation considéré, la structure du dispositif 200
et du radeau 400 est relativement simple à mettre en oeuvre, de sorte qu'elle
peut
être utilisée non seulement pour des installations neuves mais également pour
la
réhabilitation d'installations existantes.
L'invention n'est pas limitée aux installations comprenant une turbine
Francis. Elle peut être mise en oeuvre dans toutes les installations
comprenant
une turbine d'un autre type, par exemple une turbine Kaplan ou une turbine
bulbe,
dans lesquelles un ou des gaz dissous dans l'eau peuvent être libérés du fait
du
passage d'un écoulement d'eau forcé à travers la turbine.
D'autres variantes peuvent également être envisagées. Ainsi, la chambre
412 peut être supportée par un radeau flottant, tout en étant immergée dans la
retenue d'eau, ce qui la rend moins sensible au vent et aux vagues que la
chambre de la figure 2. Pour cela, il suffit de placer les flotteurs 402 sur
le dessus
de la coiffe 404. En outre, dans le cas d'une installation à réhabiliter, le
conduit
d'évacuation existant peut être prolongé pour permettre la mise en place de la
chambre de collecte du gaz. En variante, la chambre de collecte de gaz peut
être
formée par un dispositif de type cloche disposé à la sortie du conduit
d'évacuation, par exemple sur un radeau flottant à la surface du cours d'eau,
en
aval de l'installation, ou accroché à l'extrémité aval du conduit
d'évacuation.
Les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et
variantes envisagés peuvent être combinées entre elles dans le cadre de
l'invention.
