Axe 05
Hydrologie physique et petite hydraulique
Régimes de crue et d'étiage sous variabilité climatique, mécanique des fluides des turbines basse chute.
Contexte
Le potentiel de petite hydroélectricité des bassins équatoriaux est largement inexploité, et l'obstacle n'est pas d'abord financier : il est informationnel. La plupart des sites intéressants sont non jaugés, et l'incertitude sur le productible suffit à écarter les financements.
S'y ajoute une question physique de fond : les séries hydrologiques disponibles sont courtes et la variabilité climatique rend l'hypothèse de stationnarité, sur laquelle repose tout le dimensionnement classique, difficile à défendre.
Questions ouvertes
Ce que la littérature ne tranche pas
Les distributions de valeurs extrêmes stationnaires restent-elles valides pour les crues et les étiages des bassins équatoriaux, ou faut-il des modèles explicitement non stationnaires ?
Quelle est la structure statistique de l'intermittence des débits (mémoire longue, invariance d'échelle) sur des bassins équatoriaux à double saison des pluies ?
Mécanique des fluides des turbines basse chute : où se situent les pertes par décollement et par cavitation dans les roues fonctionnant à faible nombre de Reynolds et dans les turbines à vis ?
Quelle physique gouverne l'érosion des aubes par une charge solide élevée, typique des cours d'eau tropicaux en saison des pluies, et comment la modéliser ?
Quelle information hydrologique minimale (durée, fréquence, type de mesure) suffit à borner l'incertitude de production d'un site non jaugé ?
Faisabilité
L'essentiel du travail est modélisation et instrumentation légère : capteurs de pression autonomes, jaugeages ponctuels, simulation numérique sur le cluster.
Méthodes et moyens
- Instrumentation de bassins par capteurs de pression et jaugeages de contrôle
- Statistique des valeurs extrêmes non stationnaire et analyse multifractale des débits
- Régionalisation hydrologique pour sites non jaugés
- Simulation numérique des écoulements en turbine et validation sur banc réduit
- Quantification d'incertitude sur le productible
Débouché visé
Une méthode d'évaluation du productible en site non jaugé et un modèle de dimensionnement de turbines basse chute, directement utilisables par les opérateurs de réseau et les promoteurs de mini-centrales.
Chaîne de production simulée
Ferme de mini-centrales au fil de l'eauDe l'hydrologie d'un bassin non jaugé au pré-dimensionnement d'une turbine fabricable en série.Axes liés
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