La Bathie: simultaneous power increase and river safety improvement

La Bathie : augmentation de la puissance installée et amélioration de la sûreté en rivière

¹ EDF DPIH, 1 Place Pleyel, 93282 Saint-Denis, France -
j-c.galland@edf.fr
² EDF CIH, Savoie Technolac, 73373 Le Bourget du Lac, France -
frederique.armand@edf.fr
³ EDF UPA, 37, rue Diderot, 38040 Grenoble, France -
alain.guillot@edf.fr

Abstract

Equipped with six Pelton runners, the La Bathie plant had an initial installed capacity of 500 MW for a 50 m3/s discharge when it was commissioned in 1961; it has been upgraded in 1975 by increasing the discharge to 55 m3/s. To benefit from a change in the French regulation that allows enhancing the installed capacity by 20%, a check of the hydraulic circuit showed that the discharge could go up to 60 m3/s, hence bringing the capacity to 600 MW. The studies conducted to find the best technico-economic compromises concluded that, to do so, the six runners and transformers have to be replaced, and 4 of the 6 stators have to be reconstructed, providing thus a better efficiency. However, as there are recreational activities in the River and as the plant is operated for peaking, there is a public safety issue downstream. So far, the way this problem is tackled is however not fully satisfactory, from both the safety and asset management point of view, and it was decided to build a demodulating basin and a regulation gate. This device is used to temporarily store water and reduce the flow rate released to the river, so as to create an "alert wave" of 16 m3/s during 26 mn in the Isère River. The alert wave was defined according to a risk assessment method elaborated by EDF in the framework of its own public safety management policy. As a result, the project will provide 50 MW of extra power and allow to significantly increase the peaking capacity of the plant.

Résumé

Equipée de six groupes Pelton, la centrale de La Bathie avait une capacité installée initiale de 500 MW pour un débit d'équipement de 50 m3/s lorsqu'elle a été mise en service en 1961 ; sa puissance a été augmentée une première fois en 1975 par sur-ouverture des injecteurs, permettant d'atteindre un débit de 55 m3/s et une puissance de 550 MW. Pour bénéficier d'une évolution de la réglementation française permettant d'augmenter la puissance installée des installations hydroélectriques de 20%, des études furent entreprises qui montrèrent que le circuit hydraulique de La Bathie permettait de porter le débit d'équipement à 60 m3/s sans prendre de disposition particulière. Pour augmenter la puissance installée de l'usine, deux options furent étudiées : l'ajout d'un 7ième groupe Pelton de 50 MW et l'augmentation de 10% de la puissance de chacun des six groupes existants. Les risques induits par le creusement d'une nouvelle galerie dans un espace exigu et à proximité d'une installation en fonctionnement, ainsi que le coût de l'indisponibilité de la centrale nécessaire à la connexion d'un nouveau rameau à la conduite forcée existante ont conduit à retenir la seconde option. Les études ont ensuite permis de déterminer que les turbines (et leur injecteurs et déflecteurs), ainsi que les transformateurs et les 4 stators encore d'origine devaient être remplacés, pour supporter les 50 MW supplémentaires, permettant au passage d'espérer une amélioration du rendement maximum des turbines de plus de 1.5%. Cependant, la pratique d'activités de loisir dans l'Isère à l'aval de la centrale induit un problème de sûreté publique du fait du fonctionnement en pointe de La Bathie. Aujourd'hui, cette difficulté est traitée par deux moyens : d'une part, un arrêté préfectoral interdit de pénétrer dans le lit de l'Isère sur 8 km à l'aval de la centrale et, d'autre part, une consigne d'exploitation impose à la centrale un palier de débit à 20 m3/s pendant une demi heure lors de son démarrage durant la saison de pêche (mars - octobre). Ces deux dispositions s'avèrent non concluantes, tant sur le plan de la sûreté (l'arrêté préfectoral est mal respecté et il subsiste un risque résiduel) que sur celui de la valeur de cet actif (la consigne de démarrage ne permet pas à la centrale de contribuer à la réserve rapide de RTE). Pour surmonter ces deux difficultés, il a été décidé de construire un bassin de démodulation alimenté par un seuil en rive gauche du canal de fuite et une vanne de régulation située à l'aval de ce seuil. Ce dispositif est utilisé pour créer une vague d'alerte à un débit de 16 m3/s pendant 26 mn dans l'Isère. La vague d'alerte a été dimensionnée à partir de la méthode d'analyse de risque développée par EDF dans le cadre de sa politique de gestion de la sûreté en rivière. Au final, le projet permettra d'augmenter la puissance installée à La Bathie de 50 MW, de rentrer la centrale dans la réserve rapide et de concentrer son temps de fonctionnement sur environ 1700 h/a au lieu d'environ 2 000 h/an aujourd'hui, augmentant ainsi sa capacité de contribution à la pointe.