Comité Français des Barrages et Réservoirs

doi_cfbr_shf_colloque2017_b07

Étude sur modèle réduit de la chambre de mise en charge de l’aménagement hydroélectrique des chutes de Rusumo (Rwanda/Tanzanie)


Sébastien DERRIEN, Thierry VINCENT (ARTELIA Eau et Environnement)

Éditeurs :

  • Société Hydrotechnique de France - SHF - ISBN : 979-10-93567-16-7
  • Comité Français des Barrages et Réservoirs - CFBR - ISBN 979-10-96371-04-4

Colloque "Hydraulique des barrages et des digues" - 29 et 30 novembre 2017 - Chambéry, France
Année d’édition 2017

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Title : Physical model study of the inlet chamber of Rusumo Falls hydropower project (Rwanda/Tanzania)

Résumé
L’aménagement hydroélectrique des chutes de Rusumo est composé d’un barrage de dérivation équipé de vannes segments, d’un ouvrage de prise d’eau, d’un tunnel d’amenée à surface libre, d’une chambre de mise en charge desservant 3 conduites forcées, et d’une centrale située quelques centaines de mètres en aval des chutes. La chambre de mise en charge doit garantir une transition hydraulique satisfaisante entre le tunnel d’amenée et les conduites forcées. Dans le cadre de la conception de l’aménagement, ARTELIA a réalisé un modèle physique de la chambre de mise en charge pour les différentes conditions hydrauliques rencontrées. La géométrie de l’ouvrage (élargissement progressif entre la fin du tunnel et l’entonnement des conduites forcées) conduit à la formation de vortex intermittents mais puissants (type 1 à 5 selon la classification AIRH) avec entraînement de bulles d’air dans les conduites. Les essais itératifs réalisés sur le modèle physique ont permis de mettre au point deux solutions présentant chacune des résultats très satisfaisants. La première consiste en la réalisation d’une dalle inclinée à 35° par rapport à l’horizontale, positionnée au-dessus de l’entonnement des conduites (guidage des écoulements vers les conduites). La seconde solution consiste en la mise en place de deux poutres perforées affleurantes à la surface de l’eau et positionnées en travers de la chambre de mise en charge, au droit de l’axe principal de formation des vortex. Légèrement plus efficace que la première et également moins coûteuse, cette solution a été retenue pour la réalisation des travaux.

Abstract
The Rusumo Falls hydropower project consists of a diversion dam equipped with radial gates, a water intake structure, a free surface diversion tunnel, an inlet chamber feeding 3 penstocks, and a power station located a few hundred meters downstream of the falls. The inlet chamber must guarantee a satisfactory hydraulic transition between the diversion tunnel and the penstocks. As part of the design process, ARTELIA carried out a physical model study of the inlet chamber for the various hydraulic conditions encountered. The geometry of the structure (gradual widening between the end of the tunnel and the penstocks) leads to the formation of intermittent but powerful vortices (type 1 to 5 according to the IAHR classification) with entrainment of air bubbles into the penstocks. The iterative tests carried out on the physical model made it possible to develop two solutions, each of them giving very satisfactory results. The first solution consists in placing a 35° inclined slab above the penstocks (guiding the flows towards the pipes). The second solution consists in placing two perforated beams flush with the water surface and positioned across the inlet chamber, in line with the main vortex formation axis. Slightly more efficient than the first and also less expensive, this solution was chosen for the construction works. Key words : inlet chamber, vortex, scale model, anti-vortex device.

Citation
DERRIEN Sébastien, VINCENT Thierry. Étude sur modèle réduit de la chambre de mise en charge de l’aménagement hydroélectrique des chutes de Rusumo (Rwanda/Tanzanie) . In Colloque "Hydraulique des barrage et des digues". Chambéry : CFBR-SHF - 29,30 novembre 2017. ISBN 979-10-93567-16-7 & 979-10-96371-04-4. p. 469-480. doi : 10.24346/CFBR_shf_colloque2017_b07


Voir aussi : Colloque "Hydraulique des barrages et des digues"

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