LA CHUTE

L'énergie fournie par une turbine dépend de la puissance de la chute qui l'actionne. Or cette puissance est elle-même conditionnée par deux éléments très différents : le débit de l'eau et la hauteur de chute. Elle est égale au produit du débit par la hauteur. On peut donc obtenir une même puissance par deux installations différentes : ou bien une chute de faible hauteur et de gros débit, ou bien une chute de grande hauteur et de faible débit. La première de ces installations se trouve réalisée dans les usines de plaine ; la seconde dans les usines de montagne. Nous décrirons successivement ces deux types d'usines.

L'usine hydroélectrique de montagne se compose essentiellement de trois parties (Fig. 1) : la prise d'eau, le canal d'amenée, la chute au-dessus des turbines. La

prise d'eau est assurée par un barrage fixe en maçonnerie et par un barrage mobile muni de vannes destinées à maintenir les eaux au niveau nécessaire. La masse des eaux accumulées en amont du barrage se divise en deux parts. L'une, non utilisée, s'écoule par les vannes mobiles plus ou moins ouvertes et retourne dans le lit de la rivière. L'autre, détournée latéralement par une digue percée d'ouvertures appelée bajoyer, s'engouffre dans le canal de prise ou canal d'amenée. C'est un conduit établi à flanc de montagne, quelquefois à ciel ouvert, plus souvent enfoui dans un souterrain qui le préserve de la gelée et des éboulis. La longueur du canal d'amenée peut être considérable. Elle dépend naturellement de la pente de la vallée et du parcours qu'il faut réaliser pour obtenir une chute suffisante. Elle atteint 7 kilomètres à Auzat, sur le Vicdessos; 10 kilomètres à Arreau, sur la Neste (Pyrénées).

A l'extrémité du canal d'amenée est installée la chute proprement dite. Elle est enfermée dans les conduites forcées où l'eau est introduite par l'intermédiaire de bassins de décantation et de chambres de mise en charge. Les conduites forcées, simples, doubles ou multiples, sont d'énormes tuyaux en tôle d'acier, quelquefois en ciment armé, très solidement construits et capables de résister à des pressions énormes*. Leur longueur est déterminée par la hauteur de chute qui, en montagne, peut être considérable. La chute d'Orlu, dans les Pyrénées ariégeoises, atteint 936 mètres ; celle du Bâton, dans les Alpes du Dauphiné, en a 1040. La plus haute chute du monde est actuellement la chute de Fully, dans le Valais, en Suisse : elle a 1635 mètres *.

1. La pression, dans certaines conduites, peut atteindre et dépasser 100 kilogrammes par centimètre carré.

2. Ces chiffres représentent les différences de niveau comptées verticalement.

Les conduites forcées aboutissent elles-mêmes, soit à un tuyau collecteur horizontal qui répartit l'eau entre les turbines, soit directement â chaque turbine. L'eau est alors libérée et restituée par le canal de fuite à la rivière, toute prête à être reprise, dirigée vers de nouvelles chutes et soumise à de nouveaux travaux. Dans ce cas, deux ou plusieurs usines sont disposées en escalier sur le même torrent, ce qui est de plus en plus fréquent dans les pays de montagne.

Les usines de basse chute ou de plaine sont, pour la plupart, de création plus récente que les usines de montagne, pour la raison fort simple qu'elles sont d'installation plus coûteuse. Elles peuvent se composer dés mêmes éléments. Dans ce cas, le canal d'amenée est à ciel ouvert et très long. Le canal de Jonage, alimenté par le Rhône en amont de Lyon, a 19 kilomètres de longueur. Ce genre de canaux a le grave défaut d'être très coûteux. Aussi sont-ils disposés parfois pour servir de voies navigables en même temps que de conduites vers les turbines. Mais ce n'est pas toujours possible et alors l'opération devient tellement onéreuse qu'il faut chercher un autre dispositif. Dans la plupart des usines de basse chute, on supprime le canal d'amenée et les conduites forcées. L'installation productrice de force se compose simplement d'un barrage de hauteur variable (2 à 15 m.) derrière lequel les eaux s'accumulent. L'usine est placée sur le barrage même, ou à côté (fîg. 12). Telle est la double usine d'Augst-Wyhlen, sur le Rhin, en amont de Râle, dont la chute est de 3 m. 50 en hautes eaux, de 8 m. 20 en basses eaux, ou encore l'usine de Tuilière sur la Dordogne (12 m. de hauteur de chute en basses eaux). Les barrages de plaine sont de types très différents. On en construit en maçonnerie, en béton armé, en terre, en acier. La plupart sont percés d'ouvertures munies de vannes que l'on ouvre

DE l'é^brgib 17

dans les périodes de crues. Un grand nombre sont pourvus d'écluses à bateaux et, dans certains pays, d'échelles à poissons.

Outre les usines de montagne et les usines de plaine, il existe un troisième type d'installations, que l'on pourrait appeler usines de plateaux. Ce sont les établissements que l'on construit sur les rivières encaissées des plateaux. Ces rivières ressemblent aux cours d'eau de montagne par les vallées qu'elles empruntent, étroites et profondes ; aux cours d'eau de plaine par leur pente, qui est médiocre. L'installation se compose d'un barrage élevé de 40, fiO, 80 mètres ou davantage, solidement enraciné sur les bords et dans le fond de la gorge, et de l'usine construite au pied même du barrage d'où elle reçoit la chute d'eau par des conduites. L'avantage de ce dispositif, c'est qu'il permet l'accumulation de grandes masses et assure ainsi la régularité du débit, grave problème dont il sera question plus loin. C'est à ce type d'usines qu'appartient rétablissement de Rocliebut, sur le Cher, et la plupart de ceux qui se construisent actuellement ou se préparent dans le Massif Central français. Beaucoup d'usines canadiennes, suédoises et espagnoles se rattachent à cette catégorie de sites.

De la hauteur de chute et du débit dépend la puissance de l'usine. Eget (fig. 8), dans les Pyrénées, usine de montagne, avec un débit de 'iSOO litres et une chute de 715 mètres, donne 35000 HP. Tuilière, sur dogne, usine de plaine, avec 165 mètres i 12 mètres de chute, donne 24000 HP. Ce so types d'usines très caractérisés. Mais, entre le de plaine de gros débit et de faible hauteur, \t de montagne de faible débit et de grande ha chute, il y a un nombre infini de combinaisons diaires. "Tel modeste ruisseau débitant quelqui Cavmllès. — Houille blanche.

1 seconde et tomb;iiit de 4 ou 5 mètres de haut une roue de moulin et une dynamo de quelques pour éclairer un village ou animer une laiterie. ine norvégienne ou canadienne dispose à la le hauteur de chute considérable et d'un lébit. A Ujukan II, 50 mètres cubes tombant ileurde272 mètres, fournissent 145000 HP.

s usines du Niagara, Queenston, la dernière e, a 80 mètres de chute et un débit de 453 mè- :s'. Sa puissance est de 300000 HP.

ue soit le type de l'usine, plaine ou montagne, que soit sa puissance, l'organe principal, le c'est la turbine. Nous n'entreprendrons pas de ;e puissant moteur hydraulique. Disons seuleentre les nombreux types de turbines, les plus nent utilisées par l'industrie hydroélectrique iirbine centripète (genre Francis), adoptée pour s et les moyennes chutes, et la turbine tangenae Pellon), très robuste et d'un entretien facile, pour les moyennes et les grandes hauteurs di; es turbines sont de plus en plus puissantes. On mit couramment aujourd'hui qui sont capables ir 10000, 15 000, 20 000 HP. et au delà.