Une nouvelle norme internationale pour garantir la fiabilité des turbines hydroélectriques

Les Québécois bénéficient d'une électricité plus fiable et plus économique grâce à la recherche utilisant les neutrons. Aujourd'hui, Hydro-Québec dirige une initiative de la Commission électrotechnique internationale visant à élaborer une nouvelle norme internationale qui assurera la fiabilité à long terme et préviendra les pertes dues aux défaillances des turbines hydroélectriques.

Les roues de turbines des centrales hydroélectriques peuvent coûter jusqu'à 10 millions de dollars chacune, et les défaillances soudaines pendant les pics de demande d'électricité peuvent entraîner des pertes catastrophiques, s'élevant à des dizaines de millions de dollars. Il est donc primordial de garantir la fiabilité de ces composants critiques, qui doivent être conçus pour durer 70 ans ou plus.

Cependant, la demande croissante d'énergie propre pousse les centrales hydroélectriques à augmenter leur production d'électricité. Cela a stimulé la recherche et l'innovation visant à améliorer les performances des patins de turbine. Compte tenu de l'importance des enjeux, il est essentiel que ces progrès ne compromettent pas la fiabilité.

Les faisceaux de neutrons ont aidé Hydro-Québec à améliorer la durée de vie des patins de turbine et à éviter les pertes dues à des défaillances inattendues.

Pour garantir la fiabilité des patins de turbine, l'industrie a besoin d'une norme internationale pour leur conception et pour prendre des décisions quant à leur aptitude au service lors des inspections. Hydro-Québec collabore avec de grands fournisseurs internationaux, d'autres grandes entreprises de services publics et des universités pour établir une norme fondée sur une connaissance scientifique approfondie des propriétés du matériau.

Certains aspects de la norme dépendent des mesures de contraintes résiduelles recueillies au moyen de faisceaux de neutrons et d'autres méthodes. Ces sections établissent les limites des contraintes résiduelles acceptables dans les patins des turbines. Ces valeurs de contrainte seront utilisées au cours de la phase de conception du patin pour s'assurer que tout dommage structurel susceptible de s'accumuler au fil du temps reste dans des limites acceptables.

L'Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ), la division de recherche d'Hydro-Québec, a obtenu des données essentielles sur les contraintes à l'ancien Centre canadien de faisceaux de neutrons afin d'améliorer la compréhension par l'industrie des propriétés matérielles du patin qui déterminent sa fiabilité, comme nous l'avons déjà signalé. Ces données ont été utilisées pendant une décennie pour calculer la durée de vie en fatigue et ont aidé l'industrie à comprendre l'importance des processus de fabrication sur la fiabilité des turbines.

La norme proposée, ainsi que l'amélioration de la fiabilité des centrales hydroélectriques dans le monde entier qui en résultera, met en évidence l'impact continu de la recherche utilisant des faisceaux de neutrons.

La norme proposée devrait être finalisée cette année et publiée par la Commission électrotechnique internationale sous le nom de CEI 63230 en 2025.

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