Leica Absolute Tracker AT901 garantit l’efficacité des centrales hydroélectriques

L’entreprise Vorarlberger Illwerke exploite dix centrales hydroélectriques dans la région de Montafon, au Vorarlberg, et produit de l’énergie de pointe et de régulation de haute qualité. Afin de transformer de manière optimale l’énergie hydraulique en électricité, l’entreprise contrôle le degré d’efficacité des turbines. Les données à cet effet sont fournies par un système de laser tracker de Leica Geosystems.

Celui qui emprunte en voiture la SilvrettaHochalpenstraße connaît l’utilité de la ventilation des freins. Cette route montagnarde privée d’une longueur de 25 km se caractérise par une pente de jusqu’à 14 %, de nombreux lacets et permet d’avoir une vue sur le paysage splendide des Alpes. Elle appartient à la Vorarlberger Illwerke AG, une entreprise du plus grand fournisseur d’énergie au Vorarlberg, Illwerke VKW. Cette entreprise fit déjà ériger dans les années 20 des voies de communication pour faciliter la construction de centrales hydroélectriques et de lacs de barrage en haute montagne.

Métrologie pour objets de grande taille

L’énergie hydraulique est un composant essentiel de l’avenir de l’énergie au Vorarlberg. C’est pour cette raison que Vorarlberger Illwerke joue un rôle important. Pendant que de nouvelles centrales sont en phase de planification, l’entreprise cherche également à rendre plus efficaces les installations existantes. Pour atteindre cet objectif, Vorarlberger Illwerke mise sur la métrologie performante de Hexagon Metrology.

Ralf Laufer fait partie d’une équipe de 13 géomètres travaillant au département Engineering Services de l’entreprise Vorarlberger Illwerke sur le site de Schruns. L’une des tâches principales de Laufer est la métrologie industrielle. Son outil de travail est un Leica Absolute Tracker AT901 qui forme, avec le palpeur portatif Leica T-Probe et le scanner laser Leica T-Scan, une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) mobile qui est particulièrement adaptée à la mesure de grands objets. La technologie optique « PowerLock » permet l’utilisation du système par un seul opérateur. Le faisceau laser qui constitue la base de la mesure se déplace automatiquement sans intervention de l’utilisateur, grâce à PowerLock.

Prévention de la perte d’efficacité

Avant la mise en service de nouvelles turbines, la tâche de Ralf Laufer consiste à déterminer la forme exacte du rotor pour des contrôles ultérieurs. Le scanner Leica T-Scan lui permet de numériser tout le rotor afin de s’assurer que sa qualité peut être contrôlée à tout moment de manière précise en cas de révisions prévues. Un rotor typique pour une turbine Pelton comme celui utilisé par la Vorarlberger Illwerke pèse 10 t, a un diamètre de plus de 2 m et dispose de plus de 20 ailettes qui sont en contact avec l’eau à une vitesse élevée pour propulser la turbine. Plus de 25 000 litres d’eau font bouger un rotor de cette taille par seconde. Après quelques années de fonctionnement, un autre scan permettra de savoir comment le rotor s’est déformé et où une perte d’efficacité peut se produire. Notre objectif est de détecter les « détériorations, les usures et de prévenir les défaillances» , déclare Ralf Laufer.

Il numérise également les rotors des turbines qui sont déjà utilisés depuis plusieurs décennies, lorsqu’une révision est prévue dans une centrale. Les résultats de mesure donnent des informations sur tous les rotors du même type. « Si l’un d’entre eux présente des signes visibles d’usure, on peut en déduire avec une probabilité élevée que les autres sont également concernés », explique Ralf Laufer. Par conséquent, la métrologie fournit d’importantes analyses aux constructeurs de machines d’une entreprise d’énergie.

Contrôle des points sensibles 

Une attention particulière est accordée aux points sensibles du rotor, par exemple les ouvertures d’écoulement situées sur le bord extérieur de chaque « auge » où des tourbillonnements réduisant le degré d’efficacité de la turbine et accélérant l’usure peuvent se produire. Même la forme optimale de l’ailette de la turbine est importante. La métrologie apporte des réponses à d’autres questions comme par exemple: toutes les ailettes sont-elles identiques ? L’eau est-elle en contact avec l’ailette ? A quel endroit l’efficacité est-elle optimale ? Les résultats des mesures obtenus à l’aide du Leica Absolute Tracker et du Leica T-Scan facilitent considérablement de tels calculs.

Chaque jour compte

« Lors de la révision des centrales existantes, nous devons veiller à ce que les turbines que nous démontons soient ensuite montées exactement à leur position initiale. Nous créons des réseaux de points de référence, contrôlons si les axes de la machine sont respectés ou si des niveaux de la bride ou des trous correspondent », confie Ralf Laufer. Pour cela, il utilise le Leica T-Probe qui peut palper également les points de mesure difficilement accessibles sans avoir besoin d’un contact visuel direct avec le laser tracker. Cette vérification par le mesurage est indispensable en raison des conditions géographiques. Les turbines et les composants de machine de cette taille qui sont utilisés en haute montagne sont, si nécessaire, transportés par l’entreprise au moyen d’un hélicoptère de transport lourd. Un tel transport est risqué et coûte cher – plus d’un essai ferait exploser les délais et les coûts. C’est pourquoi, selon Ralf Laufer : « chaque jour compte dans la production d’énergie ». Le Leica Absolute Tracker AT901 voyage dans le filet à bagages de l’hélicoptère et prouve alors sa résistance dans des conditions difficiles telles que l’humidité élevée de l’air et des températures proches du point de congélation.

« Le système de laser tracker représente l’instrument idéal pour nos interventions », résume Laufer. « Les opérations de scanning et de palpage alternées sur le même composant fonctionnent parfaitement. Le Leica T-Probe est sans conteste la meilleure solution pour Illwerke. Nous travaillons depuis plusieurs décennies avec les instruments de mesure de Leica Geosystems et nous avons appris à apprécier leur fiabilité. Cela est aussi valable pour la rapidité du service après-vente de Hexagon Metrology Autriche. »