Motrhys garde un œil sur les conduites forcées

Avec l’émergence des énergies renouvelables intermittentes comme le solaire et l’éolien, l’énergie hydro-électrique est de plus en plus utilisée comme énergie d’appoint et comme moyen de stockage. Les centrales de pompage turbinage fournissent 95% des besoins en stockage d’énergie, alors que les barrages, grâce à leur temps de démarrage/arrêt très rapide, permettent d’ajuster les besoins en électricité en temps réel. Ces cycles de fonctionnement soumettent les conduites forcées des centrales et des barrages à des « transitoires de pression » qu’il est nécessaire de surveiller et de prévenir. Chaque année, des incidents dus à des « transitoires hydrauliques » conduisent à des arrêts de production intempestifs. Outre les dangers qu’ils représentent pour l’homme et l’environnement, ceux-ci entraînent la plupart du temps des arrêts d’exploitation qui pénalisent les exploitants.
 

Prévenir tout type d’incident

Le « coup de bélier de masse » se produit lorsqu’une vanne située en bas d’une conduite (avant la machine hydraulique) est fermée de manière défectueuse : l’eau s’écrase alors dans le bas de la canalisation, provoquant une forte surpression susceptible de l’endommager. Cette surpression peut également provoquer un « coup de bélier d’onde » se propageant vers l’amont où peut également se produire une explosion. Inversement, une sous-pression peut survenir au moment de l’ouverture d’une vanne au niveau de la séparation vide / eau, provoquant une rupture de la colonne d’eau. Enfin, la fermeture d’une vanne dans le bas du réseau peut, en présence de microfuites, engendrer des oscillations susceptibles de se propager et de provoquer des explosions délocalisées sans débit.
Aujourd’hui, seul le coup de bélier de masse est anticipé au moyen des capteurs de pression situés en aval de chaque canalisation. Créée fin 2017 par Cornel Ioana, enseignant à Grenoble INP – Ense3 et chercheur au GIPSA-Lab**, Jean-Louis Ballester, ancien ingénieur EDFDTG et Alain Lefebvre, qui se consacre à l’entreprenariat après une carrière dans les télécommunications, Motrhys propose d’identifier et de prédire les risques de phénomènes annexes, à partir de cette seule mesure. Pour cela, elle a développé un logiciel d’analyse du signal mettant en œuvre des méthodes mathématiques jusqu’alors jamais appliquées à l’étude des signaux. « Les capteurs actuels ne surveillent que la pression maximale, explique Alain Lefebvre, président de la start-up. Or, en analysant l’ensemble du signal transitoire grâce à une méthode d’analyse en diagramme de phase déposée à l’Agence de Protection des Programmes (APP), on parvient à déterminer des paramètres physiques tels que la pression ou le profil de vitesse d’écoulement, et à en déduire des informations précises sur le risque d’apparition d’un défaut et sa propagation. »

Mis au point grâce aux travaux menés par Cornel Ioana au GIPSA-Lab, le logiciel HydroSurge analyse les risques de turbulences dues aux coups de béliers, à la cavitation ou à la résonance, avec une précision jamais atteinte. « Non seulement l’outil est capable de détecter et d’identifier le risque en temps réel, mais aussi de dire où il se situe, comment il va évoluer et s’il est susceptible de se propager. » Des rapports sont générés et envoyés à l’opérateur qui peut prendre les mesures de sécurité appropriées.
Très facile à déployer (puisque les capteurs sont déjà en place), cet outil s’adresse dans un premier temps aux fournisseurs d’hydroélectricité. Par la suite, la start-up devrait l’adapter à la détection et la localisation de fuites dans les conduites de distribution d’eau potable, dont 25% sont perdus actuellement en raison de fuites non diagnostiquées.