La semaine dernière, lors du meeting technique du consortium européen ReVHydro organisé ä Sion, Francesco Lagravinese, doctorant au Hydro Alps Lab, a présenté une avancée majeure pour la compréhension des instabilités en charge partielle. Son travail porte sur un défi de taille : comment détecter et prédire avec précision la « torche » (Rotating Vortex Rope – RVR) sans exploser les coûts de calcul numérique ?
Prédire la « torche » sans saturer les supercalculateurs
Le RVR est ce tourbillon qui apparaît à la sortie de la roue lorsque la turbine fonctionne hors de son point de rendement optimal à charge partielle. S’il est mal maîtrisé, il génère des pulsations de pression sévères qui fatiguent prématurément la structure. Francesco a exposé une stratégie de rationalisation des couts qui change la donne :
- Méthodologie CFD optimisée : au lieu d’utiliser des simulations ultra-coûteuses en temps de calcul, il a prouvé qu’un maillage plus grossier et un pas de temps moins restrictif permettent de détecter de manière fiable les fluctuations de pression liées au RVR.
- Cartographie de la « colline » de rendement : ses travaux ont permis d’isoler précisément la région critique du « RVR max » sur une matrice de 9 points de fonctionnement (combinant différentes ouvertures de directrices et vitesses spécifiques).
- Validation expérimentale : cette approche numérique a été validée par les mesures de pression réelles effectuées en laboratoire par GE Vernova, confirmant que le modèle suit parfaitement le comportement physique observé.
Un tremplin pour l’IAHR 2026
Ces résultats ne sont qu’une première étape. En cartographiant efficacement cette zone critique, Francesco Lagravinese pose les bases nécessaires au développement de systèmes de contrôle pour atténuer le RVR et à la création de Modèles d’Ordre Réduit (ROM). Pour les partenaires du Lab en particulier GE Vernova et l’équipe du Prof. Michel Cervantes de l’université de Luleå (LTU), impliqués dans cette partie du projet, cette avancée offre une voie concrète pour améliorer la flexibilité des turbines existantes tout en simplifiant les phases d’optimisation numérique. Ces travaux seront présentés plus en détail cet automne lors de l’IAHR 2026 à Iguaçu.
