Calcul hauteur seuil pour moulin hydraulique

[Linwan]

Bonjour,

Je suis étudiante et je travaille sur un projet de remise en marche d'un petit moulin hydraulique. Tous les accessoires du moulin sont en très mauvais état et il me faut les restaurer pour que l'eau puisse à nouveau passer dans le bief.
Le seuil du moulin est aujourd'hui totalement détruit, il ne reste que la cascade qui est en bon état. Il faut que je calcule la hauteur du seuil à reconstruire (c'est un seuil de dérivation latérale) qui permettra de dévier l'eau de la rivière dans le bief. Je connais le débit dans la rivière (module=200litres/s), la profondeur de l'eau au niveau du seuil (20cm) et au niveau de la vanne (10 cm au niveau de l'entrée dans le bief), la largeur de la rivière (3m), la largeur du bief(1m30), la pente du terrain (légèrement pentu).
J'ai vu qu'il existait plusieurs types de seuils (rectangulaire, en V...). Comment choisir quel type de seuil utiliser ?
Existe-t-il une formule permettant de résoudre mon problème ? Sachant que le débit réservé à laisser dans le tronçon naturel est de module/20 quel que soit la situation hydrologique.

Je mets une photo de ce moulin actuellement.

Merci pour votre aide!
-----

[invite07941352]

Bonjour et bienvenue ,
Travail passionnant dont j'ai toujours rêvé !
Mais c'est quoi comme type de roue ??? Il me semble qu'il faudrait partir de la roue pour connaître le débit dont vous avez besoin ?
Connaissez vous ce site ? http://toulois54.skyrock.com/1.html

[Linwan]

Bonjour,

Merci pour ce site que je ne connaissais pas!
Ce moulin possède deux types de roues à aube : une horizontale en acier typique des moulins pyrénéens et une autre verticale plus commune au reste de la France (mais qui est presque disparue car elle était en bois).
Je pensais voir le problème dans l'autre sens : calculer le débit légal que l'on peut dériver dans le bief (1/10 du module du débit de la rivière) et puis à partir du débit légal voir si, déjà dans un premier temps, l'eau sera suffisante pour vraiment prendre possession du bief (que l'eau sera en quantité suffisante pour ne pas s'évaporer entièrement) et enfin voir si la quantité d'eau sera suffisante pour refaire tourner les roues.
Je me pose donc plusieurs questions :
-comment savoir si l'eau sera en quantité suffisante
-comment dériver l'eau dans le bief (quel type de seuil, quelle hauteur...)

C'est très intéressant mais je n'ai aucune idée de comment m'y prendre

[Redzaghi]

Salut Linwan,

Pourrais tu précisé certain points de ton projet ?

Lorsque tu parle du seuil, tu parle bien de l'ouvrage qui barre le cours d'eau naturel afin de rehausser la ligne d'eau à l'amont ? Si oui alors comment se fait il que tu connaisses déjà la hauteur d'eau au droit de ce seuil alors que celui-ci est détruit (or la hauteur d'eau va dépendre de la hauteur du seuil et du débit passant par dessus) ? Et quel est l'élément que tu appelle la cascade ?

Selon moi je pense que tu devrais :
• Identifier les besoins des tes roues (en terme de débit et/ou de charge en fonction de leur disposition),
• Une fois que cela est fait, en étudiant la géométrie du bief de dérivation cela devrait te donner la condition à avoir à l'extrémité amont de ce bief (du genre : pour avoir un débit Qder dans le bief il faut une hauteur H d'eau dans la section d'entrée amont du bief),
• Tu connais alors le débit à dériver ( Qder ) et la hauteur d'eau à imposer (H). Tu peux alors dimensionner ton seuil mince en rivière qui doit lui, faire passer le reste du débit de la rivière ( Qrestant = Qtot - Qder) en sachant que le niveau d'eau est H,

Pour le choix du type de seuil cela va dépendre de la loi cote/débit que tu veux finalement avoir et certainement aussi de la faisabilité d'un tel seuil sur site. Les seuils en V sont surtout utiles pour mesurer des débits et pour réguler la hauteur d'eau. Toutefois étant donné la tête de ta rivière ici le plus simple est d'installer un seuil classique (mince ou rectangulaire) en béton et/ou maçonnerie/enrochements.

Le dimensionnement du seuil une fois que tu as tes conditions imposés devrait être est plutôt simple. Le problème va surtout résider dans l'évaluation des besoins de tes roues et surtout dans le calcul de la condition nécessaire afin d'obtenir ce débit dans el bief de dérivation.

Par ailleurs je ne pense pas que tu ais besoin de te préoccuper de l'évaporation : en imaginant une évaporation de 1400 mm (/an/m² de surface d'eau) (type Maghreb), il faudrait un plan d'eau de 22 525 m² pour évaporer 1 litre par seconde (soit 0,5 % du débit de ta rivière). Tu n'auras ni cette surface de plan d'eau (à priori au vu des photos), ni cette évaporation (à priori on peut espérer moins d'évaporation ds les Pyrénées qu'au Maghreb) et ton débit sera sans doute supérieur.

Un autre problème à prendre en compte c'est les phases de crue de ta rivière, si le seuil est trop imposant cela va provoquer des débordements lorsqu'on aura les débits de pointe.

En espérant t'avoir apporté quelques éclaircissements,

Redzaghi

[A voir en vidéo sur Futura]

[Linwan]

Bonjour Redzaghi,

Merci beaucoup pour toutes ces informations, je commence à voir plus en détail comme "raisonner" sur ce type de projet !

En fait, les hauteurs d'eau que j'ai données précédemment correspondent aux hauteurs d'eau actuelles (que j'ai mesuré en allant sur le terrain). Elles ne sont pas le résultat d'un calcul donnant la hauteur d'eau au droit de ce seuil.
En ce qui concerne l'élément que j'appelle "cascade", c'est la petite chute d'eau qui se situe au même niveau que l'entrée du bief (entrée où il y avait une vanne). J'ai lu sur internet, que ces chutes d'eaux étaient des "seuils", que cela retenait l'eau... Mais dans mon cas, on dirait juste une petite cascade qui ne retient absolument pas l'eau... C'est pour ça qu'il faudrait rajoutait un seuil pour bloquer l'eau et la faire dériver vers le bief ?

Je comprends qu'il est logique de commencer par déterminer le débit nécessaire pour faire tourner les roues. Mais je n'ai aucune idée de comment m'y prendre pour faire ces calculs.
J'aimerais déjà calculer le débit maximum pouvant circuler dans le bief (et donc la hauteur du seuil à construire). En effet, j'aimerais ouvrir ce moulin surtout en été (pour les touristes). L'été étant la période d'étiage, je voudrais savoir si l'eau sera en quantité suffisante. En effet, refaire fonctionner les roues n'est pas une priorité (cela serait dans l'idéal). Je voudrais mettre une "fausse" roue si le débit n'est pas suffisant. Il faudrait peut-être mettre une source d'eau artificielle si l'eau n'est pas en assez grande quantité... En fait, je voudrais mettre une vitre transparente au sol du moulin pour que les touristes puissent voir la roue tourner depuis l'intérieur du moulin (même si la roue ne permet pas de moudre).

J'espère que mes explications sont assez claires...

Merci !

Linwan

[invite07941352]

re,
Remettez votre bief en état .
Vous avez droit à 20 L/s , Quelle est la section moyenne cotée de votre bief , il semble en U .