Moulin à eau

[Eurole]

Bonjour.
Non, non.
Une puissance n'est pas égale à une énergie.
Les 42 968 watts calculés par Eurole, donneront, au bout d'une heure 42,968 kw-h.
Une puissance est égale à une énergie divisée par un temps.
Et une énergie (joules ou kwh) est égale à une puissance multipliée par un temps.
Cordialement,

Merci LPFR pour ce rappel que j'ai de la peine à assimiler dans sa simplicité.

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[invitee9bbb37a]

Bonjour tout le monde et merci pour vos réponses !
Je dois avouer que j'ai vraiment du mal à assimiler ses notions d'énergie et de puissance et même en me creusant la tête

Les 42 968 watts calculés par Eurole, donneront, au bout d'une heure 42,968 kw-h.

Eurole a calculé l'énergie potentielle, or le watt est une puissance n'est-ce pas ? C'est cela que je ne comprends pas.
L'énergie potentielle est exprimée en J ou en W.s (source wikipédia).
Excusez moi mais je suis perdu.

Personnellement au niveau du raisonnement, je suis trouve plus logique le résultat d'Eurole car il a converti les W.s de l'énergie potentielle en Kw.h par simple convertion d'unité. Mais il faut avouer qu'au niveau des nombres, les 42kWh semble(nt) bien plus cohérent que les 150 000

Merci d'avance si vous avez le courage de bien vouloir essayé de m'expliquer

[Eurole]

Bonsoir.
Revenons au départ.

Une roue d'une puissance de 42 968 watts produit en une heure 154 684 800 joules.

Ce chiffre paraît énorme en effet, il est possible que la vitesse réelle du courant soit inférieure à celle indiquée.

?

[invite6dffde4c]

Merci d'avance si vous avez le courage de bien vouloir essayé de m'expliquer

Bonjour.
Une ampoule consomme de la puissance. Par exemple 60 w. Chaque seconde il faut une énergie de 60 joules pour l'allumer. Au bout de 1000 secondes elle aura consommé 60 000 joules.
Et c'est ça que l'EDF vous facture: les joules. Simplement elle travaille en kw.h, c'est à dire en morceaux de 1000. 3600 = 3,6 10^6 joules Au bout des 1000 secondes votre ampoule de 60 w aura consommé 60000 / 3,6 10^6 = 0,01666 kw.h.

Quand vous montez de deux étages, votre énergie potentielle augmentera de 70.g.6 (je vous attribue une masse de 70 kg) soit 4120 joules. Si vous montez en 10 secondes vous aurez développé une puissance de 4120/10 = 412 watts pendant les 10 secondes. Si vous êtes un grand sportif, vous pourrez fournir les 400 ou 500 w pendant des heures. Si vous êtes comme moi, au bout de 10 secondes vous serez essoufflé. Nous pouvons fournir une puissance de pointe très grande, c'est à dire une énergie ou un travail donné pendant un temps très court. Par contre, dans la durée on est limité par nos capacités physiques.

Ce que Eurole avait calculé c'était l'énergie cinétique par seconde du ruisseau. C'est à dire, la puissance que l'on pourrait récupérer en freinant l'eau du ruisseau complètement. Ou la puissance que devrait fournir une pompe pour donner un débit comme celui du ruisseau à la vitesse du ruisseau en partant avec de l'eau à l'arrêt.

Un flash électronique dissipe une énergie de 20 joules en 1 millième de seconde. C'est à dire 20 kw pendant ce millième de seconde.

J'espère que ces exemples vous faciliteront la réflexion. Bon courage.
Au revoir.

[invitee9bbb37a]

Tout m'est venu comme une révélation !

Merci vraiment pour cette explication, j'ai enfin clairement compris les termes d'énergie et de puissance !

Mais je viens de remarquer que 40kW est énorme et qu'entre l'énergie potentielle disponible Et l'énergie électrique disponible en sortie, le rendement doit être vraiment faible.

De plus, si j'adopte le barrage, il me faudra une autre sorte de moulin. J'ai trouvé une sorte de turbine "à godets" sur internet nommée roue pelton et qui je pense pourrait être utilisé avec l'énergie potentielle de l'eau. Voir photo ci-joint.

Dernière question, comment calculer la vitesse angulaire d'une telle roue ?

Merci d'avance.

[invitee0b658bd]

Bonsoir,
les turbines Pelton sont adaptées aux trés hautes chutes, dans ton cas une turbine type kaplan serait peut etre plus indiquée ou sa variante , une turbine bulbe
Un moteur de hors bord, debarassé de son moteur pourrait peut etre faire l'affaire.
fred

[invite6dffde4c]

T
Mais je viens de remarquer que 40kW est énorme et qu'entre l'énergie potentielle disponible Et l'énergie électrique disponible en sortie, le rendement doit être vraiment faible.

De plus, si j'adopte le barrage, il me faudra une autre sorte de moulin. J'ai trouvé une sorte de turbine "à godets" sur internet nommée roue pelton et qui je pense pourrait être utilisé avec l'énergie potentielle de l'eau. Voir photo ci-joint.

Dernière question, comment calculer la vitesse angulaire d'une telle roue ?

Merci d'avance.

Bonjour.
Si vous utilisez une roue "au fil de l'eau" qui modifie peu le ruisseau, il est évident que la puissance obtenue doit être très petite comparée à la puissance théorique maximale.
Par exemple, si vous tirez 1/10ème de la puissance totale, vous réduirez la vitesse du ruisseau de 5%, ce qui fera que la section du ruisseau augmentera de 5%. Vous pouvez le faire sans gêner personne. Pour pouvez, peut-être, aller jusqu'à 20% de la puissance max sans inonder vos voisins.

Mais si vous mettez une roue à aubes ou à godets, il faut créer un bief en amont et dévier une partie de l'eau pour la garder en hauteur (ou faire un barrage, ce qui est encore plus cher et discutable du point de vue légal). Pour faire un bief il vous faut assez de dénivelé et ça coûte toujours cher.

La vitesse des roues à aubes ou à godets doit être la plus faible possible. Il faut "déposer" l'eau en bas avec la plus faible énergie cinétique possible.

L'astuce des turbines est de faire sortir l'eau au niveau de l'axe de rotation, ce qui minimise l'énergie cinétique perdue. Mais les turbines c'est pour les "pros". Pas pour les amateurs.
Au revoir.

[Eurole]

Bonjour.

Quelles, sont:

• la longueur en ligne droite du ruisseau qui traverse la propriété ?
• la différence de hauteur entre l'entrée et la sortie du ruisseau ?

.

[invitee9bbb37a]

Bonjour, désolé du retard et surtout merci de vos réponses !

LPFR, je suis d'accord avec toi : se lancer dans des travaux de dénivelés n'est pas à prendre à la légère que ce soit du côté financier que du côté travail. De plus, j'ai lu qu'il fallait une autorisation préfectorale pour cela et qui était en général délivré rien qu'au travaux "d'utilité publique". J'irais me renseigner au près de la préfecture ou de la DDAF par rapport à ceci dès que je pourrais.
Je rajoute que la construction d'un barrage est certes bien plus couteuse qu'une simple roue "au fil de l'eau", mais qu'en est-il de la rentabilité ? C'est un point que je mets en priorité.

Eurole, c'est plutôt difficile d'évaluer les données par rapport à la diffèrence de hauteur. Je pourrais te dire quelques nombres mais ça serait bien trop approximatif. Par contre, la parcelle bordant le ruisseau est d'environ 300 mètres.

Pour ce qui est des turbines à utiliser, je remercie d'abord Verdifre du conseil mais je ne veux pas mettre la charrue avant les bœufs, je ferai donc le choix après avoir des réponses pour mon barrage.

Merci d'avance.

PS : LPFR, je ne risque pas d'inonder mes voisins sachant que le ruisseau s'écoule au fond d'un fosseau d'au moins 5 mètres de profondeur

[Eurole]

... la parcelle bordant le ruisseau est d'environ 300 mètres...le ruisseau s'écoule au fond d'un fosse d'au moins 5 mètres de profondeur

Bonjour.
Voila qui devient intéressant: une chute de 5 m + le dénivelé !
http://fr.wikipedia.org/wiki/Nivellement_(topographie)


La parcelle "borde"-t-elle le ruisseau des deux côtés ?
Si oui un barrage peut être fait d'un bon contreplaqué marin.

.

[invitee9bbb37a]

Merci Eurole pour ta réponse et ton lien.
Pour le déniveler, je tenterai de le calculer ce week-end.

Par contre, désolé pour l'erreur : le fossé fait effectivement au moins 5 mètres de profondeur mais seulement 3 mètres environ sont utilisables.
Des zones de motos trial bordent les 2/3 autres mètres les plus hauts et je connais quelqu'un qui risquerait de ne pas être content si elles étaient submergées.

Quelle est la diffèrence entre du contreplaqué simple et du contreplaqué marine ? Pensez-vous que cela peut résister à une telle pression ?

Merci d'avance.

[Eurole]

Merci Eurole pour ta réponse et ton lien.
Pour le déniveler, je tenterai de le calculer ce week-end.
Par contre, désolé pour l'erreur : le fossé fait effectivement au moins 5 mètres de profondeur mais seulement 3 mètres environ sont utilisables.
Des zones de motos trial bordent les 2/3 autres mètres les plus hauts et je connais quelqu'un qui risquerait de ne pas être content si elles étaient submergées.
Quelle est la diffèrence entre du contreplaqué simple et du contreplaqué marine ? Pensez-vous que cela peut résister à une telle pression ?
Merci d'avance.

Bonjour.
Voici un schéma possible en profil avec un dénivelé supposé de 16 m.
Avec un petit barrage en amont et un tube d'arrosage agricole, la pression à la turbine en aval va correspondre à une hauteur supposée de 14 m.

Le contreplaqué marine est plus cher, mais plus fort et plus durable
(Vu la dimension relativement réduite du barrage, le béton serait peut-être plus économique - ou un simple film de plastique)

.

[invitec1ed965a]

Bonjour,

j'ai parcouru avec intérêt cette discussion et j'aimerai vous exposer mon problème. Je dois réaliser une étude de faisabilité sur un moulin à eau qui sera installé sur la seine, près de Rouen. D'après la personne, aucun moyen de recupérer une chute d'eau entre paris et le Havre autour de la Seine.

Le débit de la Seine : 400 m3/s
vitesse moyenne : 1 - 1.5 m/s

La roue devra donc tourner au fil de l'eau. Cependant, je ne sait pas la hauteur que je dois prendre pour calculer la puissance récupérable si je mets une roue de 8m de diamètre , 2 metres de large et des aubes de 80 cm de haut???

Merci d'avance.

Cordialement

[invite6dffde4c]

Bonjour.
La puissance maximale est obtenue quand la vitesse des aubes est la moitié de la vitesse de l'eau.
Si on prend un Cx égal à 1 (là je ne suis pas sûr), la force sur les aubes sera:
F = ½ ρ S Cx V²
Avec vos données cela faut quelques 400 N. Ce qui donne une puissance de 400 N . 0,7 m/s = 280 W
Tout juste de quoi fouetter un chat (petit).
Au revoir.

[invitec1ed965a]

Tout d'abord, merci pour votre réponse rapide!

Ok pour le calcul. Cela veut dire que si je laisse le moulin récupéré l'énergie cinétique du fleuve au fil de l'eau, en gros, je gagne des broutilles, tout juste bon a allumer 4 lampes de 100W a incandescence , c'est ça? Le but de ce moulin etant de produire de l'électricité, c'est impossible si on ne réalise pas un DeltaH afin de récupérer l'énergie potentielle? ah moiins qu'il ne faille une roue immense?

Qu'en pensez vous?

[invitec1ed965a]

Je viens de me rendre compte de quelque chose :

Si no considère la formule d'une force F

F=rho x Q x V [N]

où
rho : masse volumqieu du fluide [kg/m3]
Q : débit volumique (4m3/s si on considère que la seine en cet endroit est de 100 m de large)
V : vitesse du fluide soit pour puissance max 0.75m/s

sa me donne F= 3000N soit P=F x V = 2250 W = 2.25kW

Est-ce coorect? Et maintenant, est-ce que le projet devient interessant? Sachant qu'il faut prendre en compte tous les rendements (mécanqiue, electriques,...) donc la puissance va baisser.

Merci d'avance

[Eurole]

Bonjour à tous.
Le calcul de LPFR me semble un peu pessimiste.
Avec des aubes de 2 x 0,8 = 1,6 m², je trouve une force de trainée de 800 N à 1 m/s et 1800 N à 1,5 m/s.
???

Ça ne change pas le fond du problème.
Mais il me paraît utile de revenir sur les données de base.

D’abord la mine d’énergie, la Seine.
C’est un fleuve navigable et flottable, réglementé par le code civil et d’innombrables règlements locaux. Il faudrait définir le bief possible, sa largeur, sa profondeur.

Ensuite la roue.
Le diamètre est peu important (son rôle est de créer un couple), c’est la surface de l’aube qui crée la force de traînée.
Malgré une perte relative, plusieurs roues pourraient être installées sur le même bief.

Donc quelles sont la largeur et la profondeur du bief possibles ?

[invitec1ed965a]

Bonjour,

Malheureusement, je ne sait pas exactement ou ce moulin sera implanté. Ainsi, je n'est pas le bief, la profondeur et la largeur disponible.

Cependant, je me demandais si il fallait multiplier l'énergie cinétique récupéré par une aube par le nombre d'aubes ayant récupéré de l'énergie en même temps? Pour être clair, sur la formule :

P=1/2.rho.S.Cx.V^3

correspondant à la puissance récupéré par une aube, faut -il multiplié cette puissance par le nombre d'aubes ayant récupéré cette puissance en même temps (les aubes juxtaposées)?

Cordialement

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je fais une correction à ce que j'ai dit dans mon post #44. Le maximum de puissance n'est pas obtenu pour la vitesse de l'aube égale à la moitié de celle de l'eau mais au tiers de celle de l'eau. Ceci est dû à la dépendance de la trainée au carré de la vitesse et non à la vitesse.
La puissance maximale est de 400 W et non de 280.
Ceci est la puissance calculée en supposant qu'il y a toujours une aube de travers au courant. Le fait d'augmenter le nombre d'aubes a un effet bénéfique car une aube ne reste pas toujours perpendiculaire car elle tourne. Mais le bénéfice n'est pas énorme on ne peut pas multiplier la puissance par deux ou par trois, en multipliant les aubes sur la même roue, car les aubes "se font ombre" les unes aux autres. Je pense que la valeur que donne correspond bien à la réalité.
Au revoir.