Détermination de pompe à eau

[invite30cc6929]

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'un projet personnel encadré, nous aurions besoin de votre aide pour dimensionner une pompe à eau dans le but de produire de l'énergie électrique pour alimenter tout un couloir en lumière.
Pour plus de clarté, voici le problème sous forme de schéma :

Schéma

Malgré différentes recherches sur les pompes, et après obtention de plusieurs formules, nous ne savons pas par où commencer pour dimensionner la pompe à eau.

Entre la charge hydraulique, la hauteur manométrique totale, l'énergie mécanique fournie au fluide, les pertes de charge de conduite notées J.asp et J.refoul sur le schéma...Nous nous y perdons.

Si quelqu'un pouvait éclairer notre lanterne...


Merci à tous d'avance
-----

[LPFR]

Bonjour.
J'ai du mal à comprendre le projet. On utilise de la puissance électrique pour faire fonctionner une pompe à eau, et cette eau va servir pour produire d l'électricité.
Vu comme ça, ce semble un peu "curieux".
Bon. Passons.
Il vous connaître le débit qu'il vous faut fournir. Le multiplier par un facteur de sécurité: 1,5 à 2. Puis, au lieu d'utiliser des formules théoriques inutiles, il vous faut trouver dans le catalogue du fabriquant, la pompe qui est capable de fournir ce débit avec la différence de pression due à la hauteur à laquelle il faut élever l'eau. En faisant attention que souvent les débits sont données "à vide", c'est à dire, pour une différence de pression nulle, et que les hauteurs maximales sont données pour un débit nul. Il faut bien lire la doc.
Les formules théoriques ne sont pas de grande utilité. Il y a trop de paramètres que vous ne connaissez pas.
Au revoir.

[invite30cc6929]

Bonjour,

effectivement, le projet est un peu comme tu l'as expliqué, seulement, nous pensons que l'électricité nécessaire pour la pompe sera négligeable devant celle produite (nous l'espérons sinon cela ne sert à rien ^_^')
Sinon, comment trouver le débit qui nous correspondrait? Nous pensions le retrouver en fonction des hauteurs d'aspirations, de refoulement etc... mais comme tu le dis, on reste dans le théorique avec de belles formules.

Une idée ?

Merci de ta réponse

[LPFR]

effectivement, le projet est un peu comme tu l'as expliqué, seulement, nous pensons que l'électricité nécessaire pour la pompe sera négligeable devant celle produite (nous l'espérons sinon cela ne sert à rien ^_^')

Bonjour.
Au lieu d'allumer le couloir, vous pouvez revendre l'électricité produite à l'EDF. De plus, attendez-vous à recevoir le prix Nobel, pour avoir construit le premier mobile perpétuel de d'histoire et ainsi avoir foutu par terre un des principes fondamentaux de la physique: la conservation de l'énergie.
Est-ce qu'un enseignant a vu vos projets? Dépêchez-vous de les lui montrer.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite37ad095b]

Bonjour,

effectivement, le projet est un peu comme tu l'as expliqué, seulement, nous pensons que l'électricité nécessaire pour la pompe sera négligeable devant celle produite (nous l'espérons sinon cela ne sert à rien ^_^')
Sinon, comment trouver le débit qui nous correspondrait? Nous pensions le retrouver en fonction des hauteurs d'aspirations, de refoulement etc... mais comme tu le dis, on reste dans le théorique avec de belles formules.

Une idée ?

Merci de ta réponse

Bonjour,
Il faut savoir q'une pompe et un alternateur on tout les deux un rendement inférieur à 1 ==> votre systeme consomme plus d'energie qu'il en produit.
Le seul moyen pour que votre projet prenne un sens pratique est que la pompe fonctionne sans EDF (ou tout autre concurant). Par exemple un moulin à vent (trés à la mode en ce actuellement.

[invite37ad095b]

Bonjour,
Il faut savoir q'une pompe et un alternateur on tout les deux un rendement inférieur à 1 ==> votre systeme consomme plus d'energie qu'il en produit.
Le seul moyen pour que votre projet prenne un sens pratique est que la pompe fonctionne sans EDF (ou tout autre concurant). Par exemple un moulin à vent (trés à la mode en ce actuellement.

Dans ces conditions l'intéret est que l'énergie est stocké (réservoir en hauteur)

[LPFR]

Dans ces conditions l'intéret est que l'énergie est stocké (réservoir en hauteur)

Bonjour.
L'EDF utilise ce procédé pour stocker de l'énergie. Elle peut pomper de l'eau aux heures creuses d'un barrage bas à un barrage haut, pour récupérer l'énergie aux heures de pointe. Évidemment, le rendement est inférieur à 100%, mais cela se compense par le fait que certaines centrales ne sont pas très commodes quand il s'agit de leur faire changer de régime rapidement. Alors que les sources hydroélectriques sont très souples.
Je comprends que l'EDF voit un intérêt à stocker de l'énergie sous forme hydraulique. Mais pas un particulier ni même une grosse usine. L'EDF le fait pour nous.
Au revoir

[invite30cc6929]

Bonjour à tous,

tout d'abord merci de vos réponses.

Le seul moyen pour que votre projet prenne un sens pratique est que la pompe fonctionne sans EDF (ou tout autre concurant). Par exemple un moulin à vent (trés à la mode en ce actuellement.

En effet, nous arrivons à notre détail majeur (que nous avons oublié sur le terrain).
La pompe ne sera pas alimenter en électricité comme dit précédemment.
En fait, le principe est de faire remonter l'eau à travers un passage important de personne par une porte tourniquet.
Seulement, cela est-il possible pour que quand la porte tourne, la pompe fait remonter l'eau?
Et cela remontera t-il assez d'eau pour ne pas avoir le bac supérieur vide à un instant donné?


Merci à tous

[LPFR]

Re-bonjour.
Je pense qu'à votre place je me passerai de la pompe, de l'eau et de la turbine (ou similaire) plus alternateur, et que j'actionnerais l'alternateur directement avec la porte. Et comme dispositif de stockage, j'utiliserais un bête accumulateur.
Mais enfin. Peut-être que je vois le problème d'un autre point de vue.
Au revoir.

[invite30cc6929]

Merci de votre réponse, mais le système que vous nous proposez est celui que nous envisagions au début de notre étude, avant de nous apercevoir que nous ne récupérerions que 8W d'énergie électrique...
C'est pourquoi nous nous sommes penchés sur l'utilisation d'une pompe et tout ce qui s'en suit, en espérant que celà nous fournisse une quantité d'énergie convenable à l'éclairage d'un hall.
En espérant vous avoir plus éclairé sur notre projet et en vous remerciant de votre aide,
bonne soirée.

[invite37ad095b]

Merci de votre réponse, mais le système que vous nous proposez est celui que nous envisagions au début de notre étude, avant de nous apercevoir que nous ne récupérerions que 8W d'énergie électrique...
C'est pourquoi nous nous sommes penchés sur l'utilisation d'une pompe et tout ce qui s'en suit, en espérant que celà nous fournisse une quantité d'énergie convenable à l'éclairage d'un hall.
En espérant vous avoir plus éclairé sur notre projet et en vous remerciant de votre aide,
bonne soirée.

Bonsoir,

avant toutes choses, je souligne que 8 W est une puissance.
Je ne pense pas que le fait de faire une pompe changera ce résultat : au lieu de transformer l'énergie du tourniquet en énergie électrique, elle sera transformée en énergie mécanique(potentielle)(transfo rmation avec de mauvais rendements). Il faut revoir la solution technique du tourniquet (demander aux passants de "forcer" plus en entrant et en sortant) à l'aide d'un dispositif démultiplicateur. Une autre solution, bien sur, est de faire passe plus de monde ...

[invite30cc6929]

Le dispositif démultiplicateur à déjà été pensé dans les calculs. Nous étions même obligés de faire les calculs en fonction de deux systèmes de démultiplication à la suite. En effet, un seul ne suffisait... deux non plus.
En ce qui concerne la seconde solution, nous ne pouvons pas faire passer plus (du monde passe même la nuit).
Enfin, le calcul des 8W est obtenu si la porte tournait continuellement.
Nous en avions alors conclut que cette solution technique était arrivée à terme. La pompe n'a pas beaucoup d'espoir supplémentaire ?

Merci à tous

[philou21]

Gaston Lagaffe avait "inventé" un tel dispositif : à chaque fois que quelqu'un poussait la porte du bureau, un tas de machines mécaniques se mettaient en route pour "récupérer" l'énergie.

Je vous dis pas la tête du gars qui misérait pour pousser cette porte...

[invite15f36648]

Et tout ça pour presser des oranges surtout ^^

[philou21]

Et tout ça pour presser des oranges surtout ^^

Oui,oui, c'est ça !! des oranges, je me souviens maintenant...

[LPFR]

Bonjour.
Est cela:http://www.gizmodo.fr/2008/02/08/une...ectricite.html
votre source d'inspiration?
Au revoir.

[invite30cc6929]

Wow. Oui c'est effectivement ce système (sans prendre en compte le système qu'il utilise en guise de démultiplication).

Cependant, ce n'était pas notre source d'inspiration. En effet, c'est une entreprise qui nous a proposé le système pour qu'on l'étudie.
De plus, à l'INPI (Institut National de la Propriété Industrielle), il n'y avait aucune trace de ce système si je me souviens bien.

Enfin c'est ce système.

Merci

[LPFR]

Rebonjour.
Comme Golgfag l'a dit, ce dispositif a déjà été inventé et utilisé par Gaston Lagaffe. Mais les dispositifs de Gaston Lagaffe sont faits pour rire. Et le dispositif que l'on vous à demandé d'étudier n'est pas plus sérieux que les inventions de Gaston Lagaffe. Il n'est pas étonnant qu'un tel dispositif n'apparaisse pas dans les registres de l'INPI. C'est n'est pas du sérieux.
De plus vous n'avez pas les bases minimales en physique nécessaires pour mettre au point un tel gadget.
Mon conseil est que vous abandonniez ce projet, et que vous vous fassiez conseiller par un enseignant sérieux pour choisir un autre, plus sérieux et plus adapté à vos connaissances.
Au revoir.

[invite30cc6929]

Merci de ta réponse.
Le problème est que nos professeurs ont déjà validés le sujet pour les épreuves... et nous ne pouvons pas faire marche arrière malheureusement.
Ce système est effectivement compliqué pour notre bagage mais si nous pouvions trouver au moins des solutions techniques à développer (sans pour autant mettre au point le système parfait qui conviendrait vraiment) ce serait un bon entrainement pour montrer les possibilités techniques parfois limitées comme ici.
En fait, l'entreprise est axée sur les énergies renouvelables c'est pour cela que nous étions parties tout d'abord avec l'énergie humaine qui aurait été démultipliée, puis ensuite avec l'énergie hydraulique (remplir tout simplement un bac d'eau puis faire remonter l'eau grâce à l'énergie humaine et ainsi créer de l'énergie électrique).
Je vois mal ce système utilisant l'énergie solaire ou celle de la Terre.
Peut être y a t-il une piste avec l'énergie éolienne...?

Merci à vous et bonne journée

[LPFR]

Rebonjour.
Maintenant je pourrais vous conseiller de changer de profs, mais ce n'est sûrement pas possible.
Je vais essayer de vous donner quelques indications.
La première chose à faire est de regarder quelle est la puissance que vous devez fournir. Il faut voir combien consomment les dispositifs d'éclairage du couloir (watts). Vous pouvez aussi calculer l'énergie totale par jour (joules).
Maintenant il faut évaluer la puissance moyenne que vous pouvez tirer des utilisateurs.
Calculez l'énergie que l'on peut obliger un passant à fournir à chaque passage.
Mettons que la force qu'ils seront obligés d'exercer sur la main courante de la porte soit 10 newtons (une force d'un kilo en "langage grand mère"). On peut imaginer qu'en moyenne, le travail (ou énergie) fournie par chaque passage soit égale à la force par le rayon de la porte (en mètres). Le résultat sera en joules.
Multipliez ce nombre par le nombre de passant dans une journée. Vous aurez l'énergie totale par jour. Si vous divisez cette énergie totale par le nombre de secondes d'un jour, vous obtiendrez la puissance moyenne (en watts) que vos passants peuvent fournir.
Ces chiffres suffiront peut-être pour abandonner le projet (avec une personne par seconde je n'obtiens qu'un watt).
Vous pouvez obliger les passants à exercer une force beaucoup plus importante (éventuellement avec un mec avec un fouet, comme dans les galères), ou réduire l'éclairage du couloir à 1 watt. L'avenir s'annonce sombre.
Maintenant il faut chercher une dynamo qui produise la puissance souhaité (celle des passants). Et regarder dans la doc à quelle vitesse elle doit tourner. On peut estimer ou mesurer la vitesse de rotation de la porte. Maintenant il suffit de trouver les poulies et la courroie en V pour obtenir le taux de rotation de la dynamo avec le taux de rotation de la porte.
Dans des endroits décents, au lieu de demander aux passants de pousser la porte tournante, on l'équipe d'un moteur et des dispositifs de détection pour qu'elle "tourne toute seule".
Changez de profs.
Au revoir.

[FC05]

@ LPFR

Démontrer qu'un système ne peut pas fonctionner en l'étudiant peut-être tout aussi intéressant que de faire quelque chose qui fonctionne. Au final l'étude est la même et on doit se poser plus de questions pour prouver qu'il y a un problème.

Faillure IS an option !

[LPFR]

Démontrer qu'un système ne peut pas fonctionner en l'étudiant peut-être tout aussi intéressant que de faire quelque chose qui fonctionne. Au final l'étude est la même et on doit se poser plus de questions pour prouver qu'il y a un problème.

Faillure IS an option !

Oui, bien sur.
Mais pas pour un projet de fin d'études.
Donner à faire un projet infaisable à un jeune qui commence est tout simplement dégueulasse.
On peut demander une étude de faisabilité. Ce qui est complètement différent. Là les deux résultats sont positifs. Mais pour un projet à faire, l'enseignant doit avoir vérifié qu'il est effectivement faisable (un petit calcul comme celui que je viens de faire: moins d'une minute) Si non, il n'a pas de respect pour ses étudiants ou ses élèves et il ne fait pas sont travail correctement.
Les enseignants doivent être là pour donner des projets faisables dans le temps imparti. Ils sont censées savoir calculer et prévoir si un projet est faisable ou non.
Que l'on se plante en donnant un sujet de thèse est peut-être plus pardonnable, et encore! Si on fait cela on n'est pas un bon encadreur de thèses.

[invite30cc6929]

@LPFR :

merci de ta réponse.
Dans notre étude, nous avions envisagés une force de 30N pour l'Homme.
En positionnant sa main à un mètre de l'axe de rotation de la porte.
Cela nous ramène donc à un travail de 30J

Pendant 24h(jour et nuit), il passe une moyenne de 1450 personnes donc :

1450 * 30 = 43500 J qui représente l'énergie totale par jour.

Sachant que 24h = 86400s alors:

43500/86400 = 0,50W à peu près.
Je ne vois pas pourquoi cela représenterai la puissance moyenne?
Et des J/s = W?

Maintenant il faut chercher une dynamo qui produise la puissance souhaité (celle des passants). Et regarder dans la doc à quelle vitesse elle doit tourner. On peut estimer ou mesurer la vitesse de rotation de la porte.

La puissance souhaité dont tu parles est la puissance moyenne?
En ce qui concerne la vitesse de rotation de la porte, nous avions 0,35 rad/s mais je ne vois pas où cela nous amène?

Maintenant il suffit de trouver les poulies et la courroie en V pour obtenir le taux de rotation de la dynamo avec le taux de rotation de la porte.

A partir de quelles informations pouvons nous remonter aux bonnes courroie et poulies?

@FC05, effectivement je pense que là, cette notre dernière alternative...

Merci à tous

[invitecd48a014]

Ce qui etait bien avec la pompe a eau c'est qu'ils pouvait stoké leur energie sous forme potentielle (mecanique), qu'il pouront redistribué a leurs guise.

En effet s'il arrive sur une journé a produire assez d'energie (eau dans un bac en hauteur) pour un quart d'heure de courant c'est toujours cela de pris.

Je pense que vous n'arriveriez jamais a produire aussi vite que vous consommé.

Un peu comme les gens qui ont une eolienne ou un panneau solair a la maison. Quand il ne produise plus assez il se réalimente avec EDF.

[LPFR]

L'arrivée des passants ce fait au hasard. Par moments beaucoup et par moments personne. Chacun fournit (à coups de fouet) 30 J. Si toute cette énergie 43500 J st emmagasinée dans une batterie, elle pourra fournir 43500 W pendant 1 seconde 60 fois moins pendant une heure et 0,5 W pendant toute une journée.
Par contre la puissance moyenne pendant le passage d'une personne est différente. Si la personne traverse en...9 secondes !!! (D'après vos chiffres) elle fournit 30J/9sec = 3,33 watts. Il vous faut donc une dynamo d'au moins 3 à 5 watts. Il faut trouver cela chez un fournisseur et lire quelle est la vitesse de rotation qu'il doit avoir pour fournir la bonne tension. Il suffit maintenant de faire le rapport des vitesses de rotation et de trouver un fournisseur de poulies et courroies en V (c'est la méthode qui a le plus haut rendement énergétique) et acheter des poulies avec le bon rapport: un gros diamètre pour celle fixée à la porte et un petit pour la dynamo.
Maintenant si vous voulez éclairer le couloir avec 0,5 watts, une diode LED semble le meilleur choix. Donc un accumulateur au lithium, de 4,2 volts s'impose. Il faut donc une dynamo qui générer un peu plus de tension. Au moins 1 ou 2 volts, pour les diodes que vous serez obligés à mettre.
N'oubliez pas que la conversion d'énergie mécanique en électrique, puis le stockage puis l'allumage des diodes LED consomment de l'énergie et que le rendement global sera nettement plus faible que les 100% idéaux. Ne tablez pas sur plus de 50%.

Nota: je trouve que l'on s'ennui en passant la porte: 9 secondes! Il faudra prévoir des sandwichs. Sérieusement 2 à 3 secondes est un temps raisonnable.

[invite30cc6929]

Re bonjour,

merci pour avoir développé le point un peu sombre
En ce qui concerne le temps nécessaire pour passer, nous avons 6s et non 9s.
En effet, nous sommes parti sur la base qu'une personne, en traversant la porte ne lui fait pas faire un tour complet. Nous avons choisi 2Pi/3 rad, et sur une période de 6s (qui est malgré tout assez élevé effectivement).

Nous obtenons alors 30J/6s = 5W ce qui fait une dynamo de minimum 5W? Que se passe t-il si l'on prend une dynamo bien plus importante?

Je ne trouve pas de tel alternateur sur la toile?

Après cela, je pense qu'on sera au bout de la démonstration que cette méthode n'est pas la bonne

En ce qui concerne la méthode de la pompe, y a-t-il un choix à faire comme type de pompe?

Merci et bonne soirée

[LPFR]

Bonjour.
Vous pouvez utiliser un dynamo ou alternateur plus puissant, mais le rendement sera plus faible car, en principe, les pertes par friction sont plus grandes.
Il n'y a pas beaucoup d'utilisation pour des dynamos de cette puissance. Vous passez de dynamos de bicyclette à des alternateurs pour voitures. Les seuls objets qui pourraient, peut-être correspondre, sont les dynamos que l'on trouve dans des lampes de poche à dynamo prétendument sans piles (ils en ont une). Mais je ne suis pas sur que ce ne soient pas que des dynamos pour faire écolo ou de leur puissance.
Pour la pompe, laissez tomber. C'est vraiment trop Gaston Lagaffe (pour rester poli). Vous vous axez sur la pompe, mais vous ne vous êtes pas posé la question de comment transformer l'énergie de l'eau en énergie mécanique. Pour la pompe, vous ne pouvez pas utiliser de pompe centrifuge car elles ont besoin de tourner à une vitesse minimale. De plus il faut quelle soit amorcée (pleine d'eau) et il faut de vannes pour éviter le retour le l'eau quand elle ne tourne pas. Le tout pour une puissance de l'ordre de 1 à 5 W. Ce n'est pas sérieux.
Quand au procès complémentaire, transformer la chute d'eau en mouvement et la coupler à une dynamo. Il vous faudrait une "turbine" hydraulique d'une puissance de 0,5 W. C'est simplement risible. Si non, il faudrait une machine à piston, comme une machine à vapeur mais qui fonctionne avec de l'eau. Le tout avec une puissance de 0,5 W.
Et tout ça, même pas pour presser des oranges. Vous n'avez même pas la puissance pour le faire. Mais pour éclairer un couloir avec 0,5 W!
Les normes de sécurité exigent qu'un bâtiment recevant du public ait un éclairage minimum. Il est obligatoire d'avoir de blocs de secours qu'indiquent les sorties de secours en cas de coupure du secteur. Et la puissance de chacun de ces blocs est de l'ordre de 8 watts (je ne suis pas sur du chiffre). Donc avec vos 0,5 W vous êtes loin des normes minimales de sécurité.
Je suis désolé pour vous. Mais c'est un projet de fin d'études... disons "mauvais", pour rester polis. Ce n'est pas de votre faute mais de celle de vos profs. Pas de bol!
Au revoir.

[invite37ad095b]

Je me pose une question :

Combien de temps doit être allumer ce couloir, et quelle puissance faut-il lui fournir???

[LPFR]

Bonjour.
Vous trouverez ça ici:
http://www.safetymatic.fr/baes.htm
Au revoir.

[invite30cc6929]

Bonjour à tous,

@LPFR : merci pour ces informations. Concernant la pompe, nous avions pensé à une autre solution alternative : une vis d'Archimède pour remonter l'eau mais je ne pense pas que le résultat soit bien mieux...

Pour l'alternateur, nous essaierons de faire les calculs avec le plus petit possible (je vois mal sortir aux évaluateurs d'utiliser une dynamo de lampe pour alimenter tout un hall).
Comme tu le dis, c'est foireux.


@Olivier THOMAZO :

Le couloir doit être alimenter (quasi) en permanence, même la nuit.


Merci à tous