Micro centrale hydraulique

[invite7f4351c9]

Bonjour,

J'ai, en bretagne, un ancien moulin a eau à retaper,
Je voudrais installer une génératrice en triphasé ou 230 V pour produire de quoi alimenter une partie de ma consommation; il y a une digue en pierre qui ferme la rivière , un passage qui alimentait la roue du moulin ( depuis 1750), et deux autres passages d'eau de trois metres de large qui étaient fermés par des vannes;
La rivière est très grosse en hiver et parait générer une force considérable ; par contre, je n'ai pas de chute d'eau ou très peu ( 1,50m en hiver)
Quand je me renseigne, on me dit tout le temps que seule la hauteur de la chute d'eau est importante pour faire tourner une turbine , qu'une roue à aube est nulle pour fabriquer du courant, etc
Quelqu'un peut-il me donner des renseignements ou des pistes à suivre pour du matériel efficace?
Merci d'avance
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[vincent66]

Bonsoir,
La puissance d'une turbine dépend de la multiplication du débit par la pression, et des turbines linéaires ont un bon rendement à faible pression si le débit est présent...
Vincent

[invite7f4351c9]

Merci Vincent
Qu'est ce qu'une turbine " lineaire"?

[vincent66]

C'est une turbine de type Kaplan typiquement, une hélice de propulsion inversée, à pas variable placée dans un conduit...
Perso je pense qu'une bonne vieille roue à aubes serait intéressante, bien que décriée depuis l'existence de turbines plus modernes, sans que ceci ait été scientifiquement vraiment étudié...
Vincent

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0324077b]

si ça a été etudié

une roue en dessous a aube plate a un rendement de 25% ... une roue en dessous amelioré a aube courbe poncelet peut faire jusqu'a 60%

turbine kaplan 80%

mais il n'y a pas que le rendement maxi qui compte : il y a les possibilité d'adaptation aux condition variable ...les roue en dessous ne donnent plus rien quand le niveau aval monte , même si il y a beaucoup de debit

il y a la roue vanne ou roue sagebien qui a un rendement de 90% et marche pour n'importe quel niveau aval , mais c'est une roue qui doit etre très grande pour sa puissance et tourne très lentement , donc très couteuse

les turbine on l'avantage d'etre plus petite que les roue donc plus facile a fabriquer , et de tourner plus vite donc plus pratique pour faire tourner un alterneteur

la roue n'est interressante que quand elle est encore existante et facile a remettre en etat

[inviteede7e2b6]

installer une turbine demande un parcours administratif invraisemblable.

le camarade Scluz à intérêt a conserver la roue déjà installée , et la coupler à une génératrice
voir avec un multiplicateur.

évidemment y'a des mesures de vitesse et de couple dispo à effectuer , ça se fait sur le terrain.

[invite7f4351c9]

Bonjour,
Je n’ai pas pu continuer la conversation ces derniers temps mais me voici ;
Je joins quelques photos pour présenter le site ( voir PJ : vue d’ensemble) ;

Le moulin lui-même est en piteux état, la partie triangulaire du pignon côté rivière menace de tomber et je dois commencer par la démonter ;
La roue a disparu, bien pourrie il y a quelque temps et achevée sous les assauts de deux jeunes de 18 /20 ans qui ont affirmé leur virilité en la brisant ( bah, Don Quichotte l’avait fait avant eux..)
C’était une roue ancienne à moyeu carré ( voir PJ : la roue avant destruction)
La digue était le pont de la route à l’époque de Cassini
J’essaie de l’entretenir. Elle comprend trois passages d’eau ( voir PJ : la digue vue de l’eau) ,
- Le bief qui amenait l’eau à la roue et était protégé par une grille ( voir PJ : bief vue d’amont)
- La chute principale, environ 4 mètres de large, avec un débit important 8 mois de l’année, qui était fermé par des vannes ( voir PJ : chute principale et en pente)
- Une chute en pente d’environ 3 mètres que je souhaiterais laisser ouverte pour les poissons
Je tiens à remettre une roue même si pour moi, le gros de l’énergie passe par la chute principale ;
La roue faisait environ 3,60m de diamètre, de bout de pale à bout de pale ;
Les pales devaient faire 60 cm de large, mais le bief comporte un deuxième petit canal ( sans doute pour une deuxième roue, il reste des vestiges d’axe),séparé par un muret qui peut être démoli, ce qui permettrait d’avoir des pales d’environ 90 cm de large ;
Les mois pluvieux, la rivière se déplace d’après mon estimation à 4 ou 5 nœuds, voire plus
La différence de hauteur moyenne quand la rivière est grosse est d’environ 1,50m entre l’amont et l’aval , la hauteur de l’aval ne variant guère car le canal de sortie rejoint la rivière 300 m plus loin et donc s’écoule bien ;
Mon souhait serait dans un premier temps de reconstruire une roue, en primant l’efficacité au coté historique, je maitrise bien les matériaux composites et verrais bien un roue très légère et dynamique ;
Je n’ai aucune idée de l’énergie que je peux en tirer, j’ai entendu parler d’un « frein » à placer sur l’axe quand la roue tourne pour mesurer son potentiel ;
Je n’ai aucune idée non plus du type de génératrice à installer, mais j’aimerais éviter de passer par du courant continu, je voudrais fabriquer directement du 400 V triphasé, ou 230 mono ;
La vitesse de la roue étant difficilement contrôlable, je ne sais pas non plus comment gérer la fréquence
Bref , j’ai tout à apprendre , et n’ai pas vraiment le temps de faire des recherches ;
Merci d’avance de vos conseils

[invite7f4351c9]

Je joins d' autres photos pour illustrer la rivière quand il y a de l'eau

[invite0324077b]

ce genre de roue a un mauvais rendement , et tourne très lentement ... il fallait deja des engrenage bien encombrant pour augmenter la vitesse jusqu'a 60 t/mn pour une meule ... il en faut encore d'autre pour monter aux 1500t/mn d'un alternateur

pour un meilleur rendement il faudrait une roue poncelet : aube courbe , et vanne incliné , pour faire un jet d'eau utillisant 2 fois la roue : une fois pour entrer et une fois pour sortir : ça donne un rendement superieur a 60% mais garde le gros inconvenient de la roue : trop lent donc grosse mecanique

la roue a une autre inconvenient : il ne faut pas que le bas de la roue barbote dans l'eau sinon elle perd beaucoup de puissance : si la roue est basse pour profiter de toute la hauteur de chute quand il y a peu d'eau , elle barbote et marche mal quand il y a plus de debit et que le niveau aval monte

les turbine moderne sont plus pratique car toujours completement noyé : elle profitent toujours entierement de la difference de niveau , même si le niveau aval est variable

[invite7f4351c9]

J'ai mis la photo de l'ancienne roue pour l'histoire; il est sûr que celle que je ferai ( certainement en matériaux composites) n'aura pas le même profil et tous les conseils seront bienvenus ; je tiens à remettre une roue de toute manière même si je suis persuadé que toute la puissance de la rivière est concentrée sur la chute principale, voir photos : "chute principale" et "digue submergée" : un "entonnoir" ici doit éjecter de l'eau à haute vitesse, et là, une turbine s'impose ; mais ce sera dans un deuxième temps. La rivière est parfois plus haute encore ( j'enlève la passerelle en bois) et submerge complètement la totalité de la digue , voir la photo "digue submergée en hiver", où la passerelle bois aurait été sous l'eau; Je vais essayer de m'équiper d'un speedomètre portatif et prendre des mesures de vitesse à différents stades de hauteur d'eau;
Je ne comprends pas la notion de "barbotter" : si les pales sont assez hautes, s'il y a peu de débit, seule la partie basse travaille, et si le flux augmente, les pales travaillent sur une plus grande surface ,non?

[invite0324077b]

ce genre de roue fonctionne comme un turbine peleton : le jet sort au bas de la vanne et tape dans la roue : il est important que le bas de la roue ne soit pas noyé

il y a un autre type de roue qui fonctionne completement noyé : roue sagebien , aussi appelé roue vanne : rendement exellent : 0,8 a 0,9 mais ça tourne encore plus lentement que la roue en dessous que tu avait , donc ces roue doivent etre plus large pour faire la même puissance , le coursier en ciment doit etre bien ajusté a la roue pour eviter les fuite ... mais ça profite de toute la denivellation quel que soit le niveau aval

c'est un type de roue assez recent qu'on a vu dans les dernier moulin a roue : ce genre de roue etait toujours en fer ...

l'avantage d'une turbine c'est que c'est tout petit ... pour faire les 3 ou 4 ch que ta roue pouvait faire une turbine est minuscule : c'est comme une pompe a eau avec des gros tuyaux

quand la roue en dessous n'est pas noyé sa vitesse maxi est la vitesse du jet sortant sous la vanne ... et pour tirer la puissance maxi il faut la faire tourner a la moitié de la vitesse du jet

quand la roue est noyé elle ne profite plus de la vitesse du jet , elle fonctionne comme un roue vanne trop petite et fait une puissance trop faible