Hauteur de chute

[SG.Hydro]

Bonjour,

J'envisage l'achat d'un moulin avec un droit d'eau en titre avec un débit moyen de 6m3 sous 1.1m de chute.

Le but est d'en faire ma future résidence principal et de produire de l’électricité dans le but de revendre la totalité de la production.
La puissance théorique maximale est de 64kW, donc en prenant pour hypothèse un rendement de turbine de 80% et un rendement de génératrice de 90% on arrive a la louche à 46kW.
(en fait le l'hydrologie de la rivière varie pas mal entre 55m3/s en crue a 9m3/s au plus bas, bizarrement la moyenne est plutôt proche de 30m3/s, ce qui me laisse perplexe sur les 6m3/s annonce du moulin, je me serais attendu a 30-10%30 = 27m3/s...)

Pour une aussi faible chute je suppose que une turbine Kaplan double réglage est le plus indiqué, mais peut on raisonnablement envisager une production avec une aussi faible chute ?

Cordialement,

[tutlegrand]

Effectivement, 1,1 m de chute c'est très peu pour envisager la production. Je parle sous le contrôle des experts qui ne manqueront pas de réagir, mais je ne suis pas certain qu'une turbine Kaplan puisse fonctionner avec une si faible chute.
Avez-vous pensé à d'autre moyen ? la vis hydrodynamique par exemple ?
De plus, la chute annoncée a été mesurée avec quel débit ? cette chute ne risque-t-elle pas de quasiment devenir inexistante en période de fort débit (refoulement de l'aval) ?

[PERRET]

Bonsoir,

Apparemment le site est sous équipé.

La chute est faible, mais non inexploitable.

La solution la plus raisonnable, c'est l'auto-production, en particulier pour le chauffage de l'habitation.
Dans ce cas une turbine hélice neuve fait parfaitement l'affaire. Sinon une Francis de réemploi.

Autrement, voir s'il y a une chambre d'eau exploitable. Une turbine absorbant 6 m3/s sous 1 m est particulièrement volumineuse.
Dans ce cas, la Francis semble la plus adaptée.
Sa vitesse de rotation sera faible et il faudra prévoir un multiplicateur de vitesse assez onéreux.

Compte tenu du sous-équipement du site (Autorisation 6 m3/s et étiage ± 9 m3/s) , la Kaplan ne s'impose pas.

Une bonne précaution est de rencontrer d'autres usiniers en amont et aval pour connaitre leurs impressions sur la rivière.

CP

[MHEC]

Pour une aussi faible chute je suppose que une turbine Kaplan double réglage est le plus indiqué, mais peut on raisonnablement envisager une production avec une aussi faible chute ?

Si vous voulez mon avis, c'est NON.
De plus, vous oubliez les pertes de charge dû au fonctionnement de la turbine donc, vous serez largement en dessous des 1,10m de chute.

Bonne nuit

[Admin]

Bonjour,

en effet, si vous voyez ce site comme un placement pour produire et vendre de l'électricité, en l'équipant avec les solutions classiques du marché, cela ne me parait pas rentable. La chute est très faible, et en limite de possibilité ou d'efficacité des diverses technologies actuelles. Même si une VLH (pas sûr) ou une vis sont utilisables, elles ne seront probablement jamais amorties.

Fin 1800 début 1900, de telles faibles chutes étaient souvent exploitées avec des turbines Fontaine : voir le sujet sur le forum http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=5&t=150. Ces turbines très imposantes pouvaient justement passer de gros débits, sous de faibles chutes :

- très grand diamètre : j'en ai vu une de 3,50 m environ, et la gamme allait jusqu'à 5m !
- large surface de passage d'eau : le modèle de 5m de diamètre passait 10m3/s sous 1 m de chute !
- mais vitesse de rotation faible, et couple important

Un ensemble très simple et rustique, à part la régulation de débit que j'ai toujours vue en panne et supprimée sur ces turbines.

Au risque de passer pour un dingue, je dirais que la réalisation de A à Z d'une telle turbine est tout à fait envisageable de nos jours, en meccano-soudé par exemple, en copiant honteusement ce qui est éprouvé et bon à copier (et probablement plus sous Copyright !), par exemple la géométrie de la roue ou du distributeur, ou le pivot hors d'eau, et en remplaçant la régulation de vannage compliquée par une simple gestion du niveau de la chambre d'eau...Dans votre cas, pour 6m3/s sous 1m, une roue de 3,60m de diamètre conviendrait, et à vue de nez, sans faire aucun calcul, je pense qu'une telle turbine rustique serait réalisable pour moins de 25 k€ (aubes de distributeur planes, godets de roue en tôle d'acier cintrée, utilisation d'un acier classique, pour l'inox prévoir plus ...)

Il faut ensuite multiplier sérieusement la vitesse : on trouve sur le marché industriel d'excellents réducteurs, à plusieurs trains d'engrenages hélicoïdaux, travaillant sous carter et bain d'huile, et pour usage continu, comme ceux de la gamme Siemens. Ces réducteurs sont réversibles (éviter les modèles à vis sans fin!), et j'en utilise un par exemple sur le chantier en cours ci-dessous :

multiplicateur.JPG

Cette réalisation serait toute une aventure, on est loin des solutions classiques, et tout dépend du contexte : patrimoine, retour vers les solutions anciennes, valorisation des faibles chutes, etc..., mais c'est loin d'être utopique, car c'est une solution éprouvée. Personnellement, j'essaierais bien une telle réalisation un de ces jours, comme j'ai en projet de reconstruire un gazogène pour mon vieux Dodge ...

Plus raisonnablement quand même, si vous parlez d'habiter sur ce site, il est possible d'installer une turbine 'quelconque' (peut être pas une Pelton , il faut qu'elle soit adaptée aux basses chutes, mais sans aller jusqu'à 1m, disons 1m50 ou 2 m), d'occasion ou neuve, et de la faire tourner, même en dehors de sa plage normale d'utilisation, avec un faible rendement, pour produire assez d'électricité pour vous éclairer et vous chauffer !

Une autre solution est une roue en dessous, mais qui serait énorme (pour passer 6m3/s), et probablement plus couteuse que la copie d'une Fontaine.

On a tendance à dévaloriser les faibles chutes, mais j'étais il y a quelques semaines derrière une pelle de vanne pourrie et gonflée, avec 1m50 et quelques centaines de m3 d'eau derrière, on se sent vraiment tout petit et fragile face à toute cette énergie potentielle !

Meilleures salutations

dB-)

[segretain]

Bonjour,

Au vu de la hauteur de chute , je pense qu'une roue par dessous serai la solution la plus réaliste mais sans vouloir utiliser forcément les 6 m3. De plus une roue par dessous serait d'un diamétre compris entre 2,5 et 3 m donc facile à réaliser par un artisan vour par ses propres moyen.

Salutations Frédéric.

[Ticapix]

Bonsoir,

Effectivement un des problèmes sous une faible chute et un gros débit c'est la faible vitesse de rotation => couple important, plus gros multiplicateur ......

On pourrait se dire, j'augmente le vitesse spécifique ( c'est à dire la capacité à absorber de l'eau pour un même diamètre) mais à ce moment là, dès que l'on dépasse 300/350 c'est à dire une Francis dite rapide, il va falloir que je fasse un aspirateur = > creuser dans l'eau ......

Par exemple j'ai pris une roue hélice ns 700, de 1,80 de diamètre avec un angle de pales d'environ 22°5 cela donne un débit de 6,21 m3/s pour 89 t/min / 58 kw /h à l'arbre et un rendement de 86 % environ à ouverture optimale des directrices.
Cette turbine de prime abord intéressante nécessitera un aspirateur car il y a déjà presque 30% d'énergie à récupérer à la sortie de la roue, donc une excavation en dessous du plan de roue d'au minimum 2 diamètres soit 3m60 !! Pas simple

En revanche une roue Francis de Ns 300 pour le même débit, aura un diamètre d'entrée de 1,8m de sortie de 2m35 fera en gros la même puissance 57 kw mais ne tournera qu'à 38 t/min. En revanche à la sortie de la roue , la vitesse de l'eau ne sera que de 1,43 m/s, ce qui fait que même si on fait pas d'aspirateur, la perte ne sera que de 9 % au maximum. Un simple cône d'1 m/ 1m 50 permettra déjà d'en récupérer la moitié sans gros travaux de creusement.

Donc je dirais au final que sur un tel site le meilleur compromis reste l'installation d'une ou deux Francis .

Maintenant le problème reste de trouver une telle machine => occasion, ça se trouve, il faut être patient et chercher car il y en a beaucoup bien cachée sous 1 mètre de vase qui dorment. Une fois trouvée , il est facile d'adapter la vitesse au nouveau site, à condition bien sûr de savoir à quelle vitesse elle fonctionnait sur le site d'origine.

Il faut faire les cours d'eau à faible chute, et là aussi compter sur l'effet H07 car à mon avis beaucoup de producteurs vont changer de machine et ne sauront que faire de leur vieille turbine Francis.
D'ailleurs j'aurais une question pour MHEC, qu'est devenue votre ancienne turbine Francis ?

Bonne soirée.

[MHEC]

D'ailleurs j'aurais une question pour MHEC, qu'est devenue votre ancienne turbine Francis ?

Toujours en place, elle tourne et en plus, elle est visitable . Sauf la partie immergée (désolé, mon canal n'accepte pas 2 machines )

Pour les amoureux ci-joint ses caractéristiques:
- Francis de type Singrün de 1918.
- Diamètre de la roue: 2500 mm
- Puissance: 118 kW sous 1,70 m de chute.
- Débit turbiné: entre 5,5 et 15m3/s
- Poids: environ 50 tonnes en fonte d'époque.

DSC00760.JPG

DSC00820.JPG

Bonne nuit

[Admin]

Bonjour,

d'après la finesse des pièces et la couleur très claire des sections coupées de certaines pièces (carter supérieur, cloche, distributeur), on dirait même qu'il s'agit d'acier coulé, et non de fonte (la roue elle même, plus massive, est probablement en fonte).

Remarque : on voit très bien la différence acier / fonte au meulage : poussière noire et pas d'étincelles, ou étincelles rouge très sombre pour de la fonte, et étincelles jaunes pour de l'acier (voire blanches et vives pour un acier rapide).

C'était un matériel magnifique en tout cas !

dB-)

[Ticapix]

C'est quelque chose comme ça qu'il faut trouver sg_hydro_yasl

Je viens de me rappeler qu'une machine de ce même type devrait être démontée prochainement dans le Vaucluse si l'exploitant finalise son projet de rénovation.
Actuellement elle est sous 2m50 et produit 110 kw

Il y a deux multiplicateurs dont un neuf de rechange, mais la vitesse ne sera pas bonne (actuellement 40 t/min je crois) et il faudrait la faire tourner à 26 t/min , elle devrait prendre environ 6 m3 et avoir une puissance à l'arbre de 45/50 kw

SI j'avais le choix, j'essaierai de trouver plutôt une Francis classique avec distributeur mobile plutôt qu'une cloche.

Ticapix