Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour à toutes et tous,

Nous sommes un groupe de 2 étudiants de l’école d’ingénieur ENSE3 et d’un chercheur CNRS en hydrodynamique à Grenoble. Nous menons un projet de recherche exploratoire sur le potentiel des Low-tech en hydro-électricité de très basse chute sur des sites pré-existants. (*)

La « low tech » est l’utilisation d’un ensemble de technologies résilientes, durables et accessibles permettant d’apporter une réponse efficace et peu onéreuse à un problème. Cette approche de l'ingénierie vise à revenir à l’essentiel, à un savoir-faire partagé dans une démarche soucieuse de l’environnement. L'approche low-tech ne s'oppose pas à la technologie mais s’inscrit plutôt dans un mouvement d’utilisation raisonnée de cette dernière. Pour une définition plus complète et poussée, on peut se référer à l'article suivant: https://lapenseeecologique.com/6312-2/ .

Nous essayons d'identifier des besoins ou difficultés rencontrées par les propriétaires et exploitants, et pour lesquels des nouvelles solutions low-tech pourraient être développées. Nos recherches sur ce forum nous ont permis de dégager 2 axes possibles, sur lesquels nous espérons avoir votre retour ci-dessous.

(1) 

Premièrement, en utilisant ce forum, nous avons dressé un inventaire d'anciennes turbines et roues hydrauliques encore utilisées -ou utilisables- dans le but d'identifier d’éventuels axes d’amélioration (notre document de travail est ci-joint). Selon vous, quelles sont les anciennes turbines les plus employées aujourd'hui et les principaux problèmes associés ? Connaissez-vous des personnes / associations ayant déjà réalisé des « états des lieux » de ce patrimoine vivant ?

Un type d'installation particulier (bief/grille/chambre d'eau/Francis,…) vous paraît-il plus pertinent pour un développement low-tech ? par exemple parce qu'on le rencontre fréquemment en France dans des petites installations pour lesquelles les travaux traditionnels sont difficilement amortissables ?
A titre d'exemples de modifications hydrauliques relevant des low-tech, citons la conception de déflecteurs pour limiter sédimentation et ensablement, l'insertion de conditionneurs pour éviter des torches, etc...

(2)
 
Deuxièmement, nous nous interrogeons sur la pertinence d'un « kit d'outils low-tech » pour les exploitants de pico-centrales, afin de simplifier l'instrumentation d'un site, la surveillance des turbines, de l'état de l'eau…
A titre d'exemple : un débitmètre , un compteur de poisson, un détecteur de cavitation, etc…

Pensez-vous qu’il y ait des besoins réels dans cette voie là et qui ne puissent être couverts par un achat sur ebay ? 
Quel outil vraiment utile est aujourd'hui difficilement amortissable par un pico-exploitant ?


Merci d’avance pour vos retours.  

Mehdi (Pseudo : Mehdi Mouaffak), Théo (Pseudo : Theo Cancet) et Philippe

(*) D'autres projets s'intéressent déjà à l'équipement low-tech de nouveaux sites dans des pays en développement (cf par ex.  http://hydropen.org/ )

Bonjour,

et bienvenue sur le forum !

Je n'ai pas réalisé d'étude exhaustive des implantations de roues et de turbines, mais sur quelques centaines de sites j'ai rencontré tous les types de roues que vous mentionnez, sauf des roues pendantes, et les anciennes turbines les plus fréquentes sont je pense les Francis ouvertes (verticales ou horizontales), les Francis sous bâche spirale (horizontales), et les Kaplan verticales ouvertes.

Après des siècles d'utilisation des roues à aubes et plus de 100 ans d'utilisation des turbines, l'hydraulique est une technologie plutôt bien maîtrisée.

Les problèmes récurrents sont :

- la lourdeur, la complexité et la lenteur administrative pour redémarrer ou créer un site
- la ridicule politique de casse systématique des anciens seuils de moulins, complètement à contre courant de l'évolution climatique
- le harcèlement d'associations diverses : contre l'hydraulique, contre les éoliennes, contre le nucléaire, contre le PV, contre les bassines, etc..
- selon les cours d'eau et la configuration des sites, un envasement plus ou moins rapide des biefs
- pour les petits producteurs autonomes, l'interdiction d'injecter l'excédent sur le réseau (ce qui est autorisé dans d'autres pays)
- la production efficace d'électricité à partir d'une roue à aubes (multiplicateur de vitesse et/ou générateur très lent)
- le manque d'information des clients qui se laissent embarquer dans des projets surréalistes : hydroliennes perchées, turbines révolutionnaires ...
- le manque d'artisans et petites entreprises compétentes (domaine complexe avec de l'hydraulique, mécanique, électricité, automatisme, ..)

J'en oublie probablement..

Bonne journée

dB-)

Bonjour,

Merci beaucoup pour votre réponse complète.

Si d’autres personnes ont des problèmes de nature hydraulique à évoquer au sujet des anciennes turbines de basse chute, n’hésitez pas à les diffuser sur ce post.

Nous nous laissons jusqu’au 07/04/2023 pour recueillir vos témoignages. Au-delà de cette date, avec l’aide des problèmes que vous nous aurez évoqués, nous passerons à une autre étape de notre projet.

Merci d’avance.

Bonne journée à tous.
Mehdi et Théo

per a écrit : ↑28 mars 2023, 14:49 Si d’autres personnes ont des problèmes de nature hydraulique à évoquer au sujet des anciennes turbines de basse chute, n’hésitez pas à les diffuser sur ce post.

Bonjour,
Des petits problèmes, il y en a toujours :
- problèmes d'électrolyse entre matériaux : l'inox se "creuse" en présence de galva, inox/alu se soudent...
- problème de corrosion : acier, fonte... y compris sur des turbines/conduites/grilles récentes. Dépend aussi de la nature de son eau.
- problématique du changement de grille avec un entrefer plus fin : y passe moins d'eau ou vitesse d'eau trop rapide.
- dégradation des maçonneries en eau pure (eau pas calcaire).
- dégradation des maçonneries d'origine "batériennes" (Salpêtre ...).
- gestion des sédiments et sables.
- "renards" dans les digues/berges.
- déchaussement des fondations par érosion.
...

Je me trompe peut-être mais il me semble que les nombreux moulins équipés par un "rodet" sont peu transformés pour l'hydroélectricité.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Moulin_%C3%A0_rodet
Le rodet semble avoir un rendement à peu près correct (sans atteindre celui des turbines) et une vitesse plus élevée que les "roues". Peut-être une piste d'étude ?

Arago

Bonjour,

Merci Arago pour votre réponse et la piste d’étude que vous nous partagez.

Par ailleurs, dans le cadre de notre projet, nous sommes à la recherche d'une représentation détaillée d’une ancienne turbine Francis (à axe horizontal ou vertical) optimisée pour une très basse chute (<3 mètres). Les dimensions de la chambre d’eau nous intéressent aussi, et -si possible- des informations sur ses performances.

Un fichier de type CAO/DAO serait le plus avantageux, mais un scan de plans précis nous conviendrait également.

Un membre du forum serait-il en mesure de partager avec nous ces informations ?

Merci d’avance pour votre aide.

(message transmis de la part des 2 étudiants sur le projet)

Bonjour,
dans la section " ressources"
à "vieux grimoires ..."

ici :https://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?t=2313

rubrique "Dumont" il doit y avoir des choses qui vous intéresseront.

Cordialement

Arago a écrit : ↑30 mars 2023, 16:05
Je me trompe peut-être mais il me semble que les nombreux moulins équipés par un "rodet" sont peu transformés pour l'hydroélectricité.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Moulin_%C3%A0_rodet
Le rodet semble avoir un rendement à peu près correct (sans atteindre celui des turbines) et une vitesse plus élevée que les "roues". Peut-être une piste d'étude ?

Arago

Bonjour Monsieur,

Effectivement aucun de ces moulins ne le sont et cela tient à la puissance des installations. Vivant actuellement dans le 47 (Lot et Garonne) et ayant visité tous les moulins alentours, un constat ressort : un rouet / rodet = un meule = une fonction / usage.

Il n'est pas rare de trouver des moulins ayant 3, 4 ou 5 rouets pour autant de meule. Il s'avère que pour faire tourner une meule, une puissance très très modeste est suffisante. J'ai en mémoire une puissance de 4 chevaux vapeurs pour faire tourner les plus grosses meules.

Après étude financière, aucune "électrification" n'est rentable pour de la revente, sauf à disposer d'un site que n'était pas minotier et avec des équipements plus conséquent. J'ai sympathisé avec un couple propriétaire d'un moulin (fortifié et magnifique) de ce type qui avait été transformé en fabrique de sabot et avait encore deux rouets : un petit (1,2 m de diamètre) de l'époque du meunier et un grand (2 m de diamètre) pour entrainer la sabotière. Une fois le site analysé, le site présente sur le gros rouet une potentiel brut de 7,5CV (5,5 kw) ... donc dans les 3 kw en sorti de génératrice : rien d’exceptionnel mais c'est déjà très appréciable.

Ce couple avait reçu la visite d'un margoulin spécialiste en rénovation de moulin, revente d'électricité et tout le cirque. Budget pas loin de 150k€ rentabilisé sur 18 ans : de la grande fantasy.

De manière beaucoup plus réaliste, je leur avais plutôt parler d'une installation minimaliste : multiplicateur => générateur => résistances pour avoir un chauffage de 2kw dans la salle des machines pour réchauffer la dalle de la partie habitation (le chauffage au sol du pauvre ). Ils ne sont pas partant en raison de leur âge avancé.


Par contre, ce que je trouve génial aujourd'hui avec ces installations, c'est la possibilité d'installer des dispositifs d'autoconsommation simple et abordable avec les équipements éoliens : génératrice à aimant permanent (ou moteur de vélo / scooter / moto électrique) avec un modeste multiplicateur à courroie, pont redresseur, régulateur 48v, batterie pour ceux qui veulent, délesteur, onduleur.Couplé à quelque panneaux solaires, on commence vraiment à avoir des possibilités sérieuse d'autonomie.


Cordialement,
Paulin A.

Bonsoir,

j'avais réalisé en 2012 une mini production hydroélectrique basée sur une petite turbine Pelton Duchêne (ancien constructeur Vosgien) : berceau moteur double monté sur silentblocs (la chambre est de l'autre coté du mur !), entraînement par courroie d'un moteur triphasé et injection d'une phase sur le tableau électrique du logement ...

Production quasi permanente autour de 1 kW, bien suffisante pour alléger sérieusement la facture de courant !


Equiper un ancien rouet est possible mais c'est un peu de travail quand même :

• souvent l'arbre d'origine est en bois et tourne en patate

• idéalement il faut tout déposer, rénover la roue, l'équilibrer, placer un arbre acier

• avec deux guidages costauds, rustiques et sans grande maintenance

• en haut, une transmission par courroie vers un PMG type éolien calculé pour tolérer un emballement prolongé

• et derrière un redresseur et un petit onduleur réseau ou iloté

Même pour 1 kW ça vaut le coup !

Bonne soirée

dB-)

Merci From pour votre réponse. En effet, cette rubrique nous a été très utile. Nous avons ainsi pu déterminer et dimensionner une géométrie d’installation de turbine Francis. Nous allons maintenant nous intéresser, plus en détail, au problème de la sédimentation dans les chambres d’eau et dans les canaux d’amenée et de sortie.

P.S : Je publie ce message rédigé par les 2 étudiants, car il leur est impossible de publier sur ce forum avec leurs comptes. "

From a écrit : ↑03 avr. 2023, 16:22 Bonjour,
dans la section " ressources"
à "vieux grimoires ..."

ici :viewtopic.php?t=2313

rubrique "Dumont" il doit y avoir des choses qui vous intéresseront.

Cordialement

Bonjour, pourriez-vous nous en dire plus sur l'analyse et sur les prochaines étapes ? Je suis curieux.