Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour,

J'ai une roue Poncelet qui est en place avec un arbre en bois, elle n'est plus en état de fonctionnement. Je souhaite donc remettre en route cette roue via une reconstruction tout en acier.

Sur des roues équivalentes en terme de gabarit, l'axe a pour diamètre 160 mm ou 130mm.

En me servant du logiciel CalculRoue version 13.2 de 2010, dans l'onglet "Option1" puis "Diamètre d'un arbre", je trouve également 160 mm avec comme valeurs d'entrées

- Puissance = 12cv
- Vitesse = 6 tr/min

Par contre, si je vais dans l'onglet "Evaluations" puis "Roue Poncelet" je trouve une vitesse différente ce qui va influer sur le diamètre de mon axe.

Nota : les informations renseignées en jaune sont celles que je connais, pour les autres j'ai placé la valeur 1 arbitrairement (j'ai essayé de faire varier les valeurs que je ne connais pas et cela n'influe pas sur les tr/min).


Soit 10 tr/min, ce qui semble pas être cohérent selon les retours que j'ai pu lire sur le forum. Par définition, une roue a aube tourne doucement mais avec force !

Si je reprends le calcul du diamètre d'arbre et que j'inserts 10 au lieu de 6 tr/min, je me retrouve avec un axe de 127 mm !


A ce jour, la roue n'étant pas fonctionnelle, je ne connais pas sa vitesse de rotation. Pourriez-vous m'aider a trouver le bon diamètre d'axe pour cette roue ?

Merci d'avance !

Bonsoir,

en entrant un débit de 1 000 l/s ainsi que les angles d'attaque j'obtiens ceci :


Les valeurs ci-dessus me semblent plausibles, notamment le rendement, les 5 kW à l'arbre (*) et les 10 tr/min, ceci au vu des différentes roues que j'ai pu observer, et qui produisaient systématiquement une puissance moindre que celle promise par le vendeur

Au niveau du couple on serait donc vers les 4 000 Nm (soit 400 kg au bout d'un mètre) ce qui n'est pas énorme en hydro, et la masse de la roue est à calculer par exemple en CAO (plus quelques centaines de litres d'eau, mais pas grand chose avec une roue de dessous)

Disons à la louche une masse totale de 3 t, avec assez peu de porte à faux sur l'arbre (paliers proches de la roue), donc par exemple avec un couple de 4 000 Nm, une poussée axiale quasi nulle, une flexion à la louche de 7 500 Nm, et des coefficients de sécurité de 2, je trouve une contrainte de Von Misès de 330 MPa avec un arbre de 80 (pas bon), 170 Mpa avec un arbre de 100 (pas bon), 80 Mpa avec un arbre de 130 (bon), et 40 Mpa avec un arbre de 160 (trop gros)

(*) Moins en gros 1 kW dans une multiplication de 10 vers 500 tr/min, il devrait rester environ 3.5 kW électriques en sortie du PMG

Bonne soirée

dB-)

Je viens de faire la mesure de largeur de la maçonnerie intérieur du coursier en ayant pris la précaution de regarder qu'il n'y ait rien qui gène à l'aplomb, il fait 199 cm.
Du coup, je vais appliquer une marge de sécurité de 2 cm par cote ce qui ferait une largeur de roue hors tout de 195 cm.

Etes vous d'accord avec mon raisonnement ?

Bonjour,

bien vérifier que non seulement il y a telle distance minimale en tout point entre les murs, mais aussi que les murs sont plans et perpendiculaires à l'axe de la roue.

Si votre roue métallique de 4 m de diamètre * 2 m de large est conçue en CAO et soigneusement réalisée, avec différents raidisseurs et tirants pour annuler un éventuel voilage, un jeu de 2 cm me semble raisonnable.

La dilatation de l'arbre en acier, par exemple de longueur 3500 et passant de -15° à +35°C ambiant sera de l'ordre de 2 mm, donc pas gênante, mais à prendre en compte quand même : laisser un palier libre axialement.

Bonne journée

dB-)

Bonjour,

Encore merci DB pour vos réponses précieuses pour la suite de cette rénovation !

Du coup, j'ai pu prendre un peu de temps pour aller rapidement faire quelques photos du moulin qui nous précède du moins ce qu'il en reste malheureusement , l'idée initiale était de voir comment était construite sa roue sachant que nous sommes sur le même cours d'eau avec un kilomètre de différence et je dois dire que malgré qu'il ne reste pas grand chose, je n'ai pu qu'être réconforté dans le choix du diamètre de l'axe (130 mm) de roue calculé par DB entre autre.

Concernant la roue en elle même, je n'ai pas remarqué de courbure particulière des augets, ce n'est pas un poncelet comme nous d'apres ce que j'ai vu
La montée des eaux est également passée par chez nous et cela nous a bien aidé pour sortir de l'eau cette double vanne qui gisait depuis quelques années au fond de la rivière ..


Cote étude de la roue, on avance doucement mais surement sur la CAO. Il reste encore a peaufiner sur l'angle des augets et ce n'est pas facile de le calculer, mais avec le modele si quelqu'un a une idée pour la prise de cote pour que je puisse les retranscrire sur papier (CAO), je suis preneur
Il y a aussi un detail sur la découpe de la tôle roulée qui sert d'auge et qui est découpée afin de faire passer les plats de fixation des cerclages. Je pensais rajouter des cornières complémentaires mais pas sur que cela soit le bon choix car cela risque encore d'alourdir le poids total de la roue.
J'ai essayé de décaler les plats mais dans tous les cas l'un des 6 plats touche la tôle roulée !

Bonjour,

merci pour les photos

J'ai essayé de décaler les plats mais dans tous les cas l'un des 6 plats touche la tôle roulée !

Il semble qu'il y ait actuellement 32 aubes et des étoiles à 6 branches, peut-être qu'en ajustant le nombre d'aubes au multiple de 6 le plus proche (30 ou 36) ce problème d'interférence serait résolu ? (sans pour autant bouleverser la conception et le rendement de la roue)

Bonne journée

dB-)

dB-) a écrit : ↑16 févr. 2021, 11:01 Bonjour,

merci pour les photos

J'ai essayé de décaler les plats mais dans tous les cas l'un des 6 plats touche la tôle roulée !

Il semble qu'il y ait actuellement 32 aubes et des étoiles à 6 branches, peut-être qu'en ajustant le nombre d'aubes au multiple de 6 le plus proche (30 ou 36) ce problème d'interférence serait résolu ? (sans pour autant bouleverser la conception et le rendement de la roue)

Bonne journée

dB-)

Bonjour,

J'ai essayé de suivre vos conseils pour ajuster le nombre d'aubes a un multiple de 6 en décalant le plus possible pour que cela passe sans toucher les plats. La forme des cornières a été également modifié en essayant de refléter le plus proche de la réalité (prise de mesure pas si simple que cela).

Version 30 aubes
Version 36 aubes

Concernant le fonctionnement, vous semblez dire qu'il n'y ait pas de changement majeur pour le rendement de l'eau, du coup est-il préférable de prendre 30 ou 36 aubes ?

Bonsoir,


Voir l'excellent site de la BNF !

• si le bord d'attaque des aubes est fin, profilé, et que les aubes sont bien lisses, mieux vaut prendre 36 aubes pour bien cloisonner l'eau et éviter les turbulences

• si le bord d'attaque est brut, épais, et que la surface des aubes est plutôt rugueuse, mieux vaut se limiter à 30 aubes pour limiter les chocs

Bonne soirée

dB-)

dB-) a écrit : ↑08 mars 2021, 21:31 Bonsoir,


Aubes roue Poncelet.png


Voir l'excellent site de la BNF !

• si le bord d'attaque des aubes est fin, profilé, et que les aubes sont bien lisses, mieux vaut prendre 36 aubes pour bien cloisonner l'eau et éviter les turbulences

• si le bord d'attaque est brut, épais, et que la surface des aubes est plutôt rugueuse, mieux vaut se limiter à 30 aubes pour limiter les chocs

Bonne soirée

dB-)

Bonjour,
C'est vrai qu'il y a plein d'informations dans le lien fourni, par contre ce n'est pas simple à comprendre les calculs présentés ..

Du coup on part sur 36 aubes car on est sur un bord d'attaque fin et lisse !, par contre, pour les tôles qui remplacent le bois de mon ancienne roue , pensez-vous que 5 mm soit suffisant ou bien au contraire surdimensionné ?
Merci

Bonjour,

4 ou 5 mm ça me parait pas mal (*), de toutes façons même si vous choisissez une épaisseur de tôle de 10 mm (je plaisante, c'est trop !) le bout de branche ou le caillou qui passera inévitablement un jour ou l'autre dans la roue (que ce soit à travers la grille, ou jeté par un gosse ou un chien qui joue) tordra le bord d'attaque !

(*) j'ai vu quelques roues de taille semblable avec des aubes presque en papier d'aluminium (disons plutôt 1 ou 2 mm d'épaisseur), ça fait un peu léger !

Remarque : il faudra peut-être biseauter les extrémités des cornières pour que le bord d'attaque de l'aube puisse passer à ras du coursier


Bonne journée

dB-)