Remise en route roue au fil de l'eau Marle (02) roue et génératrice

[Schmerber]

Bonjour,

Tout d'abord merci à Didier Beaume pour sa ténacité et sa patience. La violence de ces attaques sont un vrai traumatisme qui peut porter au découragement. (Au passage, salutations d'un ex-spinalien qui dans une vie antérieure a travaillé 6 ans à Eloyes)

Je reposte sans délais trois messages déposés la semaine pour lesquels les conseils recus de la part de G, de Turbot et de Dhyne s'avéraient particulièrement précieux. Turbot et Dhyne, vous serait-il possible de me répondre à SVP à nouveau car je n'avais pas pris ma peine de les éditer.

Message 1
Voilà un moment que je planche sur un projet de mise en route de la roue de notre moulin situé à Marle dans l'Aisne (Serre affluent de l'Oise).

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Certes, il faut vraiment être un peu obstiné, vu les contraintes techniques, pour créer une production aussi symbolique au regard de la complexité du chantier. Néanmoins cela avance tout doucement
Hauteur de chute : 10 cm – hé oui, cela existe
Règlement d’eau décrivant une roue de H 2,86m et l 1,71 Puissance escomptée +/-1KW
Je bénéficie des conseils de 2 parrains avertis : Gé et Claude Perret.
Je soumets ce projet au forum dans la mesure ou la direction des territoires, après un an de démarches, vient de juger de sa régularité. (Déclaration de travaux du fait de l’implantation de 2 supports dans le lit)
Le règlement d’eau (1862) prévoyait la transformation de l’ancienne roue fixe en roue levante vu le risque important de crue. (Le risque de crue devrait être prochainement atténué par la création, quelques km amont, d’un bassin de rétention). Les travaux n’ont probablement jamais été réalisés et il ne reste aucun vestige au point de ne pas savoir où elle se situait.
La DDT étant ouverte sur ce point, je vais pouvoir la positionner de manière à utiliser un petit seuil naturel présent sur la rivière d’une hauteur de chute +/- égale à 30 cm.
Le débit est très variable mais je devrais pouvoir « ramener » 1 mètre cube seconde (et plus en hiver et au printemps) à une vitesse de 1,5 mètre/seconde.
Bien entendu, il s’agit d’une roue au fil de l’eau ce qui règle la question d’une passe à poisson, de la libre circulation des eaux et sédiments, …
Le problème de roue levante a été résolu en imaginant une roue mobile fixée sur un cadre qui peut être mise en deux positions :
- Une position de travail ou elle est avancée dans le courant
- Une position de repos où elle est effacée dans une loge intégrée à la berge
Ce chariot à la forme d’un micro-canal destiné à réduire au maximum les pertes de charges.
Il est doté d’une double grille. Le seconde est mobile pour l’évacuation des feuilles mortes.
J’ai prévu une PMG très basse vitesse 1KW à 50 tours (trouvée sur le bon coin) qui alimentera une résistance située dans le ballon tampon de l’installation de chauffage central.
Vos réactions sont les bienvenues et je les attends avec grand intérêt.
Par la suite j’aurais essentiellement des questions sur la partie électrique (protection, résistance)
Merci à vous
Benoît


Message 2
Bonjour Turbot,
Merci pour vos encouragements et votre avis.
Mon obstination, c’est de penser qu’un moulin sans transformation d’énergie n’est plus un moulin.
Donc, c’est vrai que c’est un peu une danseuse par rapport à laquelle il ne faut pas attendre de retour d’investissement financier.
Il se situe plus dans le fait de redonner vie au site, de créer un peu de passage dans une région qui connait les maux de la ruralité et occasionnellement de faire quelques actions de sensibilisation pédagogique sur les enjeux environnementaux, en cours et à venir, auprès de quelques scolaires.
C’est certes compliqué d’où la nécessité de limiter les risques qui peuvent l’être.
Effectivement, j’ai tablé de mon côté sur 5 à 6 tours minimum avec un couple relativement important (Je suis plus intuitif qu’expert). Et heureusement que mon beau-frère est professionnel de Solidworks et concepteur de machine tournante.
Une première remarque qui m’est faite concerne le profil des aubes, point crucial en matière de rendement. Je suis impatient d’avoir des avis sur la question.
En fond de chariot, j’ai prévu une tôle réglable pour optimiser l’installation une fois en situation (inclinaison 4%)
Mon premier plan n’est probablement pas suffisant notamment pour comprendre le sens du courant.
J’en joint donc un deuxième.
Bien cordialement
Benoît

Message 3
J’ai eu l’occasion de présenter ces derniers jours notre projet de remise en route d’une roue au fil de l’eau à Marle dans l’Aisne. Je reste très à l’écoute de conseils qui pourraient m’être donnés sur le profil des pales.
J’ouvre un autre sujet concernant la génératrice que j’ai trouvé :
PMG Fournisseurs/Importateur Turbine et Alternateur à 39 Clairvaux les Lacs
5kw, 50 Hz, 250T/minute et 400V triphasé en vitesse nominale, 24 pôles, refroidissement naturel
1KW, 10 Hz, à 50T/mn et 80 V
Aimants permanents Néodyme-Fer-Bore ou NdFeB de classe 40SH / 1.2 à 1.29 Tesla, annoncé comme gardant leur force magnétique jusqu’à 150° contre 80° pour un NdFeB basique ;
Rendement jusqu’à plus de 96 % selon puissance et vitesse de rotation

Une petite manivelle montée provisoirement sur l’axe permet d’allumer quelques ampoules dès que je commence à l’actionner.

La finalité est d’alimenter une résistance dans le ballon tampon du chauffage central.

A ce stade, j’ai quelques questions pour lesquelles je sollicite la bonne volonté des experts :
- En été, je souhaite avoir la possibilité de basculer la transmission vers un petit broyeur.
Que se passe-t-il si je laisse tourner la génératrice découplée de la résistance. Dis autrement, est ce que la génératrice peut tourner sans dommage à vide ou dois-je à chaque fois déposer la courroie qui entraine la génératrice (poly V) ?
- Avant de définir la multiplication finale, je serai bien sûr amené à procéder à des essais. L’hypothèse est d’1 bon KW en condition optimum. Selon le cas, puis-je prévoir une résistance de 3 Kw et récupérer le Kw produit de façon optimum ou dois-je tendre vers le Kw attendu au niveau de la résistance?
- Au cas où des conditions optimums conduirait à produire momentanément plus que la puissance de la résistance, que se passe-t-il ? Fait-elle fusible ou freine-t-elle la roue ?
- Y a-t-il un dispositif de protection à prévoir ?

Merci beaucoup pour votre aide

Benoît

[dB-)]

Bonjour,

il n'y avait donc en fait pas d'attaque, mais juste une mauvaise configuration de ma part concernant les sauvegardes automatiques ... (l'abus de sauvegardes est dangereux pour la santé des forums !)

Votre idée d'installer une roue sur ce magnifique moulin est intéressante, mais il va falloir jouer finement pour espérer en sortir un peu de puissance ! Le projet initial du moulin avec 10 cm de chute avait probablement été abandonné justement parce que non viable.

(Le risque de crue devrait être prochainement atténué par la création, quelques km amont, d’un bassin de rétention

Certes, mais la météo devient de plus en plus violente et un bassin de rétention a une efficacité limitée, prévoyez quand même le pire !

je vais pouvoir la positionner de manière à utiliser un petit seuil naturel présent sur la rivière d’une hauteur de chute +/- égale à 30 cm.

Des chutes de 30 cm ont été exploitées par le passé, certains catalogues de turbines Fontaine proposaient des modèles adaptés à cette hauteur de chute.

Le problème de roue levante a été résolu en imaginant une roue mobile fixée sur un cadre qui peut être mise en deux positions :
- Une position de travail ou elle est avancée dans le courant
- Une position de repos où elle est effacée dans une loge intégrée à la berge

Pourquoi pas, mais vous aurez les mêmes contraintes qu'une roue levante, sans en avoir les avantages : l'avantage principal d'une roue levante étant de pouvoir la régler en hauteur de sorte qu'elle soit toujours plongée à la bonne profondeur et tourne avec l'efficacité maximale.

Il est doté d’une double grille. Le seconde est mobile pour l’évacuation des feuilles mortes.

Sur la plupart des roues que je vois, les grilles servent essentiellement à protéger la roue des flottants qui pourraient venir bloquer une aube et provoquer de gros dégâts (rupture d'aubes, à-coups dans la transmission).

J’ai prévu une PMG très basse vitesse 1KW à 50 tours (trouvée sur le bon coin) qui alimentera une résistance située dans le ballon tampon de l’installation de chauffage central.

Donc un beau bébé de quelques centaines de kg ... Un PMG, fabriqué en Europe, et donnant environ 2 kW à 50 tr/min revient quand même à environ 7 k€ H.T. ...

La finalité est d’alimenter une résistance dans le ballon tampon du chauffage central.

L'utilisation d'une puissance de 1 kW pour chauffer un ballon est la plus simple, mais aussi la moins démonstrative (peu didactique, on ne voit rien lors des visites). D'autres utilisations sont possibles, comme de l'éclairage, un raccordement réseau à zéro injection, etc ... Pour s'affranchir des contraintes de vitesse, il faut alors faire suivre le PMG d'un pont redresseur triphasé et régulateur ballast de sécurité et ensuite d'un petit onduleur qui délivrera par exemple 1 kW en 220 Vac 50 Hz, parfaitement stabilisé et propre.

Pour votre transmission à basse vitesse et puissance faible, et comme il faut traquer les Watts qui cherchent à se sauver par tous les chemins possibles, une solution est l'utilisation de courroies synchrones, ce sont elles qui donnent le meilleur rendement, moyennant certaines contraintes : coût de la grande roue dentée, et nécessité de protéger la transmission au moyen d'un carter.

professionnel de Solidworks et concepteur de machine tournante

Et artiste en plus, car le look est très sympathique !

profil des aubes

Là il faut lire les nombreux livres numérisés présents dans la partie ressources du forum, depuis quelques centaines d'années que les roues existent, je pense que l'essentiel a été découvert, et mis à part les formidables techniques d'usinage actuelles (découpe laser, usinage 5 axes, impression 3D, etc ...) j'ai toujours un petit doute quand je vois quelqu'un sortir un nouveau profil révolutionnaire, à grands renforts d'articles de journaux !

En été, je souhaite avoir la possibilité de basculer la transmission vers un petit broyeur.

Au vu du couple qui reste raisonnable, une solution serait de monter la grande poulie sur coussinets bronze, et de prévoir un crabotage, ainsi la transmission et l'alternateurs ne seraient plus entraînés. Une autre solution plus simple est de motoriser ledit broyeur par un petit moteur électrique alimenté par l'alternateur ...

je serai bien sûr amené à procéder à des essais

Soit vous branchez directement sur le PMG une ribambelle de résistances qui constituent un banc de test, avec mesures de U et I et calcul de la puissance (ou branchement d'un wattmètre), et vous cherchez à tâtons la configuration qui donne la puissance maximale (combinaison de la vitesse adéquate de la roue, du PMG, etc ...) soit si vous avez opté pour la solution d'un onduleur, vous tapotez simplement sur l'interface de l'onduleur de sorte à ajuster la tension continue prélevée, pour obtenir la puissance maximale (un tel onduleur trace automatiquement les courbes historiques de U, I, P), dans le respect des possibilités du PMG.

Y a-t-il un dispositif de protection à prévoir ?

A mon avis toujours ! Il faut imaginer tout ce qui peut se passer d'anormal, avec à chaque fois les conséquences qui suivent : plus de puissance sur la roue, ou au contraire blocage soudain, ouverture d'un disjoncteur, coupure réseau, rupture d'une courroie, court-circuit, ...

Bonne journée

dB-)

[Schmerber]

Merci beaucoup à Didier Beaume pour cette réponse détaillée, tout particulièrement sur une autre façon d'utiliser la petite production.
La bête s'avère être chinoise. J'ai pu l'obtenir pour 1100 euros. Sa valeur à neuf était de 3600 euros TTC et elle avait servi quelques heures à faire des essais. Son poids est de 200 Kg.
J'ai notamment renoncer à la roue levante parce que:
- Multiplication et génératrice devaient être "embarquées"
- Je ne me voyais plus trop, et de moins en moins, faire l'équilibriste en toutes circonstances
- Cela impliquait une transmission primaire par une longue chaîne difficile à graisser
- Son positionnement aurait été dans une portion encore moins "productive" du cours d'eau
- Il était difficile de trouver un moyen simple d'actionner une des deux ventelles située le long d'un mur.

Sur les conseils de G, j'ai réouvert "les moteurs hydrauliques" de Champy.
Moyennant le fait de soigner particulièrement l'évacuation de l'eau malgré le faible dénivelé, j'ai fait une nouvelle hypothèse "profil Poncelet" (en rouge) et non "Sagebien" (en noir). Je suis aussi limité par le fait d'un petit rayon.

Roue Profil Poncelet16042018.pdf

Merci pour vos retours

Benoît

[moulino51]

Bonsoir Benoit,

Voila très bien ce nouveau profil qui permettra de gagner en rendement

Dans le projet de roue escamotable actuelle, il faudra être vigilant sur tout ce qui pourrait arriver dans la grille, car tout ce qui vas passer au travers, se retrouvera sous la roue et seules les aubes feront fusible contrairement a la roue du droit d'eau qui pouvait se lever sans trop de force pour laisser passer les rondins.
Pour moi, coté avantages ou inconvénients, les deux solutions sont a 50/50

Une question que je me pose, vu que l'implantation des deux poteaux (contreventés ) serait autorisée, il serait bien de pouvoir obtenir le droit de réaliser un coursiers dans le lit de la rivière ?


Gé

[Schmerber]

Bonjour
Dans un post précédent vous indiquiez utiliser de l’acier corten pour certaines de vos roues. Certaines fiches techniques de ce produit préconisent de ne pas l’utiliser à moins de 3 mètres d’une rivière. Il est vrai que cet acier paraît intéressant concernant le rapport coût achat/ coût entretien + une sympathique esthétique vintage.
Depuis quand l’utilisez-vous? Quels sont vos retours d’expérience?
Bien cordialement
Benoît

[Schmerber]

Bonjour,

Est-ce que l’un d’entre vous à soit l’expérience, soit des informations concernant l’utilisation de l’acier corten (oxydation créant un film protecteur) en milieu aquatique ?
Son prix est intéressant. Il est question de 1,20 HT kg contre 0,80 pour l’acier qui nécessite d’être galvanisé et 2,70 pour l’inox.
J’ai notamment vu que Watson propose ce matériau pour les roues de sa fabrication.
Certaines notes techniques préconisent de ne l’utiliser à moins de 3 mètres d’un cours.
Merci pour vos retours d’expérience
Bien cordialement

Benoît

[moulino51]

Bonjour Benoit,

De mémoire l'acier Corten est utilisé dans les foyers de cheminée.

Pas d'avis sur sa tenue dans l'eau


Gé

[wanson ph]

Bonjour a tous ,

Pour répondre a vos questions sur les aciers corten , nous l'utilisons depuis 2003 en roue a aube et autre construction telle que des fontaine et petit bassin de décoration .

Pour les roues a aube dans ce type d'acier nous en avons un très bon retour , comme vous le dite il ce forme une légère couche de rouille qui protège l'acier , sont prix reste relativement abordable .

Nous l'utilisons pour ne pas choquer dans le cadre de vieux moulin et autre vieux batiment , certain constructeur propose la galvanisation ce qui je trouve n'est pas très joli ou encore en inox , le défaut de l'inox est de ce charger en calcaire et donc de verdir ou encore de provoquer des ballour sur les roues .

Nous en fabriquons aussi en acier de base st ou srj et appliquons deux couche de fond anti rouille et trois couche peinture ral au chois du client

en èspérant répondre a vos questions

[Schmerber]

Bonjour,

Le projet fait sont chemin.
Il est, après un an de démarches, officiellement autorisé par l'administration.
Il est redessiné et optimisé.

ROU-0010H.pdf

Dans un tel cas quel est le type de paliers préconisé ?:
- Poids de la roue 800 kg
- Axe 90mm
- 6 à 8 tours minute
- En extérieur
- Production 1kW
N'hésiter pas à multiplier les avis
Merci à vous et bon week-end

Benoît

[dyhne]

PALIERS
bonsoir
un palier type UCP en diam 90 mm (UCP??? 18)à 2-300€ peut tenir parfaitement et avec un petit graissage régulier tenir le coup à l'extérieur.
La capacité de charge du roulement est surement bien plus élevé que nécessaire,mais le montage est très facile (pas d'alignement précis),monobloc et catégorie de prix aussi bas que possible ,pas besoin d'un usinage précis,un axe en acier étiré suffira.
La vitesse de rotation très basse lui convient parfaitement.
Pour la réponse à la question précédente,,je crois me souvenir avoir écrit d'employer un système avec thermostat BI Lame et non un système électronique ,trop sensible au pointe de tension et fréquence.
Pour le profil des pâles ,le système Poncelet ou Zuppinger sera le plus adapté.
Passez d'agréables moments avec ce projet. Dyhne.