Vis d'Archimède

[CF21]

Attention aux généralités issues d'un seul exemple !

C'est vrai mais dans l'étude d'Alois Lashofer 2012 citée plus haut, sur 31 vis installées en Europe (exploitants ayant répondu, 71 au départ), le problème du bruit a été cité par les 2/3 des répondants et a fait l'objet de remarques des voisins dans 52% des cas.

Donc cela semble une réalité au-delà d'un cas isolé, même si ce n'est pas généralisé non plus. Les constructeurs et installateurs gagneraient à communiquer précisément là-dessus : quel niveau de nuisance, quelles solutions pour minimiser, etc.

[Ticapix]

Bonjour,

@SG.hydro
Pour ma part en partant d'une chute de 2 m et une vitesse de rotation de 120t/min si on passe sous 1.2 m soit 40% de moins , la rectification de vitesse imposerait de tourner à 92.94 tours/min soir 29,1% de moins.

En prenant une courbe de Kaplan classique cf ci joint

Tenot_ Kaplan_1.PDF

. On peut voir qu'à pleine ouverture et pour Alpha et Béta constant chute nominale 2.5 m, une variation de chute de 40% soit => chute de 1.5 m le rendement sans changer alpha (angles des directrices) et beta (angle des pales) est de 81% (point rouge) contre 85% à pleine ouverture à la chute nominale, soit (- 4%)

Si on adapte les angles alpha et béta c'est à dire si on modifie l'angle d'orientation des pales et des directrices lorsque la chute baisse on arrive à "grapiller" environ 2% ce qui ne fait au final ET A VITESSE CONSTANTE qu'une dégradation de 2%.

Et encore on parle ici de tracé de roue de 1935. Les profils modernes de certaines Kaplan ont des collines de rendement avec une axe plus allongé vers l'axe des x ce qui les rend encore moins sensibles aux variations de chute.

On le voit bien, même avec un tracé de 1935, la vitesse variable n'a aucun intérêt pour une double réglage, il en serait un peu différent avec une hélice.

Cdt

TG

[moulino51]

On le voit bien, même avec un tracé de 1935, la vitesse variable n'a aucun intérêt pour une double réglage

La VLH est dans cette configuration, est donc ça ne semble pas être un bon choix ? Le bénéfice n'étant pas amortis par le surcout de cette configuration.


Gé

[CF21]

Moi pas sûr tout comprendre. :?

Dans le schéma de Ténot, les collines suggèrent que dans tous les cas, on est entre 78 et 86 %. Bon, 8% ce n'est pas rien quand on est professionnel, mais ce n'est pas non plus énorme : une Kaplan perd si peu avec une chute qui baisse de 50%? Que signifie alpha et bêta fixe : si on laisse les directrices et les pales fixes, à quoi sert le double réglage, à grapiller quelques % par rapport à une hélice fixe?? J'avais souvenir que Paul se tirait les cheveux quand il avait des remontées aval parce que le rendement plongeait beaucoup plus bas. Ou alors c'est le problème à la gauche du schéma de Tenot, quand la chute est encore plus basse que 1,50 m ?

Pour revenir sur les vis de La Chapelle qui est le sujet, si elles arrivent à tirer plus de 200 kW sur 1,2 m de chute, alors cela signifie-t-il qu'on peut très bien équiper avec elles ce niveau de chute (je veux dire : ce niveau de chute normal, pas du fait d'une remontée aval mais d'un site qui aurait toute l'année 1,2 m de chute, genre de site sur lequel on a beaucoup parlé et dont on concluait qu'il est dur à équiper) ?

[SG.Hydro]

On le voit bien, même avec un tracé de 1935, la vitesse variable n'a aucun intérêt pour une double réglage

La VLH est dans cette configuration, est donc ça ne semble pas être un bon choix ? Le bénéfice n'étant pas amortis par le surcout de cette configuration. Gé

Pas tout à fait, la VLH se targue d'un génie civile plus light pour compenser son cout et est une "Kaplan" simple réglage (directrices fixes)

[SG.Hydro]

Moi pas sûr tout comprendre. :?

Dans le schéma de Ténot, les collines suggèrent que dans tous les cas, on est entre 78 et 86 %. Bon, 8% ce n'est pas rien quand on est professionnel, mais ce n'est pas non plus énorme : une Kaplan perd si peu avec une chute qui baisse de 50%? Que signifie alpha et bêta fixe : si on laisse les directrices et les pales fixes, à quoi sert le double réglage, à grapiller quelques % par rapport à une hélice fixe?? J'avais souvenir que Paul se tirait les cheveux quand il avait des remontées aval parce que le rendement plongeait beaucoup plus bas. Ou alors c'est le problème à la gauche du schéma de Tenot, quand la chute est encore plus basse que 1,50 m ?

L’avantage du double réglage c'est surtout de s'adapter au variation de débit.
Ici effectivement on perds 8 % mais on est obliger de turbiner plus de flotte.

Si je prends le point "puissance nominal" on a
P=100 Cv (soit 74kW)
H=2.5 m
R = 85%
donc
Q= P/RgH=4.797 m3/s

Si je prends le "point rouge" on a
P=52 Cv (soit 38.8 kW)
H=1.5 m
R=81%
donc
Q=4.36 m3/s

sauf que si on applique les loi de similitudes Qf=Qi * SQRT(Hf/Hi)(qui peuvent s'appliquer vu que alpha et baeta sont constant) on devrait avoir
Q=77% * 4.797 = 3.71 m3/s mais à rendement constant soit 85% et vitesse plus faible.

J'en conclu que le fait de faire tourner la turbine a vitesse constante l'oblige à avaler plus de débit (+ 0.65 m3/s) d'ou la perte de rendement ?

Pour revenir sur les vis de La Chapelle qui est le sujet, si elles arrivent à tirer plus de 200 kW sur 1,2 m de chute, alors cela signifie-t-il qu'on peut très bien équiper avec elles ce niveau de chute (je veux dire : ce niveau de chute normal, pas du fait d'une remontée aval mais d'un site qui aurait toute l'année 1,2 m de chute, genre de site sur lequel on a beaucoup parlé et dont on concluait qu'il est dur à équiper) ?

Hum sauf que si je me souviens bien le prix global du projet est au alentour de 1.5 M EURO... dur a amortir sur 1.2m de chute (hors remontés !) même avec 200 kW il me semble.

[Ticapix]

Bonjour,

@SG Hydro: effectivement on prend plus d'eau si on reste sur le point rouge mais si on adapte le réglage des directrices et de l'angle des pales donc on ne reste pas sur le réglage alpha beta pour une chute de 2.5 m alors on regagne 2% donc on prend un peu moins d'eau ou on fait surtout un peu plus de Kw ce qui est le plus important car en fait quand la chute baisse c'est qu'il y a de l'eau à profusion et on s'en "fout "un peu d'économiser dans cette configuration.

@CF21: 78 à 85% cela correspond au rendement de cette kaplan sur la plage de fonctionnement du mini d'ouverture ( pales 1° directrices 26°) au maxi d'ouverture.

@Moulino: En fait pour la VLH la vitesse variable n'a été choisie que parce qu'il était impossible pour cette configuration choisie de mettre un alternateur à vitesse synchrone à l'intérieur (pb de taille et de coût) Après le service commercial en a fait un argument de vente avec adaptation à la chute mais ce n'est ce qui a dicté le choix au départ. D'ailleurs le BE avait étudié au départ une transmission hydraulique, vite abandonnée en raison des pertes importantes.
Si on regarde de plus près la courbe de la Kaplan de M Tenot on constate qu'en fonction de l'ouverture on voit que la vitesse spécifique (Ns) varie de 300 au mini d'ouverture jusqu'à presque 900 !.
En reprenant le bon logiciel de M Mendret chacun pourra constater que normalement si on voulait adapter à chaque instant une turbine au meilleur point de rendement (le fameux MPTT de DB !) il faut non seulement adapter la vitesse à la chute ( 2 à 3 fois/an) mais surtout au % d'ouverture (plusieurs fois/jour).
Ex si on tourne à 125 tours au maxi du rendement 86% à Ns 600, il faudrait tourner à 137 tours à pleine ouverture pour garder le même rendement (86%) et comme on est à vitesse fixe on perd 1%. A l'inverse à faible ouverture il faudrait tourner à 94 tours environ
Le gain peut aller jusqu'à 5-6% % aux extrêmes des courbes surtout à faible débit, dommage que la VLH ne le fasse pas.

Bon là je suis un peu hors sujet, => tu peux déplacer Gérard si tu le veux.

Cdt

TG

[moulino51]

Bonjour Thierry,

Bon là je suis un peu hors sujet, => tu peux déplacer Gérard si tu le veux.

Pas tant que ça, un déplacement ferait perdre du sens a ce fil de discussion.

Par contre pense a mettre un lien vers ce fil dés une prochaine réponse sur les courbes de rendement des Kaplan ou hélices.

Merci pour ces bonnes explications

@ tous, pour info : quand vous souhaitez mettre un lien de renvoi vers une partie de post précis, cliquez sur le titre de la réponse, et copiez l'URL sans la barre d'adresse en haut, cela permet de bien cibler un renvoi.
Exemple vous souhaitez poster un lien sur la réponse de Thierry ci-dessus : http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?p=10869#p10868 et si le lien concerne le début du post, poster avec : http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=5&t=769 ces petites astuces donnent du confort a la navigation


Gé

Ps : petite erreur dans les URL merci a SG hydro de me l'avoir signalé

[Pascal70]

En revanche, il me semble que c'est un résultat encourageant pour les futurs producteurs, (ainsi que ceux installés ). Je m'explique, la grand majorité des sites potentiellement exploitables sont des basses chutes, voir très basses et bien moins convoitées. Un génie civil moins onéreux qu'une grosse kaplan, un coût machine -qui semblerait- inférieur, dans certaines limites toutefois, car les vis sont lourdes et le coût matière impacte vite le prix de vente. De plus, l'absence de dègrilleur plaide en faveur des vis. En revanche la variation de vitesse est souvent nécessaire et n'est pas donnée. Une incertitude à la façon dont réagissent ces machines aux excédents d'eau en amont, on voit que cela se passe pas mal avec des remontées aval. A une période ou les derniers sites à relativement gros débit (je parle pour la franche-comté) se font rares, le système de vis pourrait être une belle possibilité et une alternative aux VLH. A suivre avec grand intérêt !
Bonne soirée, les feuilles marquent une pause et les kWh s'en portent bien !
PJ

[MHEC]

Bonsoir,

Un grand merci à Teoz pour nous faire vivre en direct le lancement de ces 2 vis en effet, je suis "bluffer " , le rendement est excellent compte tenu de la faible chute ! il faut bien l'avouer, ces vis vont faire de l'ombre aux VLH !

Au fait Teoz, avez-vous bien vérifié que la puissance annoncée au superviseur est bien conforme aux enregistrements du compteur électronique d'ERDF ? ( je sais, je sais que vous allez dire que je chipote, mais par les temps qui courent on ne sait jamais, nous allons bientôt payer un loyer fictif alors pourquoi pas une production fictive !!!)

Que donne la Kaplan DR quand la chute tombe aussi bas (env. 1,1 m en valeur absolue et 50% de H) ?

Très bonne question, on va comparer:

VIS selon le superviseur de Teoz :
Débit turbiné = 13 m3/s
Puissance = 111 kW
Chute = 1,14 m

Kaplan DR:
Débit turbiné = 9,3 m3/s
Puissance = 105 kW (roue Ø 2 mètres et ns à 101 tr/min).
Chute = 1,50 m

Donc, on voit de suite que la Kaplan DR est dans les choux (*) avec des chutes si basses mais va très certainement dépassée la VIS lorsque le débit de la rivière sera au module.

(*) quoique, avec une roue de Ø 2,50 mètres on risque d'être à égalité mais attention ! ça commence a être du "gros" calibre

Affaire à suivre donc….

Bonne soirée.

PV