Roues à aubes Sagebien, Zuppinger, dessus, dessous, ...

[CF21]

@Gilles21 : pour une puissance équivalente, une machine volumétrique à action a des dimensions supérieures à celles d'une turbine à réaction. Cela implique donc plus de matériaux et plus d'encombrement en génie civil (outre la nécessité de bien profiler le coursier en format développant sur la circonférence + la vanne d'admission devant + le radier de fuite à profiler et creuser lui aussi correctement). S'y ajoute la question de la multiplication pour produire de l'électricité. L'ensemble n'est quand même pas un petit chantier.

Sur les dimensions, je ne pense pas que Ledid puisse repartir du génie civil tel qu'il est. Mais il faut surtout que sa réflexion parte de l'usage. Il y aurait 0,9 m de H et 2,4 m3/s de Q. La première question à se poser, c'est quelle puissance est recherchée. Par exemple s'il s'agit de produire 5 kVA utiles pour du chauffage des bâtiments, avec un rendement hydraulique de 0,6 pour la Poncelet (chiffre Bazard) et un rendement électromécanique de 0,8 cela implique de "boire" 1,2 m3/s de débit (en supposant le 0,9 m de H constant). Sur cette base, calculer la largeur que doit avoir l'admission d'eau en fonction de la vanne levante et de la hauteur du filet d'eau admis dans la roue.

Si j'ai bien compris la Poncelet, et pour faire suite à la demande de Ledid ainsi qu'à la remarque de de carruel gilles, il faut connaître la hauteur AC pour la hauteur totale exploitable et la hauteur AB pour la régulation par la vanne amont (et la vitesse absolue de l'eau V en entrée de roue, selon la hauteur où l'on relève la vanne de régulation).

PonceletHauteur.png

[CF21]

PS : une autre question à se poser à l'amont, c'est la crue de projet avec ses implications. Il semble que le débit peut atteindre 70 m3/s. Que devient la hauteur de lame AB à cette hypothèse ? Comment on protège la roue et les organes hydrauliques des embâcles ? Comment se comporte la roue en submersion ? Etc.

[Gilles21]

Bonjour
@ CF21
La puissance sera déterminée par le GC existant et la largeur maximum de la roue qui pourra y être implantée. A.Bazard donne une dépense de 1 m3/s par mètre de largeur environ.
Evidemment, si Ledid désire utiliser au maximum la ressource en eau disponible, il faudra reprendre tout le GC.
D'autre part, le croquis que tu nous proposes représente, sauf erreur grossière de ma part, une roue de côté qui est moins rapide que la Poncelet et dont le fonctionnement est différent.
Pour un débit de crue de 70 m3/s, la roue est arrêtée, bien sûr. C'est aussi ce débit et le niveau amont en découlant ( si l'on peut dire ) qui va conditionner la détermination du diamètre de la roue de manière à ce que les paliers soient toujours hors d'eau.

[CF21]

@Gilles21 : en fait mon dessin est une forme très simplifiée (car voulant juste indiquer les hauteurs à mesurer) de ce que l'on trouve chez Bazard, par exemple ci-dessous.

PonceletBazard.png

Sur le débit qui peut être supporté (jusqu'à 1 m3/s par m de largeur, et au-delà), je comprends cela comme une indication sur le maximum turbinable. Si l'on suit ce qu'explique Bazard, le calcul du débit réellement turbiné sera la hauteur du filet d'eau sous la vanne levante fois la vitesse de l'eau (dépendant de la hauteur amont AB) fois la largeur. Par exemple, Bazard conseille H/5 de hauteur de filet (H étant la hauteur de chute), donc pour 0,9 m le filet sera de 0,18 m. La vitesse sera d'environ 4 m/s. Sur un mètre de largeur, le débit sera 0,72 m3/s.

[Gilles21]

Bonjour
D'accord avec toi Charles sur le fait que la valeur de 1 m3/s est un débit max pour une hauteur de chute optimum. Mais quelle est réellement la hauteur de chute exploitable et la largeur entre les bajoyers du site de Ledid ?
Ceci dit, on peut très bien augmenter la levée de vanne au delà de H/5 et procéder par tâtonnements pour trouver le meilleur point de fonctionnement.
Et aussi reprendre l'idée très intéressante de Caruel Gilles d' une vanne courbe épousant la forme de la roue et limitant les pertes de charges à l'injection .

[CF21]

D'accord avec toi Charles sur le fait que la valeur de 1 m3/s est un débit max pour une hauteur de chute optimum. Mais quelle est réellement la hauteur de chute exploitable et la largeur entre les bajoyers du site de Ledid ?

Il serait bien que Ledid apporte des mesures plus précises. Même les photos ont un angle un peu limitatif pour comprendre le génie cvil amont, aval sur toute la largeur du coursier. Voir aussi ce qu'il y a au sol (la forme et le matériau du radier).

Ceci dit, on peut très bien augmenter la levée de vanne au delà de H/5 et procéder par tâtonnements pour trouver le meilleur point de fonctionnement.

Hum, méfiance là dessus. Tant qu'à faire, autant suivre dans la conception les traités qui synthétisent les expériences passées, comme l'excellent Bazard que tu as posté. En effet, comme l'explique cet auteur, le rendement est notamment déterminé par le bon angle d'attaque et de fuite, cela à différents débits, donc il vaut mieux avoir calculé cela avant que tâtonner après, au risque d'avoir dépensé une certaine somme pour une roue mal dimensionnée. Certes, cela produira toujours... mais si l'on arrive à 30% de rendement alors qu'on a calculé son affaire à 60%, c'est ennuyeux.

Et aussi reprendre l'idée très intéressante de Caruel Gilles d' une vanne courbe épousant la forme de la roue et limitant les pertes de charges à l'injection .

A l'injection, d'après les schémas de Bazard, c'est la forme du radier de fond juste à l'amont de la roue (courbe jusqu'au bord d'attaque des aubes, calcul à 6° ou 26° de décalage par rapport à l'axe vertical selon hypothèse, voir bêta dans les figures 171 et 172) qui permettrait au filet d'eau d'entrer avec un minimum de choc. Je n'ai jamais vu de Poncelet en fonctionnement, je suppose qu'il y a quand même une turbulence quand le filet sort à grande vitesse sous la vanne levante. La vanne courbe permet de se rapprocher de la roue et donc de limiter la longueur de ce filet d'écoulement à surface libre avant d'arriver sur les aubes. A tester en effet si pas trop compliqué concevoir et à manoeuvrer.

[Ledid]

Une semaine d'absence et je vois que les infos fusent. Merci pour toutes ces infos qui nous permettent d'y voir un peu plus clair. Ca va presque un peu trop vite

Il serait bien que Ledid apporte des mesures plus précises. Même les photos ont un angle un peu limitatif pour comprendre le génie cvil amont, aval sur toute la largeur du coursier. Voir aussi ce qu'il y a au sol (la forme et le matériau du radier).

Je suis en train de faire un plan côté (3D) du moulin et de ses vannes. Ca me prendre une petite semaine. Samedi, un géomètre vient prendre les côtes relatives déversoirs, vannes, ponts...
Quotidiennement, nous prenons les hauteurs d'eau. D'ici fin juin (niveau le plus bas), nous aurons un panel assez représentatif.

Je rappelle de nos objectifs.

• - Réaliser une roue (dominante bois) de A à Z, des calculs (avec votre aide) à la réalisation. Laurent, mon voisin, est menuisier et dispose des machines à commande numérique pour le faire.
  - Nous nous donnons un an pour définir le type de roue, en fonction des mesures et calculs de débit, situation...
  - Viendrons ensuite les travaux d'aménagement, génie civil.
  - et pour finir fabrication de la roue... champagne

Rq : Personne n'a encore parlé des roues à palettes. Pas rentable ??

Didier

[CF21]

Rq : Personne n'a encore parlé des roues à palettes. Pas rentable ??

La roue à palettes classique (simples planches de bois orthogonales au rayon) est réputée avoir un mauvais rendement (20 à 30%) en raison des chocs de l'eau et turbulences diverses dans le coursier. Les modèles du XIXe siècles de roue de dessous ou de côté (Sagebien, Poncelet, Zuppinger, etc.) ont cherché à dépasser ces limitations qui sont mentionnées dans les traités de l'époque. Tout dépend un peu du poids relatif que votre voisin et vous donnez à l'esthétique, à la simplicité de conception et d'entretien, au rendement, à la puissance utile fournie, etc.

Quant à la "rentabilité"... quel que soit le modèle, mieux vaut avoir de la passion Il est difficile de faire un site vraiment "rentable" avec une très basse chute et un kWh à moins de 20 centimes, c'est plus le plaisir de concevoir le dispositif hydraulique, de produire un peu de sa propre énergie et de redonner sens à un beau patrimoine.

[dB-)]

Bonjour,

un peu de lecture sur les roues, avec quelques livres tout chauds sortis du disque dur !

D'autres suivront, il faut juste que je passe quelques vieux grimoires jaunis et craquants sur le scanner ...

Belhoste Lemaitre Poncelet roues et turbines.pdf

Conception des roues à aubes.pdf

Design calculations for no-head, low-head waterwheels....pdf

Extrait moteurs.pdf

Extrait roues.pdf

Hydraulique appliquée Vigreux.pdf

Manuel de l'Ouvrier Mécanicien VIII Hydraulique Franche 1905.pdf

Mémoire sur les roues hydrauliques.pdf

MHyLab roue par dessus.pdf

Moteurs hydrauliques René Champly.pdf

OVERSHOT WATERWHEEL DIY.pdf

Poncelet Mémoire_N0062031_PDF_1_-1DM.pdf

Roue étanche.pdf

Roue flottante.pdf

Roues à aubes.pdf

Traité des moteurs hydrauliques et à vapeur.pdf

Traité d'hydraulique Daubuisson.pdf

Traité théorique et pratique des moteurs hydrauliques.pdf

Traité_des_moteurs hydrauliques Armengaud 1858 PLANCHES.pdf

Treatise on Hydraulics 1899.pdf

Vieux grimoire 1921 partie 1.pdf

Water wheels as a power source.pdf

Dès que j'ai 5 minutes je mets à jour la rubrique Vieux grimoires avec les liens vers ces documents.

Bonne lecture !

dB-)

[moulino51]

Un grand merci a Didier, pour avoir mis en ligne cette montagne de documents.


Gé