Bonjour
Merci Eric, tu me rassures je me demandais si je ne devenais pas gâteux.
@ Toor
Je joins 2 estimations faites avec le logiciel d'Hydroroues : calculroue
Ce n'est qu'une estimation qui vaut ce qu'elle vaut.
Ca vous permettra d'avoir une approche de ce que vous pouvez faire
Turbines Francis
-
Gilles21
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Re: Adaptation Turbine Francis
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
Gilles 21
-
toor
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Re: Adaptation Turbine Francis
Super, merci Eric, merci Gilles,
Si j ai bien compris, je ne touche rien a l ancien aspirateur, donc le schema de montage initial :
______niveau amont
|
|
| 2.3 m (Hch)
|
|
[xx] turbine (0.5m)
==== Dalle beton
|
| 2.0 m (Haspi)
|
|____________niveau Aval
|
|_____fond de l aspirateur (1,2m sous le niveau Aval) (soit 3.2m depuis la turbine)
va devenir sur le nouveau site de 3,2 m de chute :
______niveau amont
|
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| 1,2 m (Hch)
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[xx] turbine (0.5m)
==== Dalle beton
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| 2.0 m (Haspi)
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|____________niveau Aval
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|_____fond de l aspirateur (1,2m sous le niveau Aval) (soit 3.2m depuis la turbine)
C est Hch qui diminue et vaut 1,2m, mais si j ai bien compris, ce n est pas grave car peu de vortex en basse chute.
La longueur de 2 metres de l aspirateur, peut-elle reduite sans trop perturber le rendement ? Si oui dans quelle proportion ?
Merci
toor.
Si j ai bien compris, je ne touche rien a l ancien aspirateur, donc le schema de montage initial :
______niveau amont
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| 2.3 m (Hch)
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[xx] turbine (0.5m)
==== Dalle beton
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| 2.0 m (Haspi)
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|____________niveau Aval
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|_____fond de l aspirateur (1,2m sous le niveau Aval) (soit 3.2m depuis la turbine)
va devenir sur le nouveau site de 3,2 m de chute :
______niveau amont
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| 1,2 m (Hch)
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[xx] turbine (0.5m)
==== Dalle beton
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| 2.0 m (Haspi)
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|____________niveau Aval
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|_____fond de l aspirateur (1,2m sous le niveau Aval) (soit 3.2m depuis la turbine)
C est Hch qui diminue et vaut 1,2m, mais si j ai bien compris, ce n est pas grave car peu de vortex en basse chute.
La longueur de 2 metres de l aspirateur, peut-elle reduite sans trop perturber le rendement ? Si oui dans quelle proportion ?
Merci
toor.
picocentrale de 33kW, 1300 l/s, 4m de chute, géné 50 kVA 1000tr, multiplicateur à courroies
-
Gilles21
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Re: Adaptation Turbine Francis
Bonsoir Toor
Je ne pense pas que raccourcir l'aspirateur de 50 ou 60 cm fera chuter le rendement de manière significative bien que cette turbine avec un ns d'environ 400 soit une francis rapide et que la hauteur de chute à récupérer par l'aspirateur soit environ de 12% , valeur non négligeable et c'est pourquoi je préfère laisser les spécialistes du forum vous répondre car je ne voudrais pas vous induire en erreur.
Je ne pense pas que raccourcir l'aspirateur de 50 ou 60 cm fera chuter le rendement de manière significative bien que cette turbine avec un ns d'environ 400 soit une francis rapide et que la hauteur de chute à récupérer par l'aspirateur soit environ de 12% , valeur non négligeable et c'est pourquoi je préfère laisser les spécialistes du forum vous répondre car je ne voudrais pas vous induire en erreur.
Gilles 21
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ericnoharet
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Re: Adaptation Turbine Francis
Bonjour,
C'est plus clair !
Pour l'aspirateur, il suffit qu'il soit immergé de quelques centimètres.
Vous pouvez donc le raccourcir.
Personnellement, je laisse 20cm dans l'eau au plus basses eaux.
A mon avis, très peu de risque de vortex avec 1.2m au dessus de la turbine.
A moins que la chambre d'eau ne soit vraiment très étroite, d'où des vitesses d'eau verticale importantes.
Si la dalle du nouveau site est existante, ne la touchez surtout pas.
Eric
C'est plus clair !
Pour l'aspirateur, il suffit qu'il soit immergé de quelques centimètres.
Vous pouvez donc le raccourcir.
Personnellement, je laisse 20cm dans l'eau au plus basses eaux.
A mon avis, très peu de risque de vortex avec 1.2m au dessus de la turbine.
A moins que la chambre d'eau ne soit vraiment très étroite, d'où des vitesses d'eau verticale importantes.
Si la dalle du nouveau site est existante, ne la touchez surtout pas.
Eric
-
fbo69390
Re: Comprendre le fonctionnement d'une turbine Francis
Bonjour,
Félicitations pour ce forum riche d'informations.
Je suis propriétaire d'une micro centrale équipée de deux turbines Francis de marque Dumont :
- Une première verticale FVOS pouvant absorber 2200 l/s pour une puissance théorique de 57 Kw
- Une deuxième horizontale FHOS pouvant absorber 800 l pour une puissance théorique de 27 KW
Nous avons une chute brute de 4m et une chute nette de 3,80m
Le module est de 2,9 m³ avec des pointes à 8m³
La turbine de 57 KW est d'origine, d'un diamètre de 1020 mm dans une chambre de dimensions de 1.80m par 1.80m.
La turbine de 27 kw d'un diamètre de 635mm : refection du rotor suite à casse de pâles. Il y en avait initialement 7 au total. Réusinage à partir d'un modèle proche de même diamètre mais avec 13 pâles.
Les questions que nous nous posons :
1/Pour la turbine de 27 kw,
Nous produisons au maximum 17 kw soit une perte de 10 kw.
Nous pensons que cette perte de puissance a deux origines :
a/le fait d'avoir fait refaire un rotor inox avec plus de pâles sur un même diamètre.Est ce préjudiciable pour la puissance ?
risque d'engorgement ? Que faudrait il faire pour remédier au problème ?
b/l'aspirateur : tube droit sans cône d'un diamètre de 0,68 m et d'une longueur de 1,01m. De l'extrémité du tuyau au fond de l'eau : 0,61 m ; A l'arrêt, distance de 0,18 m du bout du tuyau au fil de l'eau.
Tout autour de l'aspirateur, côté mur au fond : 1,30 m de dégagement, à gauche 0,98m, à droite 0,90m et côté sortie de l'eau : 1.38m
Ne serait il pas opportun d'envisager un prolongement avec un coude 90 degrés et en finissant sous forme de rectangle ?
2/Pour la turbine de 57 kw,
Nous produisons au maximum 38 kw soit une perte de 19 kw.
Nous pensons que cette perte de puissance a deux origines également:
a/la superficie de la chambre d'eau (carrée) avec peu de dégagements
Quelles sont les dimensions de dégagement pour un fonctionnement optimal ?
b/l'aspirateur : tube droit sans cône de hauteur de 1,15m ; diamètre de 1,10m ; très faible dégagement de 0,03m derrière contre le mur du fond, à gauche 0,60m, à droite 1,20m et côté sortie de l'eau 3m
Ne serait il pas opportun d'envisager un prolongement avec un coude 90 degrés et en finissant sous forme de rectangle ?
Est ce que vous pensez que ces deux turbines proche l'une de l'autre à la sortie aval (séparé par un mur de 1m au centre) est préjudiaciable ?
En installant ces aspirateurs, quels pourraient être les gains de puissance ?
Merci par avance de vos avis et réponses.
fbo69390
Félicitations pour ce forum riche d'informations.
Je suis propriétaire d'une micro centrale équipée de deux turbines Francis de marque Dumont :
- Une première verticale FVOS pouvant absorber 2200 l/s pour une puissance théorique de 57 Kw
- Une deuxième horizontale FHOS pouvant absorber 800 l pour une puissance théorique de 27 KW
Nous avons une chute brute de 4m et une chute nette de 3,80m
Le module est de 2,9 m³ avec des pointes à 8m³
La turbine de 57 KW est d'origine, d'un diamètre de 1020 mm dans une chambre de dimensions de 1.80m par 1.80m.
La turbine de 27 kw d'un diamètre de 635mm : refection du rotor suite à casse de pâles. Il y en avait initialement 7 au total. Réusinage à partir d'un modèle proche de même diamètre mais avec 13 pâles.
Les questions que nous nous posons :
1/Pour la turbine de 27 kw,
Nous produisons au maximum 17 kw soit une perte de 10 kw.
Nous pensons que cette perte de puissance a deux origines :
a/le fait d'avoir fait refaire un rotor inox avec plus de pâles sur un même diamètre.Est ce préjudiciable pour la puissance ?
risque d'engorgement ? Que faudrait il faire pour remédier au problème ?
b/l'aspirateur : tube droit sans cône d'un diamètre de 0,68 m et d'une longueur de 1,01m. De l'extrémité du tuyau au fond de l'eau : 0,61 m ; A l'arrêt, distance de 0,18 m du bout du tuyau au fil de l'eau.
Tout autour de l'aspirateur, côté mur au fond : 1,30 m de dégagement, à gauche 0,98m, à droite 0,90m et côté sortie de l'eau : 1.38m
Ne serait il pas opportun d'envisager un prolongement avec un coude 90 degrés et en finissant sous forme de rectangle ?
2/Pour la turbine de 57 kw,
Nous produisons au maximum 38 kw soit une perte de 19 kw.
Nous pensons que cette perte de puissance a deux origines également:
a/la superficie de la chambre d'eau (carrée) avec peu de dégagements
Quelles sont les dimensions de dégagement pour un fonctionnement optimal ?
b/l'aspirateur : tube droit sans cône de hauteur de 1,15m ; diamètre de 1,10m ; très faible dégagement de 0,03m derrière contre le mur du fond, à gauche 0,60m, à droite 1,20m et côté sortie de l'eau 3m
Ne serait il pas opportun d'envisager un prolongement avec un coude 90 degrés et en finissant sous forme de rectangle ?
Est ce que vous pensez que ces deux turbines proche l'une de l'autre à la sortie aval (séparé par un mur de 1m au centre) est préjudiaciable ?
En installant ces aspirateurs, quels pourraient être les gains de puissance ?
Merci par avance de vos avis et réponses.
fbo69390
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ericnoharet
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Re: Comprendre le fonctionnement d'une turbine Francis
Bonjour,
Malgré votre descriptif assez précis, il est difficile de répondre sans voir le site.
Avec les longueur citées, les aspirateurs n'on pas à être conique obligatoirement.
Les distances de sortie semblent un peu juste mais correctes.
La distance de 0.18m à vide au dessus de l'eau semble un peu juste, même si je suppose que l'extrémité est bien dans l'eau en fonctionnement.
Pour la puissance espérée, je suis d'accord avec 57KW, mais pour la petite, c'est plutôt 21kw maximum (0.8m3/s x 3.8m x 9.81 x 0.7rendement global)
Pour bien savoir ou chercher, il n'y a que la mesure.
Pression réelle à l'entrée de la turbine, a l'extrémité de l'aspirateur.
C'est souvent qu'on à de grosses surprises.
(prise d'air sur l'aspirateur, perte de charges amont plus importantes que prévues...)
Une vérification des niveaux en fonctionnement pour être sur de la chute est aussi utile.
Le débit réel aspiré est aussi une mesure importante. Mais pas toujours facile à réaliser.
Eric
Malgré votre descriptif assez précis, il est difficile de répondre sans voir le site.
Avec les longueur citées, les aspirateurs n'on pas à être conique obligatoirement.
Les distances de sortie semblent un peu juste mais correctes.
La distance de 0.18m à vide au dessus de l'eau semble un peu juste, même si je suppose que l'extrémité est bien dans l'eau en fonctionnement.
Pour la puissance espérée, je suis d'accord avec 57KW, mais pour la petite, c'est plutôt 21kw maximum (0.8m3/s x 3.8m x 9.81 x 0.7rendement global)
Pour bien savoir ou chercher, il n'y a que la mesure.
Pression réelle à l'entrée de la turbine, a l'extrémité de l'aspirateur.
C'est souvent qu'on à de grosses surprises.
(prise d'air sur l'aspirateur, perte de charges amont plus importantes que prévues...)
Une vérification des niveaux en fonctionnement pour être sur de la chute est aussi utile.
Le débit réel aspiré est aussi une mesure importante. Mais pas toujours facile à réaliser.
Eric
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dB-)
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Re: Comprendre le fonctionnement d'une turbine Francis
Bonjour,
pas évident en effet d'y voir clair à distance ! En plus des remarques d'Eric :
Pour la grosse turbine, je suppose que vous parlez de la puissance électrique. Avec un rendement génératrice + transmission de 0.85, les 57 kW électriques correspondent en gros à 67 kW à l'arbre, et en supposant que la turbine est bien adaptée au site, et que son rendement est de l'ordre de 0.82, une roue de 1020 mm passant 2.2 m3/s sous 3.80 m de chute nette serait une Francis moyenne, avec un Ns de 280 et une vitesse de 155 tr/min, la perte a récupérer dans l'aspirateur étant faible, de l'ordre de 10%.
Sans voir l'installation (donc point de vue à prendre avec des pincettes), il semble que :
- la chambre d'eau carrée de 1.80 * 1.80 est trop exigüe : si vous pouvez l'observer pendant le fonctionnement, cela se voit de suite, surface agitée, avec des "bourrelets" d'eau, éventuellement des siphons, et des grandes vitesse d'eau. Il faudrait soit une chambre carrée plus vaste (au moins 1 m tout autour du distributeur, avec des vitesses d'eau faibles, de l'ordre de 0.5 m/s), soit une chambre en béton type semi-spirale.
- la vitesse de rotation est-elle correcte ?
- l'aspirateur droit n'est pas terrible, mais c'est peu important ici (contrairement à une turbine rapide type hélice ou Kaplan). D'après ses dimensions, il faudrait qu'il y ait si possible environ 1 m de libre (soit une fois le diamètre) entre la base de l'aspirateur et le radier.
- vérifier aussi l'absence de fuites créant des prises d'air : si c'est le cas, la hauteur de chute placée sous la fuite est perdue.
Pour la petite turbine, si on considère cette fois 27 kW à l'arbre (ce n'est pas très clair dans votre description), avec un rendement de 0.87, on trouve qu'une roue de 635 mm passant 800 l/s sous 3.8 m de chute nette serait une Francis moyenne, avec un Ns de 280 et une vitesse de rotation de 250 tr/min, la perte à récupérer dans l'aspirateur étant là aussi faible, de l'ordre de 9 %.
- le fait d'avoir 13 aubes au lieu de 7 double quasiment les pertes de frottement de l'eau sur les aubes, l'état de surface est important (avec de l'inox cela devrait être bon).
- normalement, pour diminuer le bruit et les vibrations, le nombre d'aubes de la roue et le nombre de directrices du distributeur doivent être premiers entre eux : avec une roue à 13 aubes, il ne faut pas que le distributeur ait 13 ou 26 directrices.
Personnellement je ne rajouterais pas de coudes, il y a plus à perdre qu'à gagner.
Cordialement
dB-)
pas évident en effet d'y voir clair à distance ! En plus des remarques d'Eric :
Pour la grosse turbine, je suppose que vous parlez de la puissance électrique. Avec un rendement génératrice + transmission de 0.85, les 57 kW électriques correspondent en gros à 67 kW à l'arbre, et en supposant que la turbine est bien adaptée au site, et que son rendement est de l'ordre de 0.82, une roue de 1020 mm passant 2.2 m3/s sous 3.80 m de chute nette serait une Francis moyenne, avec un Ns de 280 et une vitesse de 155 tr/min, la perte a récupérer dans l'aspirateur étant faible, de l'ordre de 10%.
Sans voir l'installation (donc point de vue à prendre avec des pincettes), il semble que :
- la chambre d'eau carrée de 1.80 * 1.80 est trop exigüe : si vous pouvez l'observer pendant le fonctionnement, cela se voit de suite, surface agitée, avec des "bourrelets" d'eau, éventuellement des siphons, et des grandes vitesse d'eau. Il faudrait soit une chambre carrée plus vaste (au moins 1 m tout autour du distributeur, avec des vitesses d'eau faibles, de l'ordre de 0.5 m/s), soit une chambre en béton type semi-spirale.
- la vitesse de rotation est-elle correcte ?
- l'aspirateur droit n'est pas terrible, mais c'est peu important ici (contrairement à une turbine rapide type hélice ou Kaplan). D'après ses dimensions, il faudrait qu'il y ait si possible environ 1 m de libre (soit une fois le diamètre) entre la base de l'aspirateur et le radier.
- vérifier aussi l'absence de fuites créant des prises d'air : si c'est le cas, la hauteur de chute placée sous la fuite est perdue.
Pour la petite turbine, si on considère cette fois 27 kW à l'arbre (ce n'est pas très clair dans votre description), avec un rendement de 0.87, on trouve qu'une roue de 635 mm passant 800 l/s sous 3.8 m de chute nette serait une Francis moyenne, avec un Ns de 280 et une vitesse de rotation de 250 tr/min, la perte à récupérer dans l'aspirateur étant là aussi faible, de l'ordre de 9 %.
- le fait d'avoir 13 aubes au lieu de 7 double quasiment les pertes de frottement de l'eau sur les aubes, l'état de surface est important (avec de l'inox cela devrait être bon).
- normalement, pour diminuer le bruit et les vibrations, le nombre d'aubes de la roue et le nombre de directrices du distributeur doivent être premiers entre eux : avec une roue à 13 aubes, il ne faut pas que le distributeur ait 13 ou 26 directrices.
Personnellement je ne rajouterais pas de coudes, il y a plus à perdre qu'à gagner.
Cordialement
dB-)
didier Beaume, DBH Sarl 33 les Chênes 88340 Le Val d'Ajol, RCS Epinal Siren 510 554 835 capital 50 000 € APE 3511Z TVA FR82510554835
Etudes, vente et pose de turbines, rénovation, régulation, maintenance, vannes, grilles, dégrilleurs
Microcentrale avec une Kaplan DR 1600 l/s @ 4.80 m en entraînement direct @ 500 tr/min
Site Web DBH Sarl.eu
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colmont
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Re: Comprendre le fonctionnement d'une turbine Francis
Bonjour,je joins à mon message trois photos de' turbines doubles trb chartres de 1944. L une de 38cv et l'autre 20 cv
environ. La plus grosse est en etat de fonctionnement,directrices et axes refaits il yè a une dizaine d'années. IL a été
installé en bout d'arbre un palier en bois, celui d'origine etant usé et le demontage semblant périlleux ( fonte
extrêmement cassante). La deuxieme turbine a été mise hors service assez sauvagement ( en tronçonnant son axe au ras du corps) il y a tres ongtemps, soixantaine d'années. pourquoi? mystere. Ses directrices sont bloquées,le palier exterieur
immergé doit etre hs. Mais la roue semble ne pas etre en mauvais etat.
Pensez vous qu un tel montage était facile à conduire, je pense à la gestion d'ouverture des directrices de l'une et ou de
l autre,et à quels degres d'ouvertures. Ne serait il pas plus judicieux et rentable de monter un ensemble plus moderne
à la place de la petite turbine,tout en conservant la grande qui fonctionne. Merci de vos avis.
environ. La plus grosse est en etat de fonctionnement,directrices et axes refaits il yè a une dizaine d'années. IL a été
installé en bout d'arbre un palier en bois, celui d'origine etant usé et le demontage semblant périlleux ( fonte
extrêmement cassante). La deuxieme turbine a été mise hors service assez sauvagement ( en tronçonnant son axe au ras du corps) il y a tres ongtemps, soixantaine d'années. pourquoi? mystere. Ses directrices sont bloquées,le palier exterieur
immergé doit etre hs. Mais la roue semble ne pas etre en mauvais etat.
Pensez vous qu un tel montage était facile à conduire, je pense à la gestion d'ouverture des directrices de l'une et ou de
l autre,et à quels degres d'ouvertures. Ne serait il pas plus judicieux et rentable de monter un ensemble plus moderne
à la place de la petite turbine,tout en conservant la grande qui fonctionne. Merci de vos avis.
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Dernière modification par moulino51 le 18 août 2015, 11:10, modifié 1 fois.
Raison : Réintégration de l'image
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moulino51
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- Localisation : Région de Reims
- Contact :
Re: Comprendre le fonctionnement d'une turbine Francis
Bonjour Colmont,
Est-ce un aspirateur commun
Ou sont-ils séparés
Gé
Est-ce un aspirateur commun
Ou sont-ils séparés Gé
"Il ne suffit pas de regarder quelle planète nous allons laisser à nos enfants
mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"
mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"
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ericnoharet
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- Inscription : 13 juin 2011, 14:36
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Re: Comprendre le fonctionnement d'une turbine Francis
Bonjour,
La "conduite" de ces turbines double est assez facile.
Si vous devez tourner avec une seule turbine assez souvent, il faut aussi prendre en compte le rendement de la génératrice.
Et il peut donc être plus intéressant d'avoir deux turbines et deux génératrices.
C'est peu être parce qu'elle n'était pas assez utilisée qu'elle à été désaccouplée (suite à un ennui mécanique)
Car souvent les moulins cherchaient plutôt la régularité.
Ce qui n'est pas le cas pour les installations hydroélectrique, surtout si elles ont de l'eau en hiver !
Eric
La "conduite" de ces turbines double est assez facile.
Si vous devez tourner avec une seule turbine assez souvent, il faut aussi prendre en compte le rendement de la génératrice.
Et il peut donc être plus intéressant d'avoir deux turbines et deux génératrices.
C'est peu être parce qu'elle n'était pas assez utilisée qu'elle à été désaccouplée (suite à un ennui mécanique)
Car souvent les moulins cherchaient plutôt la régularité.
Ce qui n'est pas le cas pour les installations hydroélectrique, surtout si elles ont de l'eau en hiver !
Eric