Réhabilitation d'un ancien moulin de plaine

[Erwan]

Ok voilà quelques photos comme promis

1. La construction du cône, le contreplaqué cintrable en 7mm c'est magique cela autorise des rayons de courbures de 18cm (Penser à prendre le bon sens de cintrage ). La contruction est robuste et on a multiplié les disques de renfort vers le bas là ou la pression est la plus forte.. Un peu de mastis pour corriger les raccors qui ne sont pas évident à négocier ainsi que les trous de vis, deux couches de vernis pour éviter que ca n'accroche trop au béton (peut-etre pas si utile finalement, mais bon)
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2. Le coffrage de la dalle ainsi du "trou pour l’aspirateur". Le "fond" de l'aspirateur est posé sur une table en bois Je l'ai fait type tabouret à éléphant comme dans les cirques, bien robuste. La plaque du haut est posée sur un bon solivage de madriers soutenus par des étais.. Les plaques verticales sont maintenues par des cales vissées en haut et en bas, et maintenues avec une sangle camion pour ne pas qu'elle s’écarte Raté la sangle a pris du jeu et les plaques de coffrages ont bombé légèrement, nous avons maintenant une belle citrouille octogonale
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3. Le tout ferraillé copieusement comme on nous a conseillé avec le gros de la ferraille sur le dessous de la dalle pour reprendre les efforts de flexion, Merci à DB pour nous avoir dit que le moule allait flotter, on se serait fait avoir (d’où la sangle qui passe à l’intérieur du cône et qui le plaque au fond du coffrage)
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4. Après séchage, ça a de la gueule on est contents du résultat youhou...
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5. Coffrage de la partie haute qui supportera la turbine, je n'ai pas eu le temps de prendre de photos du gabarit pour maintenir les tiges filetées inox en place lors dus séchage, on a coulé le béton d'abord, vibré, puis j'ai mis en place le gabarit (un disque avec les tiges boulonnées dessus + un centre précis), puis revibrer...
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6. Décoffrage, je suis tout au fond dans le trou, ca s'est décoffré relativement bien (j'ai quand même eu peur pendant un mois que le contreplaqué cintrable n'aie pas bien bien résisté à la pression au vu de l'état de l'éxtérieur du coffrage). Ce n'est pas un cône parfait il y a de légères irrégularités de formes au niveau des jonction de contreplaqué mais je crois que ca ira (enfin j'éspère :? )
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7. Mise en place de la turbine (un dimanche soir de nuit Grr), elle était sur la dalle du radier de sortie, la pluie avait fait monter le niveau jusqu'à mi hauteur des directrices (merci à mon amie qui avait pensé à mettre 2 pallettes sous la turbine et qui nous a évité de voir les mécaniques de la turbine noyés)
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[dB-)]

Bonjour,

félicitations pour le travail accompli !

Le point qui m'inquiète est le plafond métallique 6-8 mm, qui si je comprends bien sera scellé dans les murs et boulonné sur la turbine :

- c'est une réalisation peu courante (la 2ème que je vois)
- l'étanchéité du scellement dans les murs sera problématique, avec les dilatations d'une grande tôle en fonction de la température
- une épaisseur de 6-8 mm me semble trop faible, car ce plafond va subir une poussée de l'eau vers le haut
- pour une chambre d'eau de 2.50 m * 2.50 m et une turbine de 1 m de diamètre, la surface en contact avec l'eau est d'environ 5.5 m²
- avec 0.7 m de différence de niveau, disons 0.9 m lors d'éventuelles crues, cela donne une poussée vers le haut de 5.5 * 0.9 = 5 tonnes
- la tôle risque de se gondoler (mais pas vous )

Il faudrait soit souder sur la tôle, en étoile, des équerres de renfort tout autour de la turbine, mais je n'y crois guère :

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Ou mieux, utiliser une tôle plus petite et plus épaisse, par exemple 15 mm, juste pour faire le tour de la turbine, par exemple diamètre extérieur 1.60 m pour une turbine de 1 m de diamètre, avec tout autour des morceaux de ferraille soudés (pour réaliser une accroche dans le béton), et la noyer dans une dalle en béton ferraillé de 20 cm d'épaisseur, qui elle résistera bien aux 5 tonnes de poussée.

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Prévoir bien sûr la possibilité de démonter la turbine si besoin !

Bonne journée

dB-)

[Erwan]

Merci pour toutes ces aides, après une pause on repart..

Pour le gondolement de la tôle:

• Notre chambre d'eau est juste il n'y a pas que des désavantages: 2.10 x1.90=3.99m²
• La turbine a une grande couronne 1.10m : 0.95m² donc 3m²
• Par contre le niveau max pour les crues est 1.10m avant noyade (+3m pour la rivière) les pressions exercées sont donc de 3x0.6=1.8t en fonctionnement 2.8t en crue et 3.3t en crue cinquantenaire (non c'est pas cinquantenaire, bon c'est pas grave)
• Pour les dilatations nous avons scellé+sika des cornières et la tôle sera boulonnée+sika sur ces cornières avec des trous oblongs qui devraient assumer sans problème le ou les millimètres...
• La portée maximale est de 86cm et la turbine est quelques millimètres plus haut que les bords et la tôle sera donc légèrement en tension
• J’espère que le tout va tenir et je ne sais pas quelle importance cela peut avoir si la tôle est un peu gondolée
• Si j'ai trop de doutes rien de plus facile que de percer quelques trous et de rajouter 4 cornières avec un peu de sika
• L'idée de mettre une tôle plutôt que de bétonner était de ne pas faire une mare aux canards juste à l'endroit des mécanismes de la turbine, j'ai prévu une évacuation avec un point bas de quelques millimètres et un système de bouchon à flotteur pour les crues

Sinon j'en suis à essayer de remettre le canal en eau et de trouver les pièces manquantes pour l’installation

Système de Vannage:

J'ai donc deux vannes à commander celle de décharge et celle de tête, j'ai installé une glissière pour la vanne de tête et un mécanisme à crémaillère est présent sur celle de décharge... Deux erreurs de rénovation antérieures ont rendu la vanne de décharge "un peu" dure à utiliser: une dalle a été coulée à l'étage et ne permet plus la remontée complète (bravo les artistes) et une mauvaise prise de cotes a légèrement serré la partie basse de la glissière ce qui rend l'effort sur la manivelle un petit peu viril (en gros on est plus que deux à réussir à la remonter en charge).

Les deux verins sont en intérieur et ne risquent donc pas de troncs d'arbres ni quoi que ce soit..

Je compte installer un groupe hydraulique avec distributeur à double régulation de pression comme proposé par db dans ce post
Je pense déjà avoir trouvé le groupe hydraulique.. la feuille excel de ticapix me donne 1t100 à l'ouverture et 900kg à la fermeture
Pensez vous que n'importe quel verin sera valable du moment que la longueur soit bonne (autour de 2m pour moi) ?

Poulie:

J'ai trouvé une poulie d'1.10m ce qui me donne pour une génératrice à 1500 tours une poulie entre 10 13cm de diamètre est suffisant pour les 12kw (théoriques)

• La poulie est très lourde, si j'ai compris c'est un avantage
• Par contre elle a une partie plate et une partie avec des gorges trapézoïdales
• Et le moyeu est un peu pourri trou pour un axe carré j'ai peur que ce soit difficile à adapter
• Je voulais une courroie plate pour des questions de bruit et de possibilité de glissements au couplage
• Cette poulie ne me parait pas la panacée

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[dB-)]

Bonjour,

je ne sais pas quelle importance cela peut avoir si la tôle est un peu gondolée

Toutes les turbines que j'ai vues à ce jour sont montées de façon rigide, à grand renfort de fonte, d'acier et de béton. Si la turbine bouge, même de 1 ou 2 mm, le risque est de fausser le guidage de l'arbre, du presse étoupe et de la transmission, il y a aussi un risque de vibration et de rupture par fatigue.

L'idée de mettre une tôle plutôt que de bétonner était de ne pas faire une mare aux canards

Sur la plupart des turbines, le plafond est de toutes façons ruisselant de condensation à certains moments de l'année (eau fraiche et air ambiant humide et tiède) donc il faut faire avec, utiliser du bronze, de l'inox, peindre les pièces, graisser, ...

Il est aussi possible et courant de créer un point bas et d'aspirer l'eau qui s'accumule, par exemple au moyen d'un tuyau avec petit robinet à boisseau débouchant dans le 1er tiers de l'aspirateur.

Vous pouvez encore souder des crochets sur toute la surface de la tôle et couler un béton, avec juste un coffrage évasé autour du distributeur.

ce qui rend l'effort sur la manivelle un petit peu viril

J'enfonce une porte ouverte, mais ce n'est pas normal et quelque chose va péter un jour ou l'autre : un pignon, une dent de crémaillère, etc ... Tant qu'à intervenir, autant le faire avant la casse !

Pensez vous que n'importe quel verin sera valable du moment que la longueur soit bonne (autour de 2m pour moi)

Non, il faut faire un calcul de flambage pour que la tige du vérin ne plie pas à la descente, il doit y avoir une feuille de calcul quelque part sur le forum.

Par contre elle a une partie plate et une partie avec des gorges trapézoïdales

Il est possible de cercler la poulie avec une tôle plate, mon arrière grand père forgeron maréchal-ferrant faisait ça avec les roues de chariot !

- prendre par exemple deux tôles de 2 m * 20 cm * 4 mm d'épaisseur, découpées au laser
- les cintrer au bon rayon sur une rouleuse
- tracer et couper bien d'équerre les excédents non cintrés (disqueuse avec un disque fin et une règle)
- placer les deux moitiés autour de la poulie, serrées avec une sangle d'arrimage de camion
- pointer à l'arc une des deux jointures
- tracer l'autre jointure de sorte à enlever par exemple 5 mm sur la circonférence
- déposer le cerclage de la poulie, le refermer, pointer la 2nde jointure
- souder intérieur/extérieur les deux jointures, ébavurer soigneusement (disque à lamelles)
- placer la poulie bien à plat, sur plusieurs cales débordantes
- placer le cerclage juste à coté, sur des cales aussi et un sol béton
- préparer des pinces à longs manches (chaleur) pour soulever le cerclage
- chauffer uniformément le cerclage avec deux ou 3 grosses torches à butane pour l'amener vers 200 ou 300 ° (3 ou 4 minutes)
- le prendre et le placer rapidement autour de la poulie !

Après refroidissement le cerclage est très solide, il peut être renforcé si besoin par quelques vis à tête fraisée, ou perçages remplis à la soudure à l'arc puis poncés.

le moyeu est un peu pourri trou pour un axe carré

Vous pouvez utiliser un ou deux moyeux de serrage coniques (ensemble de deux bagues coniques et fendues, serrées entre elles par une multitude de vis)

Bon W.E.

dB-)

[Erwan]

Merci Db pour ce petit rappel...

Je suis un peu inquiet pour la tôle du dessus, elle est déjà commandée, la turbine est déjà à sa place.. :?
Sachant que la turbine est fixée à l'aspirateur en béton par 16 tiges filetées M16, je pense que de ce coté là c'est OK elle ne bougera pas...
Cela peu être bien gênant si la tôle se met à vibrer sous le passage de l'eau..
Bon, de toute façon le mal est fait, je ne pense pas que le montage va casser à la première mis en eau, il sera toujours bien temps de rajouter du béton ou une plaque de chantier si je vois que mon affaire est un peu lège..

Pour la porte en effet je vais essayer de régler le problème avant d'aller plus loin.. C'est facile je suis hors d'eau.. deux disques à meuler sur la meuleuse et je vais essayer de remettre un petit coup dans la glissière.. J'ai utilisé la feuille xls qui est sur le forum cela me parle de 90w pour une remontée en 10min.. j'ai trouvé un groupe hydraulique à 150€ de 300 bars, je pense que cela devrait faire l'affaire.. il me reste à calculer cet histoire de tige qui flambe (faut-il un détecteur de fumée?)

Pour la poulie, je crois que le problème est réglé par contre je ne sais si une si petite poulie à la génératrice sera suffisante 10-13cm de diamètre sur 12cm de hauteur. J'ai trouvé une deuxième poulie (grâce au forum) poulie en 2 parties du même diamètre 110cm, par contre elle est légèrement bombée est-ce un avantage comme sur les vielles machines à bois (auto-centrant) ou un problème au vu des nouvelles courroies.. Le trou de 50 est un peu juste par rapport aux calculs de "hydroroues" qui préconise entre 56 et 52mm et aux 90 de la roue de la turbine.

[dB-)]

Re,

il est vrai que votre turbine est fixée sur l'aspirateur en béton, ça peut aider, et si ça se trouve il n'y aura pas de vibrations : autant continuer ainsi et faire les essais !

Pour les glissières, une disqueuse avec un disque fin déporté permet de travailler au ras de la tôle de la vanne et de redonner un peu de jeu.

faut-il un détecteur de fumée?

Pour éviter le flambage (torsion de la tige) tout en poussant de 900 daN sur une tige de 1500 mm il faut un diamètre de l'ordre de 45 mm. Le calcul précis tient compte du type d'acier, du type de montage du vérin, et du type de fixation de la tige sur la pelle de vanne, mais ça devrait tourner autour de cette valeur. Il faudra bien sûr un limiteur de pression entre la pompe et le vérin, et régler la pression pour obtenir une poussée maximale de l'ordre de 900 daN.

Concernant la poulie, un diamètre d'arbre de 50 est à mon avis insuffisant pour passer les 12 kW à 163 tr/min, et le diamètre d'alésage est en général cohérent avec ce que la poulie peut encaisser.

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Beaucoup d'anciennes poulies en fonte, fer ou bois qu'on trouve dans les petits moulins étaient utilisées pour passer juste 2 ou 3 kW, elles sont fines, pas toujours très bien équilibrées, la fonte est de qualité variable, etc ... J'en ai gardé 2 ou 3 (photo ci-dessus) mais juste pour de la décoration ! Je ne les propose pas à la vente, ni même en don, de peur qu'une fois remises en service elles n'éclatent et ne blessent quelqu'un !

L'arrondi sur la jante servait à centrer les grosses courroies en toile ou cuir, il était parfois excessif et certaines courroies actuelles comme les polyester ou Aramide sont plus "raides" (au sens élongation, et non pas rayon de courbure) et sont incompatibles avec des poulies trop bombées, il en est de même avec les polyV.

Par contre la grosse poulie avec gorges trapézoïdales en photo quelques messages avant est manifestement construite pour passer quelques dizaines de kW !

Bonne fin de W.E.

dB-)

[Erwan]

Bon.. Alors ça avance un peu.. Nous attendons des pièces qui sont à la découpe (plafond de la chambre d'eau)..
J'ai encore quelques questions..

• Un représentant en génératrices m'a conseillé d'utiliser un moteur asynchrone plutôt qu'une génératrice.. Il m'a dit que je n’allais gagner que 1 ou 2%.. Alors je j'ai cherché un peu autour de moi, j'ai rencontré une personne qui vend du matériel divers et varié qui possède 2 turbines.. Il m'a conseillé de prendre un moteur le plus lent possible.. Il m'a dit que dans leur conception ils étaient plus robustes (plus de cuivre) et que les roulements tournant moins vite s'usent moins.. Dans son étagère de moteurs il m'a proposé un VEM de 15kw 965 t/min 220/380, pour une trois-centaines d'euro.. 12kw étant le maximum théorique à l'arbre (un 10 me semble plus probable au vu des pertes en charge du canal),
  • Ce moteur est-il bien dimensionné?
  • De quel type de roulement dois-je l'équiper sachant qu'il sera monté en axe vertical avec la poulie vers le bas
• Je suis inquiet pour la roue. J'en ai trouvé une qui ressemble fort à celles de vos photos cette fois ci avec un diamètre d'arbre de 75 ce qui me paraît plus raisonnable que celle qui avait un alésage de 50.Ceci dit avec ce moteur à 965 t/min, je pourrais descendre jusqu'à des poulies de 80cm de diamètre, ce qui pourrait étoffer mon choix. La poulie que je présente dans le post précédent malgré sa robustesse indéniable me parait trop de travail d'adaptation.
  • Est il possible/intéressant de faire équilibrer ces roues (avez vous un ordre de prix?)
  • Quid d'un volant plein de scie à ruban?
• Je suis intéressé par l'idée de Claude PERRET d'installer une petite pompe hydraulique de véhicule montée sur l'arbre pour assurer la régulation du niveau dans le bief, je voudrais aussi mettre des contrepoids pour fermer les directrices et peut être la vanne de tête
  • Sachant que je risque de m'orienter vers un bloc hydraulique pour le vannage la petite pompe ne va-t-elle pas faire double emploi?
  • Pour assurer ce type de sécurité gravitaire, je suis obligé d'avoir un distributeur hydraulique en permanence sous tension (chauffe...)?

Merci dB pour la constance de ton aide et aux autres bien-sur

[PERRET]

Bonjour,

Réalisé deux fois la commande des directrices par une pompe Citroën - BX entrainée par courroie par la turbine.
Seule contrainte, que la turbine tourne au ralenti pour pouvoir démarrer l'installation.

Pompe Citroën BX 16 - 4.JPG

ST Gobert - Commande des directrices.pdf

Dans ce cas, la fermeture des directrices était assurée par un contrepoids.
Compte tenu de la course du vérin de récupération utilisé, la pression d'huile nécessaire pour l'ouverture des directrices était très faible : environ 10 bars.
Pour des raisons d'économie, les électrovannes utilisées ont été du matériel utilisé couramment en pneumatique et les canalisations réalisées en tubes rilsan.

Dans une seconde installation, compte tenu de la difficulté d'assurer la fermeture par contrepoids, le vérin utilisé était à double effet et le l'électro-distributeur "Parker" NG 6, type D1VW1 a été monté sur une embase double pour y adjoindre un limiteur de pression.
Dans tous les cas prévoir un manomètre pour contrôler la pression d'huile.
Si l'automatisme est correctement réalisé, la sécurité positive est assurée.
Dans ce dernier cas était prévu deux fins de course "ouverture et fermeture" pour éviter de laisser les bobines sous tension.

Ces installations fonctionnent depuis plus de 25 ans sans problème.

Sans en connaitre les contraintes de réalisation, je pense préférable d'avoir un groupe hydraulique séparé pour la vanne de garde ou tout simplement la commander par un cric de vanne sachant que, si la commande des directrices fonctionne correctement, l'accès à la chambre d'eau restera exceptionnel.

Pour avoir une sécurité positive sur une vanne, il est nécessaire de réaliser une vanne "Wagon", correctement lestée et actionnée par vérin.
Mais cela ne vous met pas à l’abri des ennuis : Gel, galets grippés, impondérables . . .

D'autre part, si la bobine d'une électrovanne ou d'un électro-distributeur doit être maintenu en permanence sous tension, il est nécessaire d'alimenter la bobine à travers d'une résistance chutrice dont la valeur dépendra de la tension d'alimentation et de la pression d'huile maximum.
Par exemple, environ 1 000 ohms pour une bobine alimentée en 230 V AC. Puissance : environ 5 W.
Autrement ne pas s'étonner de retrouver la bobine "grillée" au bout de quelques mois de service.

[Erwan]

@PERRET
L'électrovanne "Sécurité 2/2 NO" reste donc bien alimentée en permanence si j'ai bien compris

Je ne comprends pas bien le rôle de la résistance chutrice c'est pour abaisser la tension d'entrée sur la bobine? cela ne fait-il pas augmenter le courant et donc la chauffe? qu'en serai-il d'un système en 24V~

[PERRET]

Bonsoir Erwan,

Le montage ci-dessus a été réalisé avec des électrovannes 24 V AC.
Comme tous les montages avec contrepoids de fermeture, l’électrovanne de sécurité, normalement ouverte, reste alimentée en permanence lorsque la turbine est en fonctionnement.
En cas de défaut, de l'arrêt ou d'une coupure secteur, elle n'est plus alimentée et permet donc au contrepoids de refermer les directrices.

Pour augmenter sa durée de vie, comme elle est sous tension en permanence, il est souhaitable de l'alimenter sous une tension réduite à l'aide d'une résistance série.

Le fait d'ajouter cette résistance série va augmenter la résistance (impédance en alternatif) du circuit, diminuer l'intensité absorbée et de ce fait diminuer la puissance dissipée.

Une tension de ± 180 V mesurée aux bornes d'une bobine 220 V AC est suffisante pour obtenir un fonctionnement correct.
Avec les chiffres indiqués, la puissance dissipée dans la bobine diminue de 33 %.

Ce raisonnement est valable quelque soit la tension de la bobine, en courant continu comme en courant alternatif. Seule la valeur de la résistance série sera différente en fonction de la tension d'alimentation (application de la loi d'ohm).