Vannes, clapets, crémaillères, crics

[ericnoharet]

Bonjour,

C'est sûr que c'est une usine à gaz !

Si vous voulez un système sûr par tout temps car le risque est important, il vous faut un clapet à la place des vannes. Et une commande hydraulique à manque de tension.

La solution proposée par dch est intéressante mais je crains toujours les batteries.

Eric

[PERRET]

Bonjour,

Entièrement d'accord avec Eric Noharet, la seule solution fiable et simple à mettre en jeu consiste à mettre en place un clapet commandé par vérin avec un petit groupe hydraulique et une électrovanne N.O. (Normalement Ouverte)

Avantages :
En fonctionnement normal :
- Évacuation des flottants sans problème
- Régulation bien plus facile qu'avec une vanne levante, surtout aux faibles débits à évacuer.
- Pas de pièces fragiles en service.
- Peu ou pas d'entretien.

En cas de problème :
- Sécurité positive en cas de manque de tension.
- Très peu de risques de blocage par une buche ou une souche.

Souvent, si l'on ne souhaite pas une étanchéité parfaite, clapet relevé, il n'y a pas de difficultés majeures pour remplacer un vannage existant.

[riwan]

Merci pour vos réponses,

Concernant l'ouverture de sécurité:
- Nous sommes d'accord qu'elle est bien plus aisée à mettre en œuvre avec un clapet (et si je partais d'un seuil sans aucun vannage, je choisirais probablement cette solution).
Néanmoins, remplacer 2 groupes de 6 vannes par 1, 2 ou 6 clapets, ce n'est pas neutre non plus comme travaux et comme coût : Clapet neuf, GC en partie basse + latérales, structure portante à modifier car prévue pour des efforts verticaux de crémaillère.
J'ai peut-être tort mais je suis frileux à aller dans ce sens. Ça se ferait simplement selon vous ?
De plus, ça ouvre le débat de la continuité sédimentaire...
- Et pour ce qui est d'une ouverture par gravité, l’effort à l'ouverture étant important, cela demande un grand bras de levier et un poids important. La structure est à modifier pour accepter ces efforts (x6 pour les 6 vannes) + quid du ralentissement de la vanne à la montée car la pression hydrostatique diminue...

A la question de la motorisation (>dch27):
- j'arrive à la même conclusion que vous concernant le choix de la tension. Le matériel en 240V mono me semble plus courant et moins cher d’où ce choix.
- J'avais prévu de faire des essais préalables sur 1 vannage avant de déployer aux 6 mais je prends dès à présent bien note de votre mise en garde concernant mon estimation de puissance. (Je suis sur une installation proche de la vôtre avec 1.4m de chute pour 1.5m3/s de module)
- Je suis également bien sur l'idée de commander systématiquement 1 à 1 les moteurs pour limiter les pics d’intensité.
- concernant le pilotage par "Altistart", je me trompe peut-être mais il me semblait que le principe de ce matériel est de limiter l’intensité de démarrage et donc le couple ce qui est contraire à notre besoin de décoller la vanne en début de mouvement. J'ai tort ?

l'automate (>dch27):
- j’envisageais 1 automate principale pour le contrôle complet (communications, capteurs, ctrl vannages, ...) et le second d'un modèle bien plus basique servant uniquement à gérer l'ouverture 1 à 1 des vannages en cas de défaillance de l'automate principal (plantage ou pb capteurs)
- si je comprends bien, vous avez également fait le choix d'avoir 2 automates, mais répartis différemment : l'un pour le contrôle complet de l'installation et le second pour une prise de contrôle manuelle à distance. (En cas de plantage de l'automate principal, vous choisissez de prendre la main manuellement là où j'étais partis de mon côté sur un principe de mise en sécurité automatique) je comprends bien ?
- pour le choix de l'automate, pourquoi avoir choisi 2 fabricants différents ?

la perte réseau (>dch27):
- Vous avez fait le choix de l'onduleur
- j'étais partis sur une solution similaire mais en morcelant les fonctions (chargeur d'une part et convertisseur 12>230V d'autre part). Là, j'ai du mal à savoir ce qui est préférable...
- Je me retrouve avec le même point faible en cas de perte du réseau : l'onduleur qui disjoncte pour vous, la perte du convertisseur pour moi.

Et pour finir, je vous remercie pour votre proposition d'invitation. J'en prend note et je vous recontacterais peut-être lorsque je serais plus avancé dans ces choix. Ce serait certainement instructif avant l'entamer la réalisation.

[dch27]

à Riwan,

C'est clair que le clapet est assez élégant comme solution de sécurité: peut être 1 seul ou peut etre 2 pourraient-il être suffisant pour au moins limiter le problème de montée de niveau et le reste en pelle ?

A la question de la motorisation (>dch27):

Oui c'est tout a fait exact l'Altistart contrôle le courant de démarrage au détriment du couple en théorie! En pratique dans le montage initial j'avais des problèmes dus à des l'appel de courant important (au moins 3 à 5 fois le nominal) et des chutes de tension importante dans les cables ( jusqu'à 50 ou 80v!!!) et le relais de commande qui prenait "cher" a chaque fois, et le plus souvent moteur bloqué!! , c'était n'importe quoi. Dans le dispositif installé, le principe est que l'API ferme le relais de commande du moteur (avec 2RT): le premier RT active l'Altistart le deuxième RT passe la puissance en provenance de l'Altistart: l'avantage est que la montée en courant est très propre (et limité) et comme le relais est déjà fermé au démarrage effectif du moteur, le relais ne souffre pas du tout. J'aurais pu aussi tout a fait mettre un commutateur statique.
Le couple au démarrage voulu est obtenu en augmentant la puissance moteur ( un peu, de 0.5k à 1.1kw), et le Réducteur (de x100 à x300) et si necessaire un condensateur de démarrage additionnel. Enfin en ajoutant sur les vannes et poteaux de vannes des glissieres galva pour faire un frottement metal/metal.

- pour le choix de l'automate, pourquoi avoir choisi 2 fabricants différents ?

En fait un concours de circonstance: j'utilisais déjà des IPX800V3 dans la maison (secondaire) pour la domotique (commande chauffage eau chaude etc ...) à distance et j'avais apprécié la simplicité et la performance du produit et son prix ( environ 180€). En revanche il est assez peu intelligent. En lisant les conseils du forum je me suis orienté vers l'Em4 Ethernet Crouzet pour l'automatisme, mais c'est quand même très cher!

Contactez moi en privé lorsque vous le souhaiterez pour visiter les installations
dch

[dB-)]

Bonjour,

je pense aussi qu'il faut faire simple : plus il y a de composants, et plus le risque de panne augmente.

Je travaille sur un cas semblable avec l'automatisation d'une série de vannes côte à côte par un groupe hydraulique de quelques kW commun à la turbine, au dégrilleur et aux vannes : en cas de panne secteur, je préfère éviter si possible les gros accumulateurs hydrauliques à azote, et j'ai peu de place pour loger un accumulateur hydraulique gravitaire (vérin de 40 * 70 * 1 200 avec masse de 2 tonnes).

- le distributeur de la turbine peut se fermer par un contrepoids ou un accumulateur à azote de moins de 1 L
- les vannes ouvrières peuvent être lestées et se fermer seules
- et si besoin je pense remplacer la plus grande des vannes de décharge par un clapet, une solution "assez simple" étant de réaliser une sorte de "rack" pré-construit, que l'on vient glisser à la place de l'ancienne pelle de vanne, je pense au croquis ci-dessous :

Croquis.jpg

Ce montage ne crée pas d'efforts particuliers sur les glissières latérales, mais a quand même l'inconvénient de diminuer légèrement la section "dynamique" de décharge, de même j'ai déjà vu des clapets avec vérins coté aval, mais pas encore avec vérin télescopique, à suivre ...

Bonne journée

dB-)

[PERRET]

Bonjour,

Le vérin derrière le clapet, côté aval, est, à mon avis, à proscrire totalement pour deux raisons :

- il faut pouvoir encastrer la base du vérin dans le seuil - s'il y en a un - si l'on souhaite que le clapet se baisse complètement.
- Risque d'entartrage de la tige du vérin s'il subsiste une lame d'eau déversante.

Souvenir d'un barrage de navigation sur la Marne, avec multiples clapets jointifs sur le seuil - au moins un douzaine -, d'une hauteur d'environ 1 m, bloqués suite à l'entartrage des tiges de vérins. Si je me souviens bien, deux étaient encore, à l'époque, fonctionnels.

Si l'on ne souhaite pas une étanchéité du clapet entrouvert, il n'y a pas besoin de joues latérales, les risques de blocage à la fermeture par une branche ou autre étant pratiquement inexistants.

Si le clapet n'est pas de très grande largeur, pas besoin d'un gros tube en partie basse pour en assurer la rigidité.

MARLE - Le Moulin de la Ville -8.JPG

Ne pas compter sur un accumulateur à azote pour remplir une fonction de sécurité.
A la centrale EDF de Chatel-Chéhéry dans les Ardennes, le fermeture de sécurité des directrices était assurée par accumulateur hydraulique à pression d'azote.
Défectueux, la fermeture ne s'est pas faite. Emballement. Résultat, la grande poulie en fonte, Ø 2,5 m environ, a explosé. Un morceau a percé le plafond en béton épais de 15 ou 20 cm. Turbine HS, arbre tordu, dôme cassé.

D'autre part ces accumulateurs doivent être contrôlés périodiquement. Qui y pense ?

[dB-)]

Bonjour,

Le vérin derrière le clapet, côté aval, est, à mon avis, à proscrire totalement

Personnellement je trouve que c'est une des solutions possibles, je l'avais découverte dans ce message du regretté Ticapix qui l'avait mise en œuvre avec succès sur une de ses centrales, et j'ai trouvé ça très intéressant.

Dans le cas précis du sujet que j'ai évoqué (remplacement de la vanne de décharge principale par un clapet, mais les autres vannes restent telles quelles) le fait que le clapet ne s'abaisse pas complètement n'est pas gênant, et il n'est pas obligatoire d'encastrer le vérin dans le radier. La rivière en question n'étant pas calcaire, le risque d'entartrage est faible ou inexistant, et si besoin on peut programmer dans l'automatisme une courte ouverture mensuelle (nocturne...), ou encore protéger le vérin par un soufflet caoutchouc. Je connais aussi plusieurs vérins qui fonctionnent complètement immergés, dont un sur un dégrilleur "Perret" il me semble Enfin, chaque centrale doit faire l'objet d'une surveillance régulière, au moins une fois par an en été, et l'aspect de la tige de vérin (inox) peut être facilement vérifié.

La rigidité du clapet est bien sûr à étudier au cas par cas, le tube en partie basse n'est qu'une des solutions !

J'ai utilisé plusieurs fois des accumulateurs à azote, sans problème à ce jour, là aussi un test de fonctionnement à l'occasion de la révision annuelle permet d'en vérifier le fonctionnement, ou mieux une vérification de la pression de gonflage, ou encore mieux ce que j'ai fait sur une turbine pour laquelle l'accumulateur est dédié au seul vérin de vannage : le circuit hydraulique du vérin est équipé d'un capteur analogique de pression, de même le vérin de distributeur dispose d'un capteur analogique de déplacement, et l'automate compare à chaque mouvement l'évolution de la course et celle de la pression pour détecter une éventuelle perte de gonflage de l'accumulateur. La plupart des mouvements de vannage de cette turbine se font en effet sans démarrer le groupe hydraulique, mais uniquement sur la réserve de l'accumulateur, ce qui stresse moins le groupe. Utiliser un contrepoids est certainement la méthode la plus fiable, mais il y a des solutions pour assurer une manœuvre sûre avec un accumulateur, le problème sur la centrale EDF était peut-être dû à une erreur humaine lors de la maintenance ou de la conception !

Bonne journée

dB-)

[PERRET]

Bonjour,

Lorsque le dégrilleur de Marle à été réalisé, sans expérience, il avait été demandé avis à des "vendeurs" de vérin.
Ils avaient conseillés d'utiliser un vérin en inox.
Devant le prix annoncé, renoncé à l'inox pour commander deux vérins, de type "agricole", dont un de rechange.
25 ans plus tard, après près de cinq millions de manœuvres, c'est toujours le vérin d'origine qui est en service, sans une ride semble-t-il.
Au repos la tige est toujours complètement rentrée, ce qui la mets à l’abri de toute corrosion. Le corps du vérin a été recouvert avec deux couches de peinture brai-époxy.

Une solution a été mise en œuvre pour protéger des chocs ou malveillances les tiges des vérins des vannes de décharge, en principe toujours fermées. Cette solution permet également d'égaliser les pressions d'huile à l'ouverture et à la fermeture.

Vannes de décharge - 06.JPG

[Fab]

Ne pas compter sur un accumulateur à azote pour remplir une fonction de sécurité.
A la centrale EDF de Chatel-Chéhéry dans les Ardennes, le fermeture de sécurité des directrices était assurée par accumulateur hydraulique à pression d'azote.
Défectueux, la fermeture ne s'est pas faite. Emballement. Résultat, la grande poulie en fonte, Ø 2,5 m environ, a explosé. Un morceau a percé le plafond en béton épais de 15 ou 20 cm. Turbine HS, arbre tordu, dôme cassé.

D'autre part ces accumulateurs doivent être contrôlés périodiquement. Qui y pense ?

98% des centrales EDF sont équipés avec des accus type OLAER, HYDAC ou mêmes des accus à pistons pour réaliser les fermetures rapides des vannages hors énergie.

Je ne connais pas l'exemple que vous citez mais il y a plusieurs trous dans la raquette:
-non suivi de la P° d'azote en maintenance (un simple mano sur une valve type chambre à air suffit),
-pas de protections d'emballement provoquant la fermeture des vannes de gardes,
-étonnant que la survitesse n'est pas été supporté par la machine, devait y avoir une faiblesse mécanique ...

Fabien

[moulino51]

Le descriptif du premier post ressemble en effet a une sacré usine a gaz

Il faut garder a l'esprit que c'est une petite installation

Pour assurer la sécurité en cas de perte réseau, je prendrais plusieurs options (le grand nombre de vannes le permet)

-Régulation de la décharge par une ou plusieurs vannes avec moto réducteur triphasé.
-Régulation de l'ouverture de la turbine par les flotteurs de la régulation de niveau. (soit par vérin, ou moto réducteur ou autre.

Perte du réseau :
-Option n°1 : on laisse la turbine tourner en emballement, faire un test sur au moins 5 ou 6 heures pour voir si la turbine avale plus ou moins d'eau qu'en charge. (c'est la mienne actuellement)
Sur les conseils de Claude, j'avais fais ce test sur 7 heures, et ce fut très concluent puisque l'élévation du niveau amont ne fut que de 7 cm et que l'emballement de 50 a 80 t/min était tout a fait acceptable.
Le réseau revient, l'automate gère un redémarrage complet avec au préalable fermeture de la turbine.
-Option n°2 : on referme la turbine par contrepoids (si vérin avec EV NO)

Ouverture d'une vanne de décharge soit par clapet (la solution de Didier est intéressante car mise en œuvre rapide et ce sans toucher aux montants, mais avec vérin hors d'eau pour éviter le vérin télescopique ouvert dans l'eau)
Ouverture d'une vanne de décharge indépendante par moto-réducteur avec moteur CC 12 ou 24 volts et automate indépendant avec fonction de contrôle des accumulateurs.
Bien sur les accumulateurs doivent être surveillés régulièrement avec échange préventif tous les 4 ans (on les recycles en batterie d'accessoires sur une automobile)

Mon avis est que pour une petite installation il faut aller au plus simple, et ne pas hésiter a fractionner les différents posts a gérer afin de cibler plus facilement une éventuelle panne.

Pour la sécurité du clapet, dans certain cas, il n'est pas possible de le faire tomber complètement au risque de vider le bief amont (Chez moi par exemple c'est hors de question, la baisse du niveau amont ne pouvant excéder 30 cm)
Sur le clapet de Marles (Moulin de la Plaine chez Claude) il y a une sécurité par un flotteur qui commande mécaniquement un robinet de décharge du (des ) vérin(s), le niveau de consigne d'ouverture étant probablement inférieur a 20 cm d'élévation du niveau amont.

Bien sur le système ne commande pas la remontée du clapet, mais ce système semble fiable et remplis son rôle de sécurité complémentaire.

A méditer


Gé