Vis d'Archimède

[Ticapix]

Bonsoir,

Moulin de la Hachinette: si la vis fait 9 m de long et qu'elle est posée à 29° j'en déduis que la hauteur de chute est égale = sin 29° x 9 = 4 m 36

Par ailleurs la puissance électrique est de 55 kw en prenant un rendement global de 0.7 j'en déduit que la débit d'équipement est de 1830 l /s.

Sans faire aucune pub ni chercher à dénigrer cette vis je pense que le devis de 250 000 € est "salé" et je pense que DB sera assez d'accord avec moi.

En effet si je ne me suis pas planté sur le calcul de la hauteur de chute, sous 4m35 on peut mettre mieux et plus économique, sans me tromper je peux dire qu'un ensemble non asiatique turbine + génératrice Francis ou même kaplan double réglage avec quelques % de rendement en plus, peut se trouver pour nettement moins de 80 000 €.

Le vrai défi c'est la turbine de 60 kw sous 2 m de chute et moins et là je suis curieux de connaitre les dimensions de la vis à mettre en place.

En ce qui concerne le soit disant conservatisme de la profession, je suis d'accord en partie, MAIS nous avons de sacrées circonstances atténuantes pour le rester. En effet notre filière énergétique est ancienne, mature, éprouvée et cela est difficile d'innover sans se planter ou de rencontrer d'autres soucis.

Exemple d'innovations en partie malheureuses
Le roulement à billes versus palier regulé
Le multiplicateur versus entrainement direct
Le mécano soudé versus la bonne vieille fonte..........
Vitesse variable versus vitesse fixe (du moins pour la GRANDE majorité d'entre nous)................etc

Il est vrai que ces changements présentés comme des innovations ou des progrès l'ont surtout été pour leur coût moindre pour l'insdustriel pas forcément pour le turbinier!

En revanche il est difficle d'innover c'est vrai car il n'y plus de vraie R & D dans le domaine de la petite hydro par exemple quand j'ai voulu passer en huiles biodégradables en 2000 j'ai demandé conseil aux fabricants de verins (dégrilleurs) de multiplicateurs et tous m'ont mis en garde en raison d'une absence de validation de leur part. Ils n'ont d'ailleurs toujours rien fait mais aujourd'hui en s'appuyant sur les expériences de quelques pionners, ils acceptent de préconiser l'huile bio (mode oblige également ! )

Ecologie oblige on aurait envie de mettre des paliers lubrifié à l'eau plutôt que de la graisse perdue, mais là encore si nous avons des paliers à graisse perdue, c'est d'une part à cause d'un certain conservatisme et un manque de retoutr d'expérience des paleirs à eau, mais si on y regarde de plus près c'est surtout parce les fabricants ont arrété de proposer (pour des raisons de coûts) des paliers à huile comme on en trouve encore par ex sur les turbines asiatiques cf photos ci après.

Bon je m'égare, pour revenir au sujet du post la "VIS hydrodynamique" si quelqu'un peut dimensionner une vis qui produirait 55 kw sous 2 m je suis preneur de cette info;

Bonne soirée

Thierry Gronlier
T & A
http://www.turbinealternateur.com

[dB-)]

Bonsoir,

je pense aussi que 250 k€ est une somme rondelette pour une production de 55 kW, et qu'il était possible d'exploiter cette chute pour bien moins que cela.

Mais je comprends aussi que certains utilisateurs, qui en ont les moyens, veuillent se faire plaisir, et essayer une technologie originale et spectaculaire, car c'est quand même l'attrait de ces vis : le coté voyant, imposant, lent, didactique pour les visiteurs et les enfants, le fait que ça repose sur une invention d'Archimède il y a 2200 ans de cela, ça peut faire un article dans la presse, et tout est bon à prendre pour défendre notre petite hydroélectricité ! Et en plus probablement une insensibilité totale aux feuilles et petites branches, la dévalaison du poisson, etc ...

Pour les 60 kW sous 2 m, il faudrait peut être plusieurs vis en parallèle (?) , mais le coût exploserait probablement ...

Pour l'équipement du palier inférieur, je précise que les turbines hélice PowerPal sont équipées au choix du client, soit avec l'ancien palier caoutchouc lubrifié à l'eau, soit avec le nouveau palier à roulements à billes, conduite de graissage et joint graphite/céramique/inox : ce type de joint est utilisé sur les pompes à eau d'automobiles, et sur les moto-pompes immergées (y compris les pompes à lisier, qui en voient de toutes les couleurs !). Les problèmes de pompe à eau, fréquents sur les véhicules des années 40, sont quand même très rares aujourd'hui, malgré les millions de véhicules en circulation. Il est vrai que la taille de l'arbre n'est pas la même, mais là aussi il faut peut être différencier les contraintes d'un palier d'ancienne turbine centripète ou Francis (roue de 2 ou 3 tonnes tournant à 80 tr/min) et celui d'une turbine hélice de puissance équivalente (hélice de 200 kg tournant à 400 ou 500 tr/min).

Pour les multiplicateurs, quasiment toutes les anciennes petites installations étaient équipées de multiplicateurs : alluchons, engrenages hélicoïdaux, courroies, et l'entraînement direct est aujourd'hui le challenger, mais il est encore loin d'équiper tous les sites. Peut-on déjà parler de bilan technique / économique heureux ou malheureux, je ne sais pas.

Enfin la vitesse variable est à mon avis une solution techniquement simple et financièrement intéressante, rendue possible avec l'électronique, dans un cas précis : une petite turbine hélice entraîne directement un alternateur PMG qui alimente une chaudière électrique via un gradateur. Un nano automate surveille périodiquement la puissance électrique échangée, et gère le gradateur (sur la chaudière ou sur un ballast) pour faire travailler la turbine à son meilleur point de fonctionnement. Là aussi, je ne sais pas s'il y a aujourd'hui suffisamment de recul pour considérer cela comme une expérience malheureuse. Et comme j'aime bien me faire ma propre expérience, j'attends 3 petites turbines PMG dans les semaines à venir, pour réaliser quelques essais ! A suivre... (Je ne préconise pas du tout la vitesse variable comme la solution universelle)

Cordialement

dB-)

[SG.Hydro]

Bonsoir,
Le vrai défi c'est la turbine de 60 kw sous 2 m de chute et moins et là je suis curieux de connaitre les dimensions de la vis à mettre en place.

Bon je m'égare, pour revenir au sujet du post la "VIS hydrodynamique" si quelqu'un peut dimensionner une vis qui produirait 55 kw sous 2 m je suis preneur de cette info;

http://www.turbinealternateur.com

Bonsoir,

Pour les dimension (selon un fabriquant) on peut aller sur
http://rehart.de/fileadmin/daten/img/re ... ai2010.pdf
bon par contre comme d'hab. jamais de prix....

Sinon du 2m 55 kw je pense pas que ce soit faisable (j'ai eu des échange de mails avec des fabricants de ce type d'équipement, et il y a une limite physique sur la relation débit/chute qui limite selon eux les faible chutes a de "faibles" débits)

Dans le doc le mieux que l'on trouve :roll: c'est
Q m3/s 2.9 2.8
H m 2.1 2.3
Pelec kw 45 48.8
D m 2.5 2.5
L m 6.6 6.45
Ptheo kW 59.7429 63.1764
R - 75% 77%


Concernant les 250 000€, le doc ne dis pas comment est réparti le cout, donc la part réel de la vis est inconnu, mais je suis d’accord avec Ticapix, c'est (comme bien des devis hydro) trop chèr.

[SG.Hydro]

Dediou !!!

On fait comment un tableau !

Bref les chiffres plus lisibles ?

la première :
Q (m3/s) : 2.9
H (m) : 2.1
Pelec (kw) : 45
D (m) : 2.5
L (m) : 6.6
Ptheo (kW) : 59.7429
R (-) : 75%


la deuxième:
Q (m3/s) : 2.8
H (m) : 2.3
Pelec (kw) : 48.8
D (m) : 2.5
L (m) : 6.45
Ptheo (kW) : 63.1764
R (-) : 77%

[altoto]

Quelques infos me concernant puisque je surveille les deux technologies de près, et cela repondra en plus à quelques questions des posts précédents:

Mon site 2.12m et 6,25 m3/s (demandé à la DDTM depuis presque 1 an )

J'ai différentes options de vis mais pour donner un ordre de grandeur chiffré voila ce que cela donne pour une absorbant 3.25 m3/s:
80 kW hydro
60 kW elec
Diam vis 2.85m +0.4m pour l'implantation longueur active dans les 6m inclinaison 22°
Prix: 54000 euros
Multi + gene 25000 euros
Bref un devis à 132000 euros qui inclu en plus grille, armoire de pilotage et de régulation, vanne de garde hydraulique, transport, installation.
Manque la prtie electrique d'injection réseau: batterie de condensateur + découiplage etc... dans les 10000 euros soit donc une enveloppe de 140000 euros environ.

J'ai un devis d'une société Meurthe et Mosellanne pour une kaplan dimensionnée pour 5m3/s et la le prix turbine+accouplement+gené: 173000 euros! On rajoute la partie pilotage et injection réseau: 48000 euros soit une enveloppe de 221000 euros et cela sans vanne de garde, sans grille... (pour comparaison l'enveloppe d'une vis de 5m3/s est de 166000 euros)

Cela fait donc une belle différence!

La vis m'intéresse fortement pour son coté ichtyophile, car je suis sur une rivère à saumons, avec une DDTM capricieuse...
Une KAPLAN imposerai une grille à maille très fine, avec dégrilleur...des coûts supplémentaires non nécessaire avec la vis...

J'en reviens au fonctionnement même de la vis:
la section d'entrée étant constante, cela veut dire pour pour turbiner moins d'eau, la section d'entrée sera moins remplie et cela ne pourra se faire en fait qu'en diminuant la hauteur d'eau en entrée de la vis et donc moins on turbine, moins on a de hauteur de chute, sinon je ne comprend toujours pas! (en plus je ne sais pas si j'ai été très clair )

[MHEC]

voila ce que cela donne pour une absorbant 3.25 m3/s:

Si vous avez droit à 6,25 m3/s pourquoi mettre une machine plus faible

J'ai un devis d'une société Meurthe et Mosellanne pour une kaplan dimensionnée pour 5m3/s et la le prix turbine+accouplement+gené: 173000 euros! On rajoute la partie pilotage et injection réseau: 48000 euros soit une enveloppe de 221000 euros et cela sans vanne de garde, sans grille... (pour comparaison l'enveloppe d'une vis de 5m3/s est de 166000 euros)
Cela fait donc une belle différence!

Comme je l’ai dit dans de nombreuses fois sur le forum, ce qui compte, c’est ce qui rentre dans votre…portefeuille ! . La Kaplan ayant un bien meilleur rendement vous fera gagner beaucoup plus d’argent de ce fait, même si elle coûte plus cher à l’achat, vous aurez un temps de retour sur investissement peut-être à l’identique (voire moins) par rapport à la vis hydrodynamique.

En cas de panne totale, en France, une turbine Kaplan peut être dépannée dans un temps très court, est-ce pareille avec la vis ?

Une KAPLAN imposerai une grille à maille très fine, avec dégrilleur...des coûts supplémentaires non nécessaire avec la vis...

Faux, une turbine restera une turbine même si la vis est moins "tueuse" vis-à-vis des poissons.

Si votre site est équipé d’une vis hydrodynamique, ça n’empêche pas à l’administration de vous imposer (en fonction du classement de votre rivière) :
- La création d’une passe à poissons.
- Des barreaux de vos grilles resserrés à 25 mm.
- Un arrêt de votre turbine pendant des horaires bien définis afin de favoriser la dévalaison du poisson.
- Un dispositif anti-montaison derrière votre turbine.
- Etc..

J'en reviens au fonctionnement même de la vis:
la section d'entrée étant constante, cela veut dire pour pour turbiner moins d'eau, la section d'entrée sera moins remplie et cela ne pourra se faire en fait qu'en diminuant la hauteur d'eau en entrée de la vis et donc moins on turbine, moins on a de hauteur de chute, sinon je ne comprend toujours pas! (en plus je ne sais pas si j'ai été très clair )

Je suppose que la régulation d’une vis se fait par une vanne de garde, si le débit turbiné doit être diminué (pendant l’étiage par exemple), on ferme cette vanne et de ce fait, on réduit la hauteur de l’eau devant la turbine ce qui est logique donc, vous allez ralentir votre machine par un manque d’eau et aussi par une réduction de votre chute Vous espérez faire beaucoup de kW avec cette machine ayant une régulation datant du moyen-âge Ce problème n’existe pas sur une Kaplan.

Bon courage quand même.

PV

[altoto]

Je ne voulais pas rentrer dans tous les détails mais bon...
Une vis de 3,25 m3/s c'est pour l'intégrer entièrement bati compris dans ma chambre d'eau (3,2m de large environ donc vis de 2.85m).
Une vis de 5,1 m3/s c'est pour prendre toute la largeur d'eau possible donc vis de 3,2m (mais dans ce cas la vis est à l'extérieur (la géné et le mltiplicateur reste à l'intérieur).
Une vis de 6,25 m3/s correspondrait à ce que j'ai demandé à la DDTM qui donne une vis de 3,45m (entrée d'eau de 3,5m x 2m x 0,9 m/s)
J'ai également demandé une 7.5 m3/s pour tourner à 6.25 m3/s au rendement max de la vis... (vis de 3,75m)
Enfin j'ai du mal à faire rentrer une kaplan de 6.25 m3/s dans ma chambre d'eau car il faudrait qu'elle fasse environ 4,5m de large pour avoir de bonnes conditions hydrodynamique (à l'origine le moulin était équipé de 2 turbines francis à cloche montées l'une derrièe l'autre dans la chambre)

Je suis sur une rivière bretonne, donc très atypique: 4 mois minimum d'étiage sévère et ensuite des débits très variable de 0 à....30 m3/s, la crue centennale datant de 2001 à 63 m3/s!

Pas évident dans ces conditions de trouver le meilleur compromis!

J'ai la chance d'avoir une station de la DIREN à seulement 5 km en amont de mon moulin avec les débits journaliers de 1964 à nos jours. J'en ai extrait les débits depuis le 01/01/2000.
Je me suis ensuite réalisé une feuille excel très complexe qui intègre tous ces paramètres (sauf à priori la variation de hauteur en fonction du débit que je crains de découvrir) et calcul au jour le jour le productible qui aurait été générer en fonction de beaucoup de variables (hauteur, débit max, débit réservé, débit d'armement, tarif edf une ou deux composantes, rendement vis en fonction du débit absorbé, rendement multi et géné...). Bref je ne pense pas avoir poublié grand chose
En fonction de la vis choisie (débit max absorbé), les années de productible maximum change!

Le seul paramètre influant entre une kaplan et une vis pour les différencier dans mon calcul c'est bien le rendement et il n'y pas tant d'écart que cela donc vu ladifférence de prix, il est certains que le retout sur investissement est plus court avec la vis. Evidemment le gain après retour sur investissement est moindre. Mais une différence de plus de 50000 euros sur un projet à 250000 euros est à prendre en considération.

Pour ce qui est des impostions de l'administration: il ne faut pas oublier que la charge de la preuve lui incombe!
Si vous mettez une grille large qui ne plait pas à l'administration, c'est à elle de prouver pourquoi elle va vous imposer autre chose. Si les poissons derrière la vis sont vivants, ils auront du mal à dire que c'est pour éviter la mortalité des poissons dans la vis! Et il ne pourront rien vous imposer.

Pareil à la montalaison, le but étant la remontée du poisson, il faut se fixer le but, pas le moyen. Au jour d'aujourd'hui, difficile d'immaginer un seuil sans passe à poisson car c'est le meilleur compromis. Mais vous pourriez très bien créer un "petit canal de dérivation parrallèle à votre bief" avec la même pente que la rivière qui laisserait passer le débit réservé et permettrai aux poissons de remonter. Le but serait atteint sans le moyen 'imposé" par la plupart des DDTM. Mais par curiosité interrogez votre interlocteur à la DDTM et demandez lui ce qu'il préférerai entre une passe à poisson et la creation "d'une petite rivière" pour laisser passer le poisson... vous serez surpris de sa réponse. Encore une fois au jour d'aujourd'hui, le meilleur compromis (surtout au niveau du coût et de l'entretien ) reste la passe à poisson.

Donc je reste persuadé que la vis présente des avantges certains, que la technologie est plus qu'éprouvée (les pays bas utile ce type de pompe depuis plusieurs...siècles ). La maintenance est aisée (je pense que changer un palier sur une vis est plus simple que sur une kaplan, même si les moyens de manutention ne sont pas les mêmes) et si par malheur la vis devait être dégradé, il existe de nombreux réparateurs de vis d'archimède en France, pas besoin de pièces spécifiques. Le caractère ichtyophile est prédominant pour moi. Je ne sais pas combien couterait une grille de pas 25mm avec dégrilleur comparée à celle à pas de 100mm sans dégrilleur (4500 euros si je la fais faire...). Enfin la courbe de rendement permet de turbiner sur une plage plus large qu'une kaplan (toujours d'après la littérature) ce qui est très important pour moi.

[Ticapix]

Enfin la courbe de rendement permet de turbiner sur une plage plus large qu'une kaplan (toujours d'après la littérature) ce qui est très important pour moi.

Bon là il faut quand même être raisonnable, je le re-dis, je ne connais pas de site équipé d'une vis, et ne connais pas de retour d'expérience en ce domaine, mais là où je réagis c'est que même si ça fait plaisir de lire de beaux articles sur prospectus polychrome il faut savoir rester raisonnable.

Je sais par expérience qu'il n'existe aucune personne qui se lève le matin et qui se dit à qui vais-je bien pouvoir faire plaisir aujourd'hui et proposer ce super placement à 15% l'an sans risque ?
Si cette personne vient me voir, je sais que j'aimerais bien le croire (d'ailleurs il a des tas de courbes et de documents sensés attester ce super produit) mais avec l'expérience je sais que malheureusement il cherche simplement à "m'entuber". Mais bon j'avais envie d'y croire et c'est là la force des commerciaux.

Alors sans présumer de l'éventuel enthousiasme +/- exagéré des promoteurs de la vis d'Archimède, je ne pense pas que l'on puisse affirmer aussi facilement qu'une vis dont le débit d'entrée se règle par une simple vanne puisse égaler le productible d'une Kaplan y compris de 50 ans d'âge !!

TG

[FABIEN 81]

Bonjour,
Si les courbes de rendement sont justes les vis sont intéressantes, mais d’après vos tableaux le rendement global ne serait pas supérieur à 77 % contre 90% pour la Kaplan.
D’un autre coté la durée de vie de la vis doit être très nettement supérieur a une Kaplan (1 seule pièce en mouvement contre 10 ou 20 au moins sur la Kaplan et aucun risque d’éclatement et de cavitation).De plus pas besoin de groupe hydraulique, de vérins, de joints tournants ... Donc un entretien nettement moindre, un risque de panne presque nul, un gardien n’est pas nécessaire , 1 camera ip, une drome flottante, une grille très large et c’est tout ! En bref une machine très simple d’utilisation et d’entretien a mon avis cela vaut surement la différence de rendement et de prix (à calculer quand même).
Le problème avec la vis c’est qu’il y'a une variation du niveau amont suivant le débit, mais vu que vous avez une vanne de garde ce Pb peut être résolu par un asservissement de celle-ci.
Comment se comporte la vis quand le niveau aval remonte ? ca personne n’en parle !
Cordialement,
Fabien
Le jour ou vous l’aurez n’oubliez pas de poster des photos. Merci

[altoto]

J'ai du mal à comprendre la réaction de "certains".

Une courbe de rendement sur "prospectus polychrome" d'une kaplan ou d'un vis? Quelle différence?
Si le vendeur de la kaplan est un "mauvais" je ne vois pas pourquoi je ne me ferais plus "entuber" avec une vis qu'avec une kaplan!

Ces courbes de rendement sont issues d'essais.Même un vendeur de kaplan ne dispose en général que d'une courbe de rendement d'une machine, les autres étant obtenues par similitude... Pourquoi la courbe de rendement d'une vis ne serait pas plus fiable que celle d'une kaplan?

Ensuite concernant la différence de hauteur amont/aval il est très aisé de comprendre que c'est bien mieux q'une kaplan: dans la vis, l'eau est emprisonné dans les filets. On peut donc imaginer que si on bloque la vis, à un faible débit, l'eau ne la traversera pas (aux débits de fuite vis/auge près bien entendu). Si on bloque une kaplan dans les mêmes conditions, alors l'eau s'écoulera quand même. Donc pas difficile de comprendre qu'une vis dimensionnée pour 2m de chute fonctionnera encore avec 50 cm (car l'eau doit nécessairement faire tourner la vis pour descendre, et l'eau aura toujours envie de descendre ). J'exagère bien sur car il n'y aura plus aucun intérêt derrière avec les rendement multi, géné etc qui feront qu'il vaut mieux l'arrêter. Mais en théorie c'est possible et c'est bien pour cela que la vis est réputée bien moins sensible aux variations de hauteur de chute.

Enfin, concernant l'expérience de ces vis, ce n'est pas parce qu'elles sont très peu utilisées en microhydraulique en France qu'elles ne vallent rien.

Pour scruter depuis maintenant plus d'un an la technologie, le seul argument contre que je trouve c'est: si c'est si bien pourquoi il n'y en a pas plus? Un peu léger pour dire que ce n'est pas bien...

Pour habiter la Bretagne et cotoyer beaucoup d'anglais, la technologie est très répandue la-bas, avec succès. Il y a même des utilisations très intéressante comme l'aménagement d'une descente de kayak de rivière: hors compétition les vis (au nombre de trois) fonctionnent en génération de courant, pendant les compétition, elles sont utilisées en pompe pour remonter l'eau et augmenter le débit de la rivière pour accroitre la difficulté!

PS: le rendement max annoncé par mon vendeur de vis est de 82%, et le fournisseur de la kaplan 88%, mais ceci à pleine charge ce qui fait que quand on intègre la variabilité du rendement en fonction du débit on a 5% max de diférence sur une année de production. En plus avec la vis j'ai une géné à 96%, avec la kaplan une à 91%, vous voyez ce que je veux dire... Tout n'est pas histoire que de rendement...