Vis d'Archimède

[HPVi]

Quelques questions sur les vis, surtout par curiosité.

Je comprends que c'est très gros et cher pour une puissance donnée, mais que ça a un bon rendement sur une assez grande plage de puissance, tout en restant très rustique.

J'ai du mal à comprendre si c'est ou non sensible aux remontées aval : le pied de la vis peut-il ou doit-il plonger dans l'eau ? Utilise-t-on toute la hauteur de la chute ?

Et si le niveau amont varie, ça donne quoi ? Par exemple peut-on fonctionner par éclusées ? Si ça déborde, on part en survitesse ou peut-on avoir une sorte d'amorçage ?

Pour une turbine, il y a normalement de l'eau partout en amont et en aval, avec ou sans rotation, j'arrive à imaginer. Mais une vis, faut de l'eau en bas et rien en haut...

Si quelqu'un peut m'expliquer (encore une fois, c'est pas pour un cas particulier) !

[Turbix]

Dans la techno actuelle des vis :

1) côté aval, la vis doit être immergée jusqu'au milieu environ, ce qui dépend de l'inclinaison de la vis. En dessous on perd de la chute donc du rendement.
Au-dessus on perd du rendement par la conjugaison de deux phénomènes :
- la difficulté d'écoulement de l'eau de la dernière poche: il faut bien qu'il y ait une différence de niveau suffisante pour que l'eau puisse librement s'échapper de la vis.
- le clapot provoqué par la fin de la vis qui va taper la surface de l'eau aval et provoquer des remous.

2) côté amont, trois cas de figure :
- optimal : le niveau amont arrive sur le bord supérieur du moyeu, soit environ les trois-quart du diamètre total de la vis, et toute la surface frontale possible de la vis est utilisée.
- sous ce niveau : aucun problème, donc en éclusée pas de problème non plus (sauf la diminution de la chute bien sûr). En fait soit votre vis est à vitesse fixe et vous ne réglez pas le débit, ce qui peut engendrer un fonctionnement en éclusée, soit votre vis est à vitesse variable et le débit turbiné est directement lié à la vitesse de rotation de la vis.
- au-dessus du moyeu : au début l'eau va tomber en cascade d'une poche à une autre et plus le niveau va monter plus l'eau va se mettre en rotation autour de la vis. Jusqu'à 1,1x le débit nominal aucun problème. Puis puis le rendement va légèrement diminuer et le couple continuer d'augmenter, car l'augmentation des frottements et des remous vont faire baisser le rendement, compensés par la plus grande quantité d'eau.
Quand je dis que le couple va augmenter, c'est uniquement si le niveau aval reste identique ; dans la réalité les niveaux amont et aval sont liés. En réalité quand vous aurez une remontée amont ET aval, vous aurez une diminution des performances, un peu comme pour une turbine mais pour des raisons différentes.
C'est là qu'est le match entre la vis et la kaplan double réglage dans les cas de chutes avec de fortes variations de niveaux : en rendement pur la kaplan double réglage reste imbattable mais son débit maximal va diminuer avec l'écrasement de la chute, alors que la vis va avoir un débit identique voire supérieur pour les raisons de débordement évoquées plus haut mais avec un rendement moins bon.

La survitesse, c'est uniquement dans les cas où vous allez déconnecter la génératrice asynchrone du réseau ou laisser un pmg sans charge suffisante derrière, comme sur une turbine classique. En général les vis ont un frein.

"Peut-il y avoir un amorçage ?" Disons que dans le cas de figure de la vis immergée au-dessus du moyeu côté amont, l'eau va couler toute seule, sauf si une vanne de garde a été prévue. Mais pas la vis tant que le frein est enclenché.

[HPVi]

Merci pour ces explications. Qui me font venir d'autres questions ; pour ne pas abuser du temps des spécialistes, je rédige ça sous forme d'affirmation.

J'ai remarqué que certaines vis avaient de très gros moyeux, creux bien sûr. Il faut bien tenir la portée. Si le diamètre de ce moyeu augmente beaucoup, il faut augmenter le diamètre de la vis pour passer le même débit, d'où une installation plus lourde. La ou les hélices sont peut-être plus faciles à réaliser. J'ai du mal à me représenter les "poches" en 3 dimensions. Je comprends qu'on est alors moins sensible aux variations de niveau aval et amont.

Ce serait peut-être intéressant pour ceux qui n'ont que de tous petits débits. Si l'eau vient principalement des précipitations, le petit débit est très variable. Si on peut fonctionner en éclusées, en variant la vitesse on peut faire de l'autoconsommation en produisant quand c'est utile. Comme autrefois, le bief se remplissait la nuit !

Encore faut-il avoir le droit de fonctionner par éclusées... Si c'est un petit débit, la biodiversité, les poissons sacrés et les moulins en aval ne doivent pas trop en souffrir. C'est a priori moins irrégulier en aval du moulin qu'en amont. Et les suivants profitent de quelques affluents.

PS : Pour ceux qui n'ont pas le temps de relire les nombreux messages sur le sujet, je répète un lien vers un très bon document d'Hydrauxois : le moyeu octogonal, ça ne met pas l'eau en rotation ? Ça doit pas être terrible pour le rendement, non ?

[Turbix]

Pour des raison géométriques, le moyeu est environ de la moitié du diamètre total. La quantité d'eau est liée au diamètre et à la vitesse de rotation.
Ces deux diamètres ne sont pas indépendants l'un de l'autre : si vous avez un moyeu trop petit la quantité d'eau maximale absorbable sans débordement dans la poche suivante sera réduite ; et si votre moyeu est trop grand la quantité d'eau de chaque poche sera réduite. C'est un compromis.

Si vous êtes en vitesse variable vous pouvez varier le débit turbiné et donc vous n'avez pas besoin de fonctionner en éclusée.

Pour le moyeu octogonal, je dirais que ce n'est pas "trop" grave, dans le mesure où la vitesse périphérique du moyeu est très basse. Evidemment rond c'est mieux.

[OfildelO]

Je viens de recevoir une information de ce prestataire (vis), je ne crois pas qu'on en avait parlé (pas vu dans l'annuaire)
http://www.hydrodynamic-technologies.com/

Bonjour à tous,

Cette nouvelle entreprise n'aura pas tenu longtemps.....
https://www.procedurecollective.fr/fr/l ... ogies.aspx

OfiledelO

[dB-)]

Bonsoir,

merci pour cette informations, j'ai mis la page d'adresses à jour, espérons que les clients et fournisseurs n'y laisseront pas trop de plumes ...

Bonne soirée

dB-)

[Turbix]

J'ai regardé quelques articles et le site. J'ai l'impression que ça n'a pas marché pour les raisons suivantes :
- un ou des investisseurs n'ont pas apporté le cash promis alors qu'il y avait déjà une équipe d'une vingtaine de personnes.
- leur 1er projet d'équipement sur la somme ne s'est pas fait, ni les éventuels projets suivants. Il leur a manqué un vrai proto opérationnel pour convaincre.
- techno : pas d'innovation sauf que les vis devaient être imprimées en 3D. Mais à ma connaissance une très grosse imprimante 3D basée sur du filament fondu ça n'existe pas au délà d'1m3, et puis plus c'est grand plus c'est long et attention au "warping" (déformation due au refroidissement sur les grosses pièces). Pourquoi pas le plastique, on peut en utiliser en hydro dans certains domaines, mais peut-être pas avec cette technique.
J'ai quand même un peu l'impression d'une start-up aspirateur à subventions sur la base d'une idée pas bien validée avec un outillage à inventer.

[lupo]

Bonjour,

J'ai un site à équiper. H=2,28 m Qmax = 6,15 m/s fondé en titre avec un canal d'amenée de 10 m et une restitution de 200 m. La différence de hauteur entre le pied du seuil et la restitution est en moyenne de 30 cm (variable en fct des débits)
Je me pose la question sur le choix de la turbine soit un Kaplan DR inclinée ou une vis sachant que la rivière varie assez rapidement en fonction des précipitations.
Ma question: si je choisis de mettre une vis directement sur le seuil sans utiliser la canal de restitution. Je vais perdre de la hauteur de chute.
Mais, est-ce-que j'aurai le droit de turbiner le débit réservé en même temps que le reste sachant qu'il n'y aurait plus de tronçon court-circuité?
De plus, la rivière n'est pas classée ni liste 1 ni liste donc je n'ai pas de passe à poisson à mettre en place.
Dans cette hypothèse, je vois ma production prévisionnelle augmentée. Cela me parait la meilleure solution.
Qu'en pensez-vous?
Merci d'avance

[jejekart]

Bonjour

Avec une vis, qui pour votre débit vas être énorme. Peut en mettre deux l’une à côté de l’autre
Théoriquement avec une vis vous pouvez turbiner le débit réserver.
C’ est l’avantage des vis
Par contre cela n’empêchera pas l'éventuel Possibilité d’obligation d’installer une PAP

[MHEC]

Bonjour,

sur le choix de la turbine soit un Kaplan DR inclinée ou une vis sachant que la rivière varie

Si vous avez le choix, une Kaplan DR sans hésitation. Si vous voulez mon conseil, fuyez les VIS !! ces machines innovantes ont un rendement médiocres par rapport à la DR et nécessitent des modules au moins de 10 m3/s. Dans votre cas, avec un Qmax = 6,15 m/s laissez tomber !

si je choisis de mettre une vis directement sur le seuil

ATTENTION !! Modification du seuil = perte de votre droit d'eau

est-ce-que j'aurai le droit de turbiner le débit réservé

Oui sous le régime de l'autorisation mais avec un Qmax = 6,15 m/s ça ne vaut pas le coup !.

donc je n'ai pas de passe à poisson à mettre en place

Malheureusement SI, la PAP sera obligatoire dans tous les cas.

PV