Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour

J'ai récemment visité deux moulins dont les propriétaires ont des velléités de relance de production hydro-électrique. Dans les deux cas, il y avait plusieurs chambres d'eau indépendantes Je mets ci-dessous le schéma simplifié d'un de ces moulins, où l'on a un coursier latéral, et deux chambres avec devant 5 vannes ouvrières.
Evidemment, le propriétaire a plutôt intérêt à déclarer tout le débit entrant dans sa puissance maximale brute. Mais ensuite, quand il va réfléchir à son exploitation, quelle sera la solution la plus rationnelle selon vous? Faut-il faire communiquer les chambres et le coursier pour former une seule grande chambre? Y a-t-il des "trucs" à connaître relatifs à l'écoulement optimal de l'eau dans la (les) chambre(s)?

Merci de vos conseils.

Bonjour,

Indépendamment du génie civil existant, il faut bien calculer avant tout le productible en fonction des débits classés.

Cela donne un débit d'équipement. Avec un probabilité pour chaque puissance.

Ensuite on détermine si on met une ou plusieurs machines pour optimiser le rendement global.

Et du coup, on voit vite si il est judicieux de réunir les chambres d'eau ou pas.

Ensuite, c'est de la logique hydraulique, une faible vitesse obtenue par des "fortes" sections permet d'avoir de faibles pertes de charges.

Eric

Bonjour Eric

Merci de cette première réponse. En effet, le calcul des débits classés et du débit d'équipement sera réalisé (pas simple d'ailleurs dans le cas cité en exemple, avec une forte résurgence karstique à débit inconnu en plus de la rivière, un réseau de canaux d'amenée assez irrégulier, etc.). Je voulais surtout savoir si d'autres turbiniers avaient été confrontés à ce genre de situation initiale et comment s'était passé leur chantier en chambre d'eau s'ils avaient été amenés à "rassembler" tout le débit vers une seule turbine.

Bonsoir,

Une façon de voir le problème, c'est de partir du débit disponible ( je rejoins Eric) et avoir quelques ratios en tête.

1) la vitesse d'approche : en basse chute où chaque cm compte on évitera de dépasser 0,8 m/s et ceci est encore plus vrai si on met une turbine en siphon.

2) Largeur nécessaire d'une chambre d'eau en fonction de son diamètre : mini 2,5 fois le diamètre de la roue avec une forme semi spirale, l'idéal 3 fois le diamètre ( turbine à axe vertical)

3) L'aspirateur: important avec une turbine hélice et ce d'autant que l'on aura choisi une turbine qui absorbe beaucoup d'eau ( Ns élevé). En gros les proportions sont pour la partie tronconique verticale 2,3 à 2,6 fois le diamètre de la roue, puis le coude et enfin une partie horizontale de 3,5 à 5 fois le diamètre de roue en longueur. Ici il faut donc creuser parfois sous les fondations => pas toujours simple.


Pour définir la taille de la roue il faut connaitre le Q11 de la roue d'essai.
On retrouve souvent en axe vertical la valeur de Q11 à maxi 2,1
En horizontal Q11 = 2,4 à 2,8 pour une turbine en S et peut aller jusqu'à 3,2/3,3 pour un bulbe.

Ainsi sous une chute nette de Hn, une roue d'un diamètre D et d'un Q11 de 2,1 aura un débit de = D au carré x racine carré de Hn x 2,1. Cela correspond en gros à un Ns de 800/820.

Une fois défini la taille de la roue, on voit ce qu'il faut aménager, et selon la complexité mettre une seule turbine ou plusieurs.

Cdt

TG

Bonsoir,

Mais ensuite, quand il va réfléchir à son exploitation, quelle sera la solution la plus rationnelle selon vous? Faut-il faire communiquer les chambres et le coursier pour former une seule grande chambre?

Pour résumer la situation je dirai dans l'ordre:
1e) je suppose que ce moulin est fondé en titre donc, on ne touche pas à la structure du moulin.
2e) Déclarer le maximum de puissance et du débit turbiné que peuvent permettre toutes les chambres d'eau réunies via la prise d'eau d'origine.
3e) Comme la photo (ci-dessous) installer une grille unique devant les 5 vannes ouvrières.
4e) Pour finir, exploiter au mieux les chambres d'eau, en fonction de la configuration du moulin soit:
- Faire communiquer toutes les chambres d'eau (sans modifier la prise d'eau) et installer une seule et unique turbine qui sera par obligation une Kaplan DR.
- Installer dans chaque chambre d'eau une plus petite turbine (coût plus important) soit hélice ou kaplan de type siphon afin d'optimiser la puissance déclarée en 2e).
PV

Bonjour,

en pratique chaque cas est particulier et il faut chercher le meilleur compromis production/paperasses administratives/travail/coût en examinant tout : la tendance de la DDT locale, le tronçon court-circuité, les riverains, le potentiel du site, les accès pour le chantier, le type de bâtiments au dessus de l'installation, le montant que peut investir le propriétaire, le temps de retour sur investissement, etc ...

Exemple concret, une ancienne usine comporte sous les ateliers 4 canaux parallèles, dont 2 pour des turbines et 2 de décharge : la dalle béton qui les recouvre mesure environ 35 m de long * 20 m de large * 90 cm d'épaisseur (!) et les murs entre canaux sont magnifiques et en pierres de taille, épaisseur environ 1 m chacun. L'environnement est sinon franchement hostile, du moins pas favorable à la petite hydroélectricité, et l'arasement du seuil est même envisagé. Dans ce cas, soit on casse tout et on installe le maximum de puissance légale (déclaration de travaux, batardeaux amont et aval, vidage et démolition des locaux, de la dalle, des bajoyers, enlèvement des gravats, puis une ribambelle de toupies de béton, au moins 1 an de chantier, et je pense 1 M€ de facture pour installer 130 kW de production), soit "on la joue modeste", on préserve le droit d'eau et on pose directement dans les anciennes chambres d'eau deux turbines hélice qui vont bien, tournant chacune entre 70 et 100 %, adaptées au génie civil, sans grandes modifications ni aucune déclaration de travaux, avec 60 à 90 kW de production pour moins de 250 k€, en gardant les 2 canaux de décharge (sans grilles) bien pratiques en cas de crues, et en laissant il est vrai passer toute l'année plus d'eau sur le déversoir que le débit réservé, pour la plus grande satisfaction des riverains et pêcheurs.

dB-)

Bonsoir,

Exemple concret, une ancienne usine comporte sous les ateliers 4 canaux parallèles, dont 2 pour des turbines et 2 de décharge : la dalle béton qui les recouvre mesure environ 35 m de long * 20 m de large * 90 cm d'épaisseur (!) et les murs entre canaux sont magnifiques et en pierres de taille, épaisseur environ 1 m chacun

Tout à fait Didier et c'est le cas dans 90% des moulins à rénover pour palier à ces problèmes de fondation, ces murs porteurs en béton ou en pierre qu'il ne faut absolument ne pas toucher de plus, installer une machine dans ces canaux d'origines constitue un "bouchon" et par obligation, une perte de puissance.

Il y aurait une bien meilleure solution, moins couteuse et un rendement exceptionnel !!! Pourquoi s'en priver ?

Explication:
Selon le dessin de CF21, il y aurait un canal de fuite, comme on l'a dit sur le forum, ce canal fait partie intégral du moulin et non de la restitution de l'eau dans le lit naturel du cours d'eau, c'est une propriété privé dans lequel la construction d'une nouvelle chambre d'eau est tout à fait possible comme la photo ci-dessous: Il n'y a que des avantages:
- En règle générale, ce canal de fuite est bien plus large et profond que les canaux d'origine sous le moulin donc, l'installation d'une plus grosse turbine est possible.
- Pas besoin de toucher aux murs porteurs du moulin, juste le retrait des anciennes machines.
- Un rendement bien plus qu'excellent, car les pertes de charge sont faible et une bien meilleure restitution de l'eau.
- Pas besoin d'installer plusieurs turbines, une seule suffit et pour remédier aux fluctuations du débit de la rivière (été/hiver), une Kaplan DR s'impose.
- Création d'un emplacement pour la grue afin de sortir l'ensemble turbine/génératrice sans effort (maintenance lourde)

Je vous laisse méditer.

Bonne nuit.

PV

Bonjour

Merci à tous pour vos réponses.

MHEC : le canal de fuite latéral est pour le coup plus petit que les chambres (le plan n'est pas coté, mais à peu près fidèle à la géométrie générale du bien). De surcroît, et c'est ce qui suscitait mon questionnement, même si l'on utilise un seul des trois passages, on est confronté au problème : soit on laisse en l'état (sans communication entre passages) et le débit d'exploitation diminue ; soit on modifie le génie civil (pour que tout le débit arrive dans une seule zone de turbinage), mais cela semble un coût non négligeable.

Bonne journée

Bonjour,

Dans les prochains mois, je risque d'avoir à désenvaser une chambre d'eau de manière un peu urgente (= sans pouvoir prendre mon temps). Et par ailleurs j'en vois régulièrement des très encombrées chez nos adhérents.

Pour ceux qui ont déjà été confrontés à cette question (chantier sur moulin n'ayant pas servi depuis 20, 30, 40 ans... turbine sous 50 à 100 cm de sédiments divers), quelles solutions avez-vous testées ? Un prestataire spécialisé en vidange d'eaux chargées, lisiers ou boues? Une pompe louée ou achetée à cette occasion (quelle puissance et caractéristique)? Autre?

Merci d'avance.

Bonne journée

Bonjour,

et bienvenue au club !

Il y a déjà quelques informations sur le forum ici (recherche avec turbine, boue, chambre, vase, ...) :

http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=5&t=787&p=5791
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... 9753#p9753
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... 2067#p2067

dB-)