Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour,

il y a plusieurs façons de déterminer une grille (je prends comme exemple la grille de Gilles21):

a) Le logiciel Mécaflux indique, avec de l'eau propre (sans couches culottes, feuilles, bouteilles plastique, etc..) :

- une vitesse moyenne avant grille de 0,18 m/s, et une vitesse moyenne dans la grille de 0,21 m/s
- une perte de charge de 0,3 mm de chute dans la grille, qui semble donc un peu sur dimensionnée
b) On trouve aussi dans les vieux bouquins la formule de Gauthey : Scannée sur le livre "Notes et formules de l'ingénieur" de De Laharpe Tome 1, 23ème édition 1938
En calculant avec cette formule, on trouve environ 2 mm de chute.

c) La formules de Kirschmer, ou de Kirschmer-Mosonyi
Ici celle de Kirschmer, complétée par Mosonyi : bon, on ne s'en sert pas tous les jours, heureusement.

Delta h = chute d'eau créée par la grille
Ka = 1 si les lames de la grille sont dans le sens du courant (cas le plus fréquent)
Kf = 2,4 avec des barreaux rectangulaires (environ 5 fois plus larges qu'épais : exemple section 10 * 50 mm)
d : épaisseur des barreaux en mm
e : espacement entre les barreaux en mm
Beta : angle que fait la grille par rapport à l'horizontale
Va : vitesse de l'eau en m/s (vitesse en m/s = débit en m3/s / surface grille en m²)
g : accélération de la pesanteur = 9,81 m/s²

En faisant le calcul avec une grille verticale, on trouve une chute de 0,39 mm

Cette formule de Kirschmer est mentionnée dans plusieurs livres, dont :

- Les petites centrales hydroélectriques, conception et calcul, de D. Le Gouriérès, ISBN 978-2-9530041-1-3
- Le guide de la petite hydroélectricité disponible sur le site http://www.esha.be/ ou directement en pdf ici :
d) Il y a encore la formule de Meusburger, présentée en page 29 du "Guide pour la conception des prises d'eau" disponible ci-dessous.

e) Beaucoup plus simplement que tous ces calculs : pour des petites installations, on peut réaliser une grille avec barreaux en fer plat de de 5 * 50, espacés de 30 mm, inclinée à 45 °, avec une surface de 2 m² par m3/s de débit (donc une vitesse d'eau inférieure à 0,5 m/s)...

Attention à la nuance entre le pas de la grille et l'écartement des barreaux : Un pas de 25 mm est plus pénalisant qu'un écartement de 25 mm, avec des barreaux de 6 mm de large par exemple, donc faire attention dans les échanges de courriers officiels.

Voir aussi le Guide pour la conception de prises d'eau ichtyocompatibles pour les petites centrales hydroélectriques, disponible ici :

http://www.onema.fr/IMG/pdf/2008_027.pdf

ou là :
Remarque concernant la solidité : je pense qu'il faut prévoir le pire, une grille complètement colmatée par des feuilles (quelques heures suffisent) doit résister à la poussée de l'eau sur toute sa hauteur. Certaines installation anciennes abandonnées ont toujours des grilles droites et exploitables, d'autres moins bien conçues ont des grilles complètement cintrées et H.S.

Si possible, prévoir aussi qu'en cas d'inondation les débris ne puissent pas franchir la grille et se retrouver dans la chambre d'eau ...

Enfin, concernant le dégrillage à la main, il faudra que je mette en ligne une photo et les dimensions d'un râteau artisanal absolument génial. J'avais en effet essayé sans succès quantité de systèmes :

• - râteau à foin classique en bois, ou râteau de jardinage métallique, de petite largeur, ou grande largeur
  - ancienne binette, ou spatule métallique réalisée sur mesure avec des dents juste bien pour aller entre les barreaux
  - fourche à foin, griffe à fumier, avec manche métallique, ou manche en bois, etc etc ...

Total, des outils tout juste bons à se casser le dos.

LA solution est venue d'un agriculteur, qui a une assez grosse centrale sur la rivière l'Ognon (Doubs) (plusieurs turbines Kaplans de plus de 100 kW je crois), et qui a dégrillé seul à la main pendant des années !! Des tonnes de feuilles, évacuées ensuite au Manitou. (Il est maintenant équipé d'un dégrilleur automatique).

Il nous a fourni un râteau miracle, véritable élixir salvateur des vertèbres lombaires :

• - équipé d'un manche en bois, léger et solide, d'un diamètre d'environ 30 mm, avec une bonne prise en main
  - d'une longueur d'environ 3,50 m : pas besoin de se plier en deux pour atteindre la base de la grille
  - avec à la base un T métallique léger et rigide, sur lequel sont soudées une dizaine de griffes d'engin agricole, genre râteau fane
  - les griffes sont en fil d'acier rond d'environ 5 mm de diamètre et forment chacune une sorte de demi boucle de 30 cm de diamètre
  - elles sont espacées entre elles d'une dizaine de cm, et une barrette transversale soudée empêche l'ensemble de se coincer dans la grille

Ces griffes semblent provenir d'un ancien râteau faneur tracté, dit râteau fane ou "soleil" Dès que possible je place en ligne une photo de cette merveille, et ses dimensions !

Cordialement

dB-)

Bonjour
Avec tout cela , je devrais y arriver.
Pour répondre à Didier, je ne fais pas la confusion entre l'écartement utile et le pas : dans l'exemple cité, espace de 25 mm, lame en fer plat de 5x50 = pas de 30mm.
Maintenant, j'attends avec impatience de voir ce fameux rateau. J'ai fait pas mal d'essais de mon côté et je dois reconnaitre que je n'ai jamais trouvé la panacée ; celui qui allait bien pour les feuilles en automne se révélait médiocre pour les branchages et vice versa.Il faut en avoir un pour chaque type d'embâcle.
Quant à la note jointe sur les dégrilleurs "ichtyocompatibles " je l'ai juste lu vite fait et je n'ai pas encore eu le temps d'appronfondir, mais cela a l'air très interessant .
Cordialement
Gilles 21

Bonsoir,

voilà les photos du râteau magique qui vous épargnera le dos !
Bon, j'entends quelques sceptiques qui ricanent de me voir épaté par un râteau, mais c'est que tout est dans les détails :

- déjà celui-ci est hyper léger, manche en bois bien sec, juste ce qu'il faut de fer et d'acier
- rien à voir avec un râteau ou une griffe de jardin, trop lourds
- le manche est bien long, pas la peine de se pencher et se casser le dos pour aller gratter le bas de la grille
- les dents sont en acier à ressort, flexible, et non en vulgaire ferraille
- elle viennent probablement d'un ancien "soleil" ou "râteau fane" (voir photo message précédent)
- le râteau mesure une trentaine de cm de haut
- les dents sont maintenues par un tube léger, perforé pour chaque dent
- et soudées juste sur le dessus, pour rester élastiques à la base du tube (recuit à la soudure)
- il y a une petite tige ronde de 5 mm de diamètre soudée en travers, à quelques cm sous le bout des dents
- qui empêche les dents de s'enfoncer et se coincer dans la grille ou les tiges transversales
- mais qui permet quand même aux dents d'aller chercher un peu entre les barreaux

Désolé, je n'ai pas pensé à le nettoyer avant de le photographier ...

J'en avais réalisé 2 ou 3 semblables avant, mais pas aussi bien que celui-ci : soit plus lourds, soit plus fragiles, etc ...

Je ne connais pas le génial concepteur, je crois que c'est un agriculteur propriétaire d'une centrale sur l'Ognon : le site des Forges de Montagney.

Au travail, les feuilles arrivent !
Cordialement

dB-)

Bonsoir ou plutot bonjour
Merci pour la photo du dégrilleur miracle, je vais m'atteler à sa réalisation alors que les feuilles vont arriver ( Si vies pacem, para bellum ), mais pas l'eau , les niveaux sont au plus bas.
Cordialement
Gilles 21

Bonsoir,

Personnellement je considère qu'un angle de la grille de 60° par rapport à l'horizontale est le meilleur compromis pour nos petits cours d'eau.
Surtout si on envisage la mise en place ultérieure d'un dégrilleur mécanique.
Et ne pas oublier de prévoir la goulotte d'évacuation des déchets, arasée côté amont à la hauteur de la retenue normale.
A l'arrêt de la turbine une surélévation transitoire du niveau de l'eau se produit dans le bief, entrainant les flottants dans la goulotte.
Cette vague, plus ou moins importante suivant la vitesse de l'eau dans le bief au voisinage de la prise d'eau et de la rapidité de fermeture de la turbine, peut atteindre une dizaine de cm.
D'autre part ce "coup de bélier" décolle de la grille les feuilles ou autres qui s'y trouvent plaquées.
C'est un travail fastidieux en moins si l'on programme, tout au moins journellement, une fermeture rapide de la turbine

Bonsoir,

A propos de grilles à pas fin < 3 cm, tous les ouvrages (littéraires pas hydrauliques...) s'accordent à dire que l'utilisation de profils "piscicoles" pour les barreaux de la grille, gomme une grande partie des pertes de charges induites par ces grilles resserrées.
Quand on a de la place, => pas de souci on élargit la prise d'eau et tout va bien.
Quand on ne peut pas élargir, même avec un bon dégrilleur les pertes peuvent être importantes, et il peut être intéressant d'utiliser ces barres profilées.......... mais où les trouve -t-on en dehors des livres et autres études de l'ONEMA/ Ademe ?

A titre perso, j'en ai vu une fois dans une entreprise qui faisait de la coutellerie, comme point de départ de certaines lames, mais je doute que cela conviennent à nos grilles. En plus on va nous accuser de couper les anguilles

Bonne soirée

Thierry

Je viens de poser une grille à barreaux profilés, (en inox s'il vous plait) et vous prépare quelques photos demain dés que j'ai fini de couler mon béton !

Merci d'avance Pascal pour les photos, et n'oubliez pas d'indiquer la source d'approvisionnement.

A bientôt et bon béton !

Chose promise chose due, voici les photos de mon dégrilleur et des grilles récemment posées. Il s'agit d'une machine d'occasion construite par Viry il y a 30 ans récupérée dans une centrale qui se modernisait.Les barreaux ont étés laminés en profil d'aile d'avion, de 65mm de largeur pour une épaisseur de 4mm mini pour 7mm au plus épais. Le pas est de 30mm bien que bizarrement le règlement d'eau à l'étude par la DDT ne stipule rien dans ce domaine ! Les voies de l'administration sont parfois bien impénétrables.......Bref dans un souci de durabilité, le fournisseur (Er3i Remiremont ) a opté pour un inox qui ne semble pas être un bonheur à souder et se déforme allégrement ! La centrale n'est pas encore en service, mais les écoulements, au débit nominal, ont l'air tout à fait acceptables. Je me ferai un plaisir de vous communiquer une vidéo en fonctionnement d'ici quelques semaines. Je ne puis vous donner de prix pour les grilles car elles font partie d'un ensemble expérimental comprenant une jolie turbine, de la vitesse variable, et le contrôle commande qui va bien..... Je ne résiste pas à l'envie de vous passer une photo du grand jour, qui était cet après midi et voyait arriver la turbine. Encore un peu de béton, pas mal de montage et je vous ferai un un reportage sur l'ensemble de la remise en service du site et des premiers tours de roue.....
Bonne soirée
PJ

Bonsoir Pascal
Les choses se précisent à ce que l'on voit.
Elle est magnifique et... nous attendons la suite avec impatience.
Cordialement et bon courage
Gilles