Forum de la petite hydroélectricité

dB-) a écrit : ↑27 avr. 2023, 22:11 à la louche... une pression d'environ 12 t ... tendant à "ouvrir" la bâche en deux...

Bon, certaines anciennes bâches en fonte font 2 à 3 cm d'épaisseur, ça aide, mais vu le danger potentiel de cette transformation, plaquer les deux distributeurs sur des rondelles inox de 2 mm découpées au laser (comme je l'indiquais plus haut) et les serrer entre eux par des tiges inox traversantes, filetées aux extrémités, me semble indispensable.

Pour avoir une liaison traversante, je vois 3 possibilités :
- créer une liaison entre les axes de directrices de chaque distributeur ;
- mettre ou adapter "quelques" (4, 6, 8 ou 12) tiges filetée inox à la place de certains boulons (14 mm) fixant les distributeurs à la bâche. Voir Photo-montage ci-dessous ;
- faire les 2.

une étude ou un calcul de résistance par un expert local !

Reste à trouver l'expert "local".
Cela serait bien aussi que je retrouve de la documentation de Dumont pour voir ses recommandations à l'époque.


Bien cordialement,
Arago

Bonjour,

les deux distributeurs sont l'un en face de l'autre à l'intérieur de la bâche, mais je me demande s'il y a contact entre eux car la surface en vis à vis ne semble pas usinée.


Chaque distributeur n'est donc fixé que par vissage sur un coté de la bâche. Des axes de directrices communs étant compliqués à mettre en place, une solution serait d'ajouter par exemple 6 tiges inox traversantes filetées aux extrémités.

Si le bord intérieur de la bâche est usiné (peu probable), insérer à force dans la bâche 6 tubes costauds à l'intérieur desquels passeront les tiges filetées, ce qui permettra de bien serrer les écrous, sinon réaliser des tiges avec un épaulement qui évitera de pincer la bâche au serrage des écrous.

Bonne soirée

dB-)

Bonjour,

chaque distributeur subissant environ 6 t de poussée, vous pouvez utiliser 6 tiges inox diamètre 20 filetées M16 aux extrémités pour réunir les deux distributeurs avec un coefficient de sécurité d'environ 3 pour du X10CrNiS18 9 et environ 8 pour du X20Cr13.

Reste à savoir si globalement la bâche fonte conçue pour 3.5 m de chute va résister à l'éclatement avec la nouvelle charge de 10 m : vous ne trouverez pas grand monde pour vous le certifier, surtout pas moi

Enfin, sous une chute de 16 m les roues, l'arbre et les paliers conçus pour 3.5 m de chute seront surchargés dans le rapport ((16/3.5)^1.5) soit environ 10 : je crains que cette turbine, même bien restaurée, ne convienne pas

Bon W.E.

dB-)

dB-) a écrit : ↑30 avr. 2023, 08:49 Reste à savoir si globalement la bâche fonte conçue pour 3.5 m de chute va résister à l'éclatement avec la nouvelle charge de 10 m : vous ne trouverez pas grand monde pour vous le certifier, surtout pas moi

Enfin, sous une chute de 16 m les roues, l'arbre et les paliers conçus pour 3.5 m de chute seront surchargés dans le rapport ((16/3.5)^1.5) soit environ 10

Bonjour dB-) et les autres lecteurs,

En effet, vos remarques sont pertinentes (comme toujours d'ailleurs).

Sur le calcul de la surcharge, l'ancienne chute totale était de 5 m ((16/3,5)^1,5) soit un X6. Je ne crois pas l'avoir précisé mais en réalité mon optimisation de chute étant encore non définitive arrêtée, le ratio est donc entre X3 et X6.
L'enjeu est donc réel.

Sans liaison traversante, la bâche est fragilisée. Est-ce d'origine OU dû à une restauration mal faite ???

Je suis allé voir une autre turbine double que je pense être une Camille Dumont.
C'est la même que sur votre plan de 1930, plan qui se trouve aussi dans la rubrique "Ressources" "Vieux grimoires" de ce forum.
Elle date de 1920 environ. Son usine a subit "quelques dégâts" par la suite.
Elle était sous 20 m de chute totale entre le bassin de mise en charge et la restitution (d'après l'IGN et les plans des Ponts et Chaussées).
2 roues symétriques de 42 cm soit + ou - le même diamètre que sur ma turbine (40 cm).

Le but est de la comparer avec la mienne : diamètre d'arbre, butée, épaisseur de la fonte, boulons, pieds, demi-coudes...
Son état n'est pas formidable. C'est triste. Unique point positif, cela rend facile la prise de mesures de l'épaisseur de fonte des élèments et des dimensions de l'intérieur.

Je publirais ici le détail et les résultats des mesures.

Arago

Bonjour,

si ça peut aider, quelques photos d'une petite Francis Dumont horizontale double (FHSPD) semblable :

• cette turbine est installée sous une faible chute, environ 2.50 m au dessus de la roue et 1.50 m en dessous

• la bâche ne comporte pas de pré-directrices venues de fonderie pour la rigidifier

• les taraudages de fixation des distributeurs sont borgnes, donc pas de tirants rejoignant les deux distributeurs

• sur cette installation, la bâche fonte supporte donc sans renforts (hormis les deux coudes de sortie) la pression de l'eau (environ 0.25 bar)

Après "quelques années de réflexion" .. on va remettre cette installation en service pour une petite production hors réseau et/ou sur réseau avec dispositif "zéro injection"

Bonne journée

dB-)

Bonjour,

Un tuyau en fonte actuel diamètre 600 fait 5 à 7 mm d'épaisseur mais la comparaison s'arrête là car : fonte récente, qualité probablement mieux maitrisée, forme ronde, moins de vibrations...


Ci-dessous, les côtes de la turbine cassée. Sous 20 m de chute.
Et les côtes de ma turbine.
Comparaison de la turbine cassée par rapport à la mienne (+ atout, = égalité, - faiblesse par rapport à ma turbine) :

+ Le diamétre ext. de la butée est plus grande (D230x230 VS D133x177).
= Les 2 demi-coudes des aspirateurs sont très similaires, y compris les supports butée/palier.
- La partie entre les demi-coudes et les distributeurs est un peu plus fines (12 VS 15).
+++ Les 2 distributeurs sont plus costaud...
+++ et sont solidaires entre eux (monobloc).
= Chaque distributeur à 10 directrices, plus longues, contre 12.
+ Les directrices sont plus étroites (100 VS 130).
- L'axe des directrices est plus gros (32 VS 20) mais en fonte VS acier.
+ L'anneau de vannage est plus solide (25x100 VS 18puis36x58)
--- La bâche est bien plus fine au niveau du boulonage des distributeurs (26 et 35 VS 40). C'est probablement dû au fait que j'ai un anneau de vannage dans l'eau.
+++ mais le reste de la bâche est plus épais (22 VS 12 à 20).
? La roue à 11 pales contre 10.
= L'épaisseur des pales semble similaire.
= L'arbre au niveau de la roue est identique (diamètre 85).
- L'arbre entre la roue et la butée est un poil plus faible (70 VS 70 s'élargissant à 72).
++ L'arbre entre roue et poulie est plus fort (85 VS 70).
= L'arbre au niveau des poulies est identique (85).
++ Les paliers régules étaient plus costaud.
? Le diamètre du volant d'inertie était plus petit (1500 VS 2600).

Arago

Bonjour,

pour compléter la similitude, quand on passe une turbine d'une hauteur de chute H1 à une hauteur H2 :

• la pression dans la bâche est multipliée par (H2/H1) : vérifier la résistance des conduites et brides, de la bâche, des tampons de visite, des aubes et du mécanisme du distributeur, calculer la nouvelle poussée axiale sur la roue et donc sur la butée axiale

• le débit absorbé est multiplié par racine (H2/H1) : vérifier la section humide des canaux et vannes, les surfaces de grilles, calculer un nouvel aspirateur (plus long et section de sortie plus importante)

• le couple sur la roue et l'arbre de sortie est multiplié par (H2/H1) : vérifier que les aubes et le moyeu de la roue peuvent supporter ce nouveau couple, vérifier la résistance en torsion de l'arbre, augmenter sa taille si besoin

• la vitesse de rotation est multipliée par racine (H2/H1) : vérifier l'équilibrage de la roue et des pièces en rotation

• enfin la puissance à l'arbre est multipliée par (H2/H1)^1.5

Ces vérifications et calculs sont +/- inutiles quand la nouvelle chute est inférieure à l'ancienne, et souvent négligés (à tort) quand l'augmentation de chute est modeste (en gros moins de 50% d'augmentation), la plupart du temps sans grandes conséquences.

Mais là vous souhaitez augmenter la chute d'un facteur 3 à 6, il faut donc tout vérifier, et j'ai toujours un doute sur l'intérêt de cette transformation par rapport à la recherche d'une turbine d'emblée mieux adaptée.

Les deux coudes de sortie vont certes contribuer à contenir l'ouverture de la bâche au niveau des distributeurs, mais un renfort par des tirants inox me semble indispensable.

Et pour être certain que la bâche va résister, la qualité de la fonte étant inconnue, je ne vois pas d'autre solution que réaliser un test hydraulique :

• assembler complètement la turbine : arbre, roues, distributeurs et tirants inox, bouchons de visite

• fermer sa bride d'entrée avec une plaque d'obturation épaisse (genre acier 20 mm, ou bois 100 mm, à calculer) montée avec un joint

• fermer de même les deux brides de sortie avec des plaques d'obturation

• placer la turbine dans une position permettant d'éviter la formation de poches d'air lors du remplissage

• ouvrir la purge haute et remplir complètement la bâche d'eau (raccord pour arrivée d'eau du robinet dans un des disques d'obturation)

• laisser sortir l'air librement pendant le remplissage, ne surtout pas monter en pression avec de l'air emprisonné !!

• une fois que l'eau sort par le point haut, fermer la purge

• monter progressivement en pression jusqu'à 1.5 fois la future pression nominale en surveillant avec un manomètre (*)

• par sécurité, le robinet de remplissage et le manomètre doivent être éloignés de quelques mètres de la turbine

• laisser quelques heures en pression et surveiller les fuites

(*) Pour une future chute de 16 m dont 10 m au dessus de la roue, la pression nominale dans la bâche sera de l'ordre de 1 bar et il faut donc une pression de test de l'ordre de 1.5 bar, que le réseau d'eau potable peut normalement fournir (j'avais "dans l'temps" chez moi entre 2 et 3 bars au robinet, actuellement c'est un peu moins, probablement une volonté du gestionnaire du réseau pour réduire la consommation)

S'il n'y a pas du tout d'air emprisonné, un éclatement de la bâche lors de ce test est "assez peu" dangereux, beaucoup moins en tous cas qu'un éclatement lors d'une mise en service de la turbine !! Quand j'étais dans l'industrie, les contrôles hydrauliques réalisés sur des échangeurs thermiques se faisaient toutefois à l'intérieur d'une pièce grillagée, le personnel restant à l'extérieur..

Ce contrôle représente un assez gros travail, il peut être confié à une société spécialisée, mais c'est nettement mieux qu'une installation qui vous pète à la figure à la mise en service ...

Bonne fin de W.E.

dB-)

Bonjour à tous,
En complément des photos de la turbine détruite (Francis double sous 20 m de chute), voici la même turbine pendant son installation en 1921.
Photo trouvée par hasard mais c'est bien la même. C'est triste de la voir cassée. Soi disant, le propriétaire aurait tout fait pour relancer l'usine mais le droit d'eau aurait été racheté par EDF dans les années 1960.

Cordialement,
Arago