Amoureuse des moulins, mais encore...

[seyo]

En fait j'avais envoyé un mail à la préfecture pour avoir ce règlement d'eau dont j'avais la date mais il m'a renvoyé des arrêtés au sujet de travaux sur le barrage et divers plans mais pas le règlement en lui même.
Je me demande si je peux vraiment le retrouver.
Et si jamais je ne le retrouve pas aux archives départementales ?
Est ce que si j'obtiens le débit des moulins au dessus ou en dessous, ça peut aider ?
Car mon interlocuteur dit "Il serait donc nécessaire de chercher aux Archives départementales d'autres documents permettant de définir le débit maximal dérivé avant signature de la loi du 16 octobre 1919."

Encore merci

[dB-)]

Bonsoir,

je ne pense pas que ce soit une roue Sagebien, comme évoqué plus haut, c'est une simple roue "en dessous", extrêmement rustique et au rendement très médiocre comme l'indique Gérard. Vous allez vous embêter à monter un ensemble multiplicateur-générateur, et au final cela produira plus de décibels et de calories que de kilowatts-heures ...

Je mettrai bientôt en ligne des photos d'une réalisation en cours, où une roue "de dessus" a été laissée en place et fonctionnelle (pour le fun), mais à été doublée par une "conduite forcée" alimentant une petite turbine hélice sous bâche, avec PMG de 4.5 kW, et ensemble contrôleur de charge / ballast / onduleur pour injection réseau (raccordement déclaré à ERDF, mais sans contrat de vente).

Turbine en parallèle avec une roue.png

Petite turbine sous bâche.JPG

dB-)

[DPM]

En fait j'avais envoyé un mail à la préfecture pour avoir ce règlement d'eau dont j'avais la date mais il m'a renvoyé des arrêtés au sujet de travaux sur le barrage et divers plans mais pas le règlement en lui même.
Je me demande si je peux vraiment le retrouver.
Et si jamais je ne le retrouve pas aux archives départementales ?
Est ce que si j'obtiens le débit des moulins au dessus ou en dessous, ça peut aider ?
Car mon interlocuteur dit "Il serait donc nécessaire de chercher aux Archives départementales d'autres documents permettant de définir le débit maximal dérivé avant signature de la loi du 16 octobre 1919."

Encore merci

Les règlements d'eau édictés sous forme d'arrêté préfectoraux sont pratiquement toujours présents aux archives (série S comme indiqué précédemment). Sinon, allez à la préfecture et demandez à consulter l'arrêté préfectoral à la date demandée... de toute façon ,s'il est perdu, c'est plutôt favorable : les caractéristiques actuelles sont considérées comme celles de l'arrêté de l'époque

Le débit est fonction de la section d'entrée d'eau

lisez cette file pour avoir plus d'infos

http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... it=section

[MHEC]

Bonsoir à tous,

ensuite, quand il n'en est fait aucune mention dans les documents antérieurs à 1919, comment trouver des informations incontestables de débit et hauteur de chute que l'administration va sans aucun doute chercher à remettre en cause ?

Oui, je confirme, on en a déjà parlé, bien souvent la hauteur de chute, le débit dérivé ou turbiné, la PMB sont rarement indiqués dans les anciens règlements d'eau c'est pour cela qu'à ce jour, nous avons besoin d'une mise à jour voire une reconnaissance par l'administration.

Les éléments incontestables seront (si pas modifiés): le génie civil du moulin, la crête du déversoir et du vannage, le repère du niveau légal (grosse pierre ou marche, repère en fonte etc.).Avec ces éléments incontestables, il faut "monter" un dossier à faire valider en préfecture puis, en fonction de ces éléments, la DDT vous donnera votre PMB indispensable pour vendre l'énergie électrique.

PV

[CF21]

en prenant contact avec les archives départementales avant de se déplacer, je ne doute pas qu'un archiviste pourra donner les cotes des documents qui correspondent au règlement d'eau de ce moulin puisque même la DDT en connait la date (12 octobre 1884), quelques photos sur place, seyo, et vous aurez votre règlement d'eau.
cependant, (et c'est le cas dans mon projet) le règlement peut ne pas faire mention du débit maximal dérivé avant le 16/10/1919, ni de la hauteur de chute.
si je me borne à lire textuellement cette réponse de la DDT, en l'absence de ces fameuses règles de fonctionnement, l'autorisation est caduque.
tout d'abord, cette histoire de règlement et de règles de fonctionnement qui conditionnent l'autorisation, vrai ou pas ?
ensuite, quand il n'en est fait aucune mention dans les documents antérieurs à 1919, comment trouver des informations incontestables de débit et hauteur de chute que l'administration va sans aucun doute chercher à remettre en cause ?
je deviens parano ou bien ? :roll:

Comme il a été dit :

- le règlement d'eau devrait se trouver en préfecture, et la DDT est en tort de ce point de vue. Au terme de la Circulaire du 25 janvier 2010 relative à la mise en œuvre par l’Etat et ses établissements publics d’un plan d’actions pour la restauration de la continuité écologique des cours d’eau (DEVO0930186C), il a été posé par le Ministère de l'Ecologie que "la loi considère que l’administration est censée connaître, et suivre sans limite dans le temps les autorisations qu’elle délivre." En d'autres termes, la DDT doit avoir le règlement et est en faute de l'avoir perdu.

- le règlement se trouve éventuellement en Archives. Sinon, l'état du génie civil fait foi, à charge pour la DDT de démontrer que ce génie civil a changé à une date postérieure à l'autorisation qu'elle a égarée.

- le sens du courrier DDT, tel que je l'interprète, c'est principalement de vérifier que la puissance avant 1919 est bien inférieure à 150 kW. Mais cela ne fait aucun doute vu le site, la taille du coursier et la roue.

*

Sinon, j'avais visité (et raté) à l'automne un moulin du Morvan en vente qui avait exactement la configuration indiquée par dB-) ci-dessus, sauf que c'était en extérieur et avec des équipements anciens : une conduite se terminant par une goulotte menant à une roue de dessus ; une autre conduite arrivant dans la bâche spirale d'une petite turbine. La rivière passait au-dessus puis en-dessous du moulin dans un méandre anguleux et pentu, d'où les prises d'eau en conduite, avec pour le coup 6 m de chute (mais petit débit). L'intérêt de cette double installation est sans doute qu'on peut faire tourner la roue en été à fin d'agrément (quand il y a trop peu d'eau pour la turbine et que le besoin de chauffage en autoconso ne justifie pas la production 24/24 de l'hiver). Mais tout cela a des coûts...

[dectot]

Bonsoir Didier,

une question pour un ami qui est a peu pres dans le meme cas de figure (roue de poitrine mais disposition souhaitee semblable a votre dessin)et qui desire garder sa roue qui est en bon etat mais pour le "fun" ; vous avez ecrit : une petite turbine helice
avec PMG de 4.5 kW, et ensemble contrôleur de charge / ballast / onduleur pour injection réseau (raccordement déclaré à ERDF, mais sans contrat de vente).
Jusqu'au ballast, je comprend mais apres je suis avide d'explications.
Je dois rencontrer cette personne debut Fevrier et lui donnerai alors vos coordonnees.

Merci par avance pour votre reponse.

Cordialement.

[dB-)]

Bonsoir,

d'habitude j'équipe ces petites turbines hélice sous bâche semi spirale (qu'on appelle aussi parfois "turbines tourbillon") d'une génératrice asynchrone VEM, fixée sur une lanterne et entraînée directement en bout d'arbre via un accouplement à plots élastiques.

Elle est alors raccordée au réseau triphasé via un simple contacteur et un disjoncteur moteur type GVxx, le réseau assure la régulation de vitesse et le courant produit vient diminuer la consommation du logement sur le réseau.

La vitesse de rotation est mesurée par un petit capteur inductif placé devant la vis de pression de l'accouplement élastique, et un mini automate n'enclenche le contacteur de ligne que si l'interrupteur M/A est sur marche, et que la vitesse est dans une certaine plage de validité (avec hystérésis, mini grafcet, etc ... pour éviter les enclenchements / déclenchements répétés et intempestifs).

En cas de coupure secteur, l'ensemble s'emballe (et n'injecte plus rien sur le secteur, comme cela a été dit maintes fois) mais ce n'est pas du tout gênant, et cela peut rester des heures ainsi sur ces petits matériels. Quand le secteur revient, l'automate ré-enclenche à la volée, ce qui ne présente là non plus aucun problème sur ces petits matériels. Donc une utilisation extrêmement simple et sans servitudes.

Si besoin, j'ajoute directement sur la génératrice un condensateur triphasé pour améliorer son facteur de puissance et consommer moins de réactif, en prenant bien soin de calculer ce condensateur en tenant compte de la vitesse d'emballement (et donc de la fréquence, qui va atteindre environ 100 Hz), de sorte à ne jamais partir en auto-excitation !

Tout cela fonctionne très bien tant qu'il y a le débit d'eau prévu, et jusque vers environ 65 % du débit nominal. En dessous de ce débit, le rendement d'une turbine hélice à vitesse constante chute rapidement, surtout dans la version sous bâche qui comporte un distributeur fixe et une régulation de débit par vanne Uvulla. La version ouverte, en chambre d'eau, comporte un distributeur à directrices mobiles, qui est un peu plus performant à charge partielle.

De plus, le rendement de la génératrice asynchrone diminue aussi, et surtout son facteur de puissance s'écroule : elle produit moins de puissance active, tout en consommant quasiment toujours la même puissance réactive ... On arrive assez rapidement à un moment où on consomme plusieurs ampères de réactif sur le secteur, tout en ne produisant rien ! Bien que ce ne soit pas comptabilisé sur la facture EDF, ça n'est pas "sérieux" ni productif ...

Ce type de réalisation reste tout à fait intéressant entre 65 et 100 % du débit, ce qui est la cas d'anciens moulins qui exploitaient à l'origine un débit d'eau conséquent, et qu'on équipe d'une petite turbine juste pour produire un peu de courant et alléger la facture EDF : dans ces cas là, la turbine tourne en permanence à 100 %, et l'excédent d'eau part dans une vanne de décharge ou en surverse sur le déversoir.

Le cas que j'ai présenté un peu plus haut est différent, le moulin étant situé sur un petit ruisseau dont le débit varie d'environ 25 à 250 l/s : il a été décidé de l'équiper d'une turbine prenant 150 l/s sous 4 m de chute nette, et donnant environ 4.5 kW à l'arbre à 1500 tr/min. Pour mieux exploiter les petits débits, je vais travailler en vitesse variable : en effet, la roue d'une turbine hélice présentant une section de passage et des angles constants (contrairement à la Kaplan), quand le débit diminue, la vitesse d'eau diminue, et si la roue tourne à vitesse constante les angles d'entrée/sortie de l'eau ne sont plus bons et le rendement s'écroule. En ralentissant la roue, on rétablit des angles corrects, et le rendement s'améliore.

Second point, j'utilise un petit alternateur à aimants permanents, qui ne consomme aucun courant pour son excitation, du coup, le rendement global augmente, surtout à charge partielle. Par contre, en vitesse variable avec un PMG, la tension et la fréquence produites sont aussi variables : faibles à bas débit, plus élevées à plein débit, et très élevées à l'emballement. Le triphasé produit par le PMG (quasi sinusoïdal, environ 3 * 400 V en 50 Hz à 1500 tr/min) est donc redressé à l'entrée d'un contrôleur de charge, et la tension du courant continu obtenu est limitée à une certaine valeur au moyen d'un régulateur qui enclenche plus ou moins (module) un ballast (lequel est ici une simple résistance de puissance refroidie par air). Si le courant produit par la turbine n'est pas utilisé par le réseau (cas d'une coupure EDF, l'onduleur pour injection, homologué, se met automatiquement en sécurité et en veille), alors le régulateur envoie toute la production électrique sur le ballast, ce qui évite un emballement de la turbine et une surtension en sortie du PMG.

L'onduleur pour injection réseau utilise ensuite le courant continu présent en sortie du régulateur, et le transforme en un courant monophasé quasi sinusoïdal 230 V 50 Hz. Il injecte sur le réseau plus ou moins de puissance, en fonction de la tension en entrée, qui peut varier de 40 Vdc à 600 Vdc. A noter que l'onduleur génère le courant sinusoïdal de sorte à présenter un facteur de puissance de 1 (point très intéressant des onduleurs, que je vais aussi utiliser sur une autre réalisation avec une turbine hélice travaillant en vitesse variable et entraînant en direct une génératrice asynchrone de 45 kW avec injection réseau via un variateur regénératif 4 quadrants : on peut régler très facilement le réactif, sans condensateurs, pour satisfaire aux exigences d'ERDF).

C'est un modèle MPPT (Maximum Power Point Tracking, ou recherche permanente du point de fonctionnement à puissance maximale), c'est à dire qu'à tout instant l'onduleur module sa consommation de courant, ce qui freine plus ou moins le PMG, et fait donc varier la vitesse de la turbine, de sorte à trouver le point de fonctionnement donnant la puissance maximale.

Enfin, le propriétaire a souhaité que l'installation soit parfaitement en règle avec la législation (responsabilité en cas de problème technique, assurance, ...), et j'ai donc utilisé un onduleur éolien, prévu pour l'injection réseau, et conforme à la norme VDE0126. L'installation est déclarée auprès d'ERDF, mais il n'y a pas de contrat de vente auprès d'EDF ou d'un autre acheteur. Il n'y a pas de compteur spécifique (injection ou non consommation), mais ERDF demande le certificat de conformité à la norme VDE0126 de l'onduleur réseau (normalement il faudrait parait-il un certificat rédigé en Français, mais dans le cas présent le certificat rédigé en anglais a suffit).

L'onduleur est conçu par son fabricant pour répondre aux multiples normes mondiales de raccordement sur le secteur (AS4777, VDE4105, VDE0126, UL-240V, UL-208V, MEX-CFE, G83/2, G59/3, EN 50438 DK, EN 50438 IE, EN 50438 NL, plus un mode "custom") : la mise en conformité avec telle ou telle norme se fait simplement en choisissant la norme correcte dans un menu sur l'interface de l'onduleur. L'installateur (ici moi) fournit à ERDF une attestation comme quoi le module est bien paramétré en VDE 0126.

Tant qu'à s'amuser, j'ai équipé cet onduleur d'une clé Wifi, connectée au réseau de la maison, qui permet à l'utilisateur de visualiser à tout instant les différents paramètres de fonctionnement, la production instantanée, le cumul de l'énergie produite, etc ... et me permet aussi de réaliser un enregistrement du fonctionnement sur plusieurs semaines, ce chantier étant assez éloigné (je pourrais aussi réaliser un suivi instantané via GSM ou GPRS mais la quantité d'informations est moindre, et le coût plus grand).

Cet ensemble est plus compliqué que la solution avec génératrice asynchrone, mais plus performant, et avec "juste" 5 éléments : une turbine extrêmement simple (bâche, roue à pales inox, 2 roulements et une garniture au carbure de silicium), un PMG en bout (pas de transmission, pas de bruit, pas d'entretien) et à l'air libre (pas de problème d'étanchéité), un régulateur de charge sur-dimensionné (j'ai pris un 10 kW) et un ballast refroidi par air sur-dimensionné lui aussi (il doit bien peser 40 kg ...), enfin un onduleur éolien, matériel de grande qualité et fabriqué à des dizaines de milliers d'exemplaires.

J'ai bon espoir qu'avec ce système flexible on arrive à produire encore quelques centaines de Watts à seulement 20 ou 30 % de débit d'eau ! Je ferai un petit "update" du sujet après quelques semaines d'essais.

PS : pour compléter cet ensemble, le client a souhaité que j'installe un second onduleur de type production autonome, qui ne travaillera que lors des coupures de courant : au lieu de perdre l'énergie de la turbine à chauffer un ballast, cet onduleur alimentera un circuit spécifique de la maison, non relié au réseau (via un inverseur de source) ...

PMG.jpg

Régulateur de charge.jpg

Ballast 5 kW.jpg

Onduleur.jpg

Cordialement

dB-)

[dectot]

Bonjour Didier,

merci pour vos explications.
Je transmet.

Bonne journee.

[CF21]

Merci Didier pour ces explications, très utile. Un point que je saisis encore mal :

Pour mieux exploiter les petits débits, je vais travailler en vitesse variable : en effet, la roue d'une turbine hélice présentant une section de passage et des angles constants (contrairement à la Kaplan), quand le débit diminue, la vitesse d'eau diminue, et si la roue tourne à vitesse constante les angles d'entrée/sortie de l'eau ne sont plus bons et le rendement s'écroule. En ralentissant la roue, on rétablit des angles corrects, et le rendement s'améliore.

Je comprends bien le principe (que je trouve très intéressant pour les petites turbines hélice fixe, si adaptées aux basses chutes à petit budget), mais pas comment cela marche. Physiquement, qu'est-ce qui "ralentit la roue" pour éviter qu'elle tourne à vitesse constante lorsque le débit baisse ?

[dB-)]

Bonjour,

sans entrer dans les détails (on y passerait quelques jours) ...

Ici la vitesse n'est pas imposée par le réseau, elle résulte d'un équilibre entre la puissance mécanique délivrée par la turbine et la puissance mécanique absorbée par le PMG : si la turbine est plus puissante ça accélère, sinon ça ralentit, jusqu'à trouver un nouveau point d'équilibre.

La puissance mécanique absorbée par le PMG est liée directement à la puissance électrique qu'il fournit en fin de compte à l'onduleur (je passe sur le régulateur de charge, qui intervient essentiellement lors des coupures secteur)

Ce qui est intéressant, c'est que l'onduleur est capable de choisir l'intensité du courant qu'il va absorber, et pour cela il "s'appuie" sur le réseau (qui lui est de loin plus costaud que notre petite installation).

- si l'onduleur choisit de prendre très peu d'intensité, le PMG ne sera pas freiné, la turbine va s'emballer.
- si l'onduleur choisit de prendre l'intensité maximale, le PMG va freiner à mort, et la turbine va quasiment caler (*)

Entre ces deux extrémités, l'onduleur MPPT va chercher à tout instant pour quelle intensité prélevée sur le PMG la puissance injectée sur le réseau sera maximale. Il ne connaît pas du tout la turbine ou quoi que ce soit en hydraulique, il peut "simplement" moduler le courant qu'il absorbe, et indirectement cela va faire varier la vitesse de la turbine. Il va ainsi, "à l'aveuglette", et par essais successifs, trouver le point de fonctionnement qui va délivrer la puissance maximale sur le réseau.

Ça n'est pas fait à la hache, c'est assez délicat, à un moment il "bouge" un poil le courant absorbé, il analyse le résultat, et détermine s'il faut la prochaine fois bouger à nouveau dans le même sens, ou au contraire dans l'autre sens, ou plutôt ne rien faire ...

(*) un excellent moyen de protéger la turbine contre l'emballement est de mettre tout simplement le PMG en court-circuit, au moyen d'un contacteur. A ce moment là, même avec la pleine hauteur de chute et l'eau ouverte à fond, la turbine va tourner au ralentit, en toute sécurité. C'est ce qui se fait pour protéger les éoliennes.

Bonne journée

dB-)