Energie hydraulique: choisir une petite turbine

[Saint Esteben]

Bonjour, Y a t il parmi vous quelqu'un qui pourrait me renseigner sur le choix d'une turbine, compte tenu des éléments suivants : débit : 150 l/s, hauteur de chute : 4 ?. En ce moment, j'ai une turbine négri, fabriquée dans les Vosges, aux alentours des annees 1930, qui est trop grosse pour mon débit; elle consomme 250 l/s , alors que mon débit n'est que de 150 l/s. LMerci de m'éclairer sur ce sujet !!

[Pierre17800]

Bonsoir,
J'ai une turbine qui fonctionne à partir de 150 l/s . Mais à ce débit il faut savoir que le rendement est plus faible.
C'est un une turbine Francis à axe horizontal avec le multiplicateur et une génératrice de 36 KW. (jamais installée)
Quel est le type de ta turbine et quel est le diamètre utile de la partie tournante ?
Cordialement.
Pierre.

[Remundo]

salut,

Dans ce domaine, plutôt une Banki Mitchell (aussi appelée Cross Flow).

Une petite Kaplan à axe vertical pourrait aussi faire l'affaire.

[Saint Esteben]

Bonjour,

je vois qu'il y a des connaisseurs !! J'ai demandé justement un devis pour une banki ( ossberger) , pour le reste ,je tire une photo et vous la présente lundi. BON WEK-END.

[Saint Esteben]

Bonsoir,
J'ai une turbine qui fonctionne à partir de 150 l/s . Mais à ce débit il faut savoir que le rendement est plus faible.
C'est un une turbine Francis à axe horizontal avec le multiplicateur et une génératrice de 36 KW. (jamais installée)
Quel est le type de ta turbine et quel est le diamètre utile de la partie tournante ?
Cordialement.
Pierre.

Bonjour, c'est une turbine négri, axe vertical, dimètre utile de la partie tournante : 390 mm.
Cordialement.
Jea michel.

[Pierre17800]

La mienne semble être de la même puissance que la tienne: donc c'est pas bon. De toutes façon à 150 l/s le rendement est de -50%.
Cordialement.

[Christophe]

Bonjour, Y a t il parmi vous quelqu'un qui pourrait me renseigner sur le choix d'une turbine, compte tenu des éléments suivants : débit : 150 l/s, hauteur de chute : 4 ?. En ce moment, j'ai une turbine négri, fabriquée dans les Vosges, aux alentours des annees 1930, qui est trop grosse pour mon débit; elle consomme 250 l/s , alors que mon débit n'est que de 150 l/s. LMerci de m'éclairer sur ce sujet !!

Pub gratuite: maguysama.com/ELECTRICITE-SUR-VOTRE-RIVIERE_a18.html
ou
calcadis.com/Articles-Calcadis/Pico+.html

Le prix de la 2ieme est très correct je trouve! Mais je ne comprends pas comment est régulé le 50Hz (un onduleur interne peut être?)

Dommage j'ai que 50 cm de chute...

[-Stéphan-]

Bien le bonjour à Christophe, Pierre 17800, Saint Esteben et Remundo !

Mon fils Cri-cri est tombé sur votre forum, et m'a demandé d'y écrire.
Le travail va être difficile, et je préfère jouer tout de suite cartes sur table : c'est la première fois que j'interviens sur un forum (je n'en connais donc pas les techniques, règles, coutumes, usages et habitudes : je suis de la génération où l'on extrayait encore les racines cubiques à la main... donc l'informatique, Internet... hum ! hum ! Je sollicite par conséquent votre indulgence, vos remarques, voire vos critiques ou remontrances...) ; et je suis le responsable de Calcadis, site mis en lien ici par Christophe (il va donc me falloir parler de la turbine "pico+ family", sans faire de pub, ce qui, convenez-en, n'est pas évident ! Vous avez parfaitement le droit - voire l'obligation - de mettre en doute mon objectivité et ma sincérité...).

La pico+ family est une machine figée, sans aucun moyen de régulation ou d'adaptation : elle fonctionne sous 1,50 m de chute et prend 35 l/s. Point (machine standardisée au maximum pour avoir un coût de production très bas). Elle fonctionne encore sous 1,40 m et toujours sous 1,60 m, mais il ne faut vraiment pas dépasser ces valeurs : en dessous, le rendement et la puissance diminuent vite, et, au-dessus, il y a des risques de surintensité.
Tous les systèmes de régulation (voltage, intensité, fréquence) sont sur carte électronique intégrée à la machine (dans l'ogive supérieure). Le réglage des valeurs se fait en usine : il est donc nécessaire de savoir dans quelles conditions seront utilisées les machines. Ces réglages sont adaptables (toujours en usine) en fonction de l'évolution éventuelle du site (par exemple : passage de l'auto-consommation à la vente sur réseau).
La machine est conçue pour favoriser la sécurité au maximum. Comme il n'y a aucun système de vannage, l'alternateur produira ses 300W, quoi qu'il arrive. La carte électronique analyse donc en permanence l'état du réseau où est injectée la production. Si la puissance consommée sur le réseau est inférieure aux 300W, le surplus est envoyé dans une résistance (au-dessus de l'ogive supérieure). S'il y a un problème sur le réseau (cour-circuit, puissance demandée en continu supérieure aux 300W, etc.), la turbine se sépare du réseau, envoie ses 300W dans la résistance, et essaie de se reconnecter, après quelques secondes. Si le problème persiste (après 5 essais sur une période de 10 minutes - valeurs installées par défaut, mais paramétrables à volonté en usine), la pico+ family demandera une intervention manuelle pour se remettre en production (on retire la turbine de sa chambre d'eau, ou on stoppe l'arrivée d'eau, pour arrêter la rotation et donc réinitialiser l'automatisme, puis on remet en place, c'est tout).
La pico+ family est aussi prévue pour absorber les surcharges lors des démarrages des appareils électriques : tout est conçu pour résister à 1000W.
Les pico+ family peuvent se coupler entre elles, à l'infini. Ainsi, sur le site de Saint Esteben, on peut mettre 4 machines en parallèle (4 x 35 l/s = 140 l/s : désolé, il y a 10l/s de perdus !...), et on peut en remettre 4 en série, sur la hauteur de chute (2 x 1,50 m = 3 m : encore 1 m de perdu !...), soit 8 machines au total, ce qui correspond à une puissance installée de 8 x 300W = 2,4 kW. Les machines se régulent entre elles : si, par exemple, on consomme 1,6 kW, chacune produira 200W, et enverra 100W dans sa résistance.
Le branchement électrique ne demande aucune connaissance particulière ("le fil bleu sur le bouton vert, le fil rouge sur le bouton blanc", pour les amateurs de la 7ème Compagnie...), et ne nécessite aucune armoire électrique : tout est inclus dans la turbine.
Pour la question précise du système de régulation de la fréquence, le principe repose effectivement sur la base d'un onduleur (l'alternateur à aimants permanents est calé à 1000t/mn, avec sa propre fréquence, et celle-ci est convertie à la valeur de consigne, de façon indépendante). Cette fréquence peut être paramétrée de façon ultra précise. Elle sera de 50Hz sur une turbine installée en réseau isolé (60Hz pour une pico+ family installée en Amérique), et 50,1Hz pour une machine couplée sur un réseau de distribution classique (60,1Hz en Amérique). Cette valeur, légèrement supérieure à la valeur nominale du réseau, force la turbine à injecter en permanence ses 300W.
La pico+ family s'installe sans génie civil lourd (et pas éconologique). A Madagascar, des machines tournent (depuis début 2006, sans incident) avec des digues en terre, ou dans un vieux fût métallique de 210 l (pas très éconologique non plus... mais, là-bas, c'est le système D qui prime !).
Le principe de base du bon fonctionnement de la pico+ family repose sur une élimination systématique des déchets convoyés par l'eau. Si une eau trouble est sans incidence sur le fonctionnement, il n'en va pas de même avec les moindres brindilles, feuilles, détritus, etc. qui peuvent fortement détériorer l'hélice, avec, en cas extrême, un stoppage net de la rotation (à 1000t/mn, ce n'est pas bon...). Il faut donc filtrer l'eau assez finement. Dans une installation hydraulique classique, on considère que l'espacement des barreaux des grilles d'entrée d'eau doit être au plus égal au trentième du diamètre de la plus petite turbine du site. Une pico+ family mesure 160mm de diamètre, soit un espacement recommandé des barreaux d'environ 5mm. Ce faible espacement nécessite un nettoyage permanent des grilles. Des systèmes statiques existent (fonctionnant sans aucune intervention manuelle ou source d'énergie extérieure), qui consomment une petite quantité d'eau et de hauteur de chute (dans le cas de Saint Esteben, il faudrait mettre à profit les 10l/s et les 1 m perdus).
La pico+ family est aussi une machine très légère : elle doit donc être protégée des crues. Elle pourrait aussi facilement "prendre des jambes" : une simple paire de pinces coupantes permet de la séparer définitivement de son site...

Cette machine est la première d'une gamme qui va se mettre en place petit à petit : le modèle de 300W sera extrapolé en 600W et 900W (augmentation de la hauteur de chute jusqu'à 3 m) une machine de 3kW est en projet, et une beaucoup plus importante (10 à 35kW, sous 1,50 m à 4 m de chute) est en cours de développement.

Par ailleurs, j'ai plus ou moins vu le projet de Christophe pour une roue à aube. Une bonne roue à aubes dispose d'un rendement de 20%. Je n'ai encore jamais vu de bonne roue à aubes... Maintenant, sous 50cm de chute, c'est effectivement le seul procédé actuellement connu susceptible de produire quelque chose. C'est dommage, car avec seulement 70cm, il existe un procédé basé sur les vortex qui permet un rendement de 70% pour le même prix qu'une roue à aubes...

Je reste, sans prétention, à votre disposition pour tout renseignement complémentaire : les énergies douces, renouvelables et libres restent une de mes passions préférées...

Et je pense que le premier reproche qui me sera fait pour cette première intervention restera la longueur de mon discours...

Stéphan

[Saint Esteben]

Bonsoir, tout d'abord, il vaut mieux être long et expliquer les choses telles qu'elles sont !!!Si j'avais su que ma turbine était trop grosse pour mon débit, je ne l'aurais jamais installèe, mais personne ne m'a renseigné, encore que il y a 20 ans personne ne s'interessait à la chose. A présent, voulant bien calculer mon coup, à mon âge, on n'a plus droit à se tromper souvent, j'ai bien étudié le probleme, et le plus gros, c'est de trouver une turbine qui s'adapte exactement à la configuration de mon moulin. J'en ai trouvé une, 4 metres de chute, 140 l/s, mais tres chere. Apres quelques recherches sur internet, je retrouve la même turbine en chine, car elles viennent toutes de là bas !!Différence de prix !!!2850 euros. Bien sûr il y a le transport, mais j'ai demandé un devis pour connaitre le coût; En France, on avance le crédit d'impot, mais malgré ce crédit en moins, je suis gagnant ! Autrement dit , en France, on profite du crédit d'impôt pour surfacturer un produit chinois qu'on trouve à Londres 35 pour cent moins cher !! Pourquoi la turbine chinoise est meilleure ? tout simplement, la turbine tourne à la même vitesse que l'alternateur, 1500 tours, ce qui évite une transmission par courroies qui affecte le rendement de 45 pour cent, c'est un ingénieur de l'edf qui me l'a dit. Alors en ce moment je bataille dur pour trouver le fournisseur qui me fera le meilleur prix. Pour ceux qui veulent voir les turbines, il suffit de faire sur le moteur de recherches : turbines exmork, et vous allez trouver la turbine de vos rêves !!Bonne nuit, et si vous connaissez un bon fabricant Français, faites moi signe , Merci d'avance.

[-Stéphan-]

Bonsoir Saint Esteben !

Merci pour l'indulgence !

Je connais bien les turbines chinoises... Méfiance !... La dernière que j'ai vu passer a vécu 8 mois, et n'a jamais réussi à sortir plus de 40% de la puissance annoncée, tout en laissant passer effectivement la quantité d'eau pour la puissance annoncée...
Je connais un constructeur français, implanté à Toul, qui travaille pas trop mal. Il saura exactement adapter la turbine qui convient (je sais déjà qu'il proposera une Kaplan à simple réglage de 300mm de diamètre - la plus petite de sa gamme - tournant à 1133t/mn, qui "avalera" au maximum 340 l/s, qui démarrera, avec déjà un bon rendement, à 100 l/s, et qui sortira, au maximum, 10kW). Mais, à mon avis, l'investissement total (turbine + alternateur + groupe hydraulique + vanne de garde + grilles d'entrée d'eau + armoire électrique + génie civil, et j'en passe) se situera vers la fin des valeurs à 5 chiffres, voire le début des valeurs à 6 chiffres. Surtout en €uros, ça fait une jolie somme !
A tout hasard, il s'agit de THEE (Techniques HydroElectriquEs), qui vient d'intégrer le groupe Hydréo.
THEE est sis rue Bois la Ville, ZI Croix de Metz, 54200 Toul (ils ont un site Internet : http://thee.free.fr)
Hydréo est sis Fallières Saint Nabord, 88200 Remiremont.
Il y a aussi la possibilité de passer une petite annonce pour trouver, d'occasion, une petite turbine Francis (ça ressemble un peu à un rotor de pompe centrifuge, et ça se met dans une "bâche spirale", sorte de gros escargot), dans une revue spécialisée pour les producteurs autonomes d'hydroélectricité. 4 m de chute, ça reste dans les grands classiques, 6 CV aussi. Mais attention, contrairement aux Kaplan qui sont beaucoup plus souples, une Francis ne démarre qu'à 50% de sa puissance nominale, avec encore un moins bon rendement que la Kaplan à 30%. En gros, si le module du cours d'eau est de 150 l/s, il ne faut pas acheter une Francis qui prend plus de 200 l/s sous 4 m !
Si une turbine proposée est donnée pour une hauteur différente de 4 m, je connais les formules qui permettent de calculer ce qu'elle peut faire sous 4 m : il suffira de me le demander.
Voici les coordonnées de cette revue : HydroEnergie Revue, Editions de la Vallée, au Vieux Moulin, 54260 Viviers-sur-Chiers (tél. : 03 82 89 76 12).

Il est exact qu'un alternateur en "prise directe" est la solution idéale, surtout parce que les efforts sur les arbres et les paliers (ou les roulements) sont supprimés : tout est en ligne, et il n'y a que le couple à transmettre (pas d'efforts à supporter pour tenir la tension de la courroie et transmettre le couple en tangentiel sur un seul brin). Un multiplicateur à courroie plate mange seulement 2% de rendement. Un multiplicateur à courroie trapézoïdale, 3%, ou un peu plus. Mais en aucun cas 45%, même si c'est un ingénieur EDF qui le dit !

@+ !