Sommaire
Comment choisir la roue de la turbine hydraulique ?
Abaque
Pour choisir le type de roue correspondant au mieux à la topologie du site, les professionnels utilisent des abaques qui déterminent le type de turbine hydraulique le plus adapté en fonction de la hauteur de chute et du débit.
Ces abaques ne sont pas du tout adaptées aux ordres de grandeurs qui nous concernent (60 mètres et 0.001 m³/sec.). On peut toutefois s’en inspirer et, par analogie, déterminer quelle type de roue est le plus adapté à notre site.
Analogie
De manière générale, on retiendra que :
- Les turbines Pelton et Turgo constituent une bonne solution pour exploiter des chutes d’eau ou le ratio existant entre la hauteur de la chute et le débit est important.
- A contrario, les turbines Kaplan et Banki sont plus adaptées pour exploiter les sites ou le ratio existant entre la hauteur de chute et le débit est faible.
- La turbine Francis se trouve à cheval entre les deux groupes précédent.
Mon choix
Pour mon projet, j’ai choisi une roue de type Pelton car c’est la technologie la plus adaptée à la topologie de mon site :
- faible débit d’eau = 1 litre par seconde (0,001 m³)
- hauteur de chute « importante » = 60 mètres
Les différents types de roues hydrauliques
Une turbine hydraulique est une machine tournante qui produit une énergie mécanique à partir d’eau en mouvement. La plus ancienne machine à eau connue remonte au IIIe siècle après Jésus-Christ (Nous n’allons pas réinventer la roue !). Les plus connues sont les roues à aubes qui équipaient nos anciens moulins.Turbines à action
Les turbines à action transforment la pression hydaulique en énergie cinétique.
Pelton
La roue Pelton porte le nom de son inventeur, l’Américain Lester Pelton (1829-1908). Elle récupère l’énergie du mouvement de l’eau grâce à des augets doubles en forme de cuillère. Ces augets sont profilés pour obtenir un rendement maximum tout en permettant à l’eau de s’échapper sur les côtés de la roue. Le rendement d’une turbine Pelton est de l’ordre de 90 %.
Excellent rendement. Garde un bon rendement même si le débit varie. Aménagement minimum. Prix réduit.
Auto-construction impossible
Où acheter ?
-
Roue Pelton ABS – 162 mm (58 €)
Ø = 162 mm, 16 Augets. -
Roue Pelton ABS – 128 mm (39 €)
Ø = 128 mm, 22 Augets.
Turgo
La roue Turgo est une modification de la roue Pelton, développée par l’entreprise britannique Gilkes. Le jet d’eau frappe les lames latéralement, selon un angle de 20° à 30° par rapport au plan radial de la roue. Son rendement est de l’ordre de 80 %. Ce type de roue est très utilisée en pico hydraulique, elle est généralement montée en prise directe sur l’arbre du générateur.
Accepte un flux d’eau plus important qu’une roue Pelton de même taille. Aménagement minimum. Prix réduit.
Auto-construction impossible. Rendement moins performant que la roue Pelton.
Où acheter ?
- Roue Turgo ABS 16 augets (63 €)
Ø extérieur = 236 mm, 16 Augets.
Ø injecteur maximum = 32 mm
Pression maximum = 14 bars
Banki
La turbine Banki est une évolution des roues à aube. Le flux d’eau est transversal, c’est-à-dire que l’eau s’écoule au travers des pales de la turbine. L’eau entre par un des côtés de la turbine et en ressort par le côté opposé. L’eau traverse ainsi deux fois les pales de la turbine. Le rendement d’une turbine Banki et de l’ordre de 80 %.
Simple. Auto-construction possible.
Vitesse de rotation lente, système multiplicateur obligatoire. Aménagement à prévoir
Turbines à réaction
Les turbines à réaction provoquent et exploitent la différence de pression entre l’entrée et la sortie de la roue.
Kaplan
La turbine Kaplan à été inventée par l’ingénieur autrichien Viktor Kaplan (1876-1934). Elle ressemble à une hélice de bateau mais ses pales sont orientables. Elle convient à certaines centrales au fil de l’eau situées sur des rivières à débit particulièrement variable, car on peut régler la position de ses pales en fonction du débit. Le rendement d’une turbine Kaplan est de l’ordre de 90 % et 95 %
Excellent rendement. S’adapte au variation de débit.
Auto-construction très difficile. Mise en oeuvre de l’orientation des pâles complexe. Aménagement à prévoir.
Francis
La turbine Francis tient son nom de James Bicheno Francis (1815-1892), ingénieur américain qui l’a inventée en 1849. L’eau arrive sur le pourtour de la roue, pousse les aubes, puis se dirige vers l’axe de la turbine. Elle s’écoule ensuite par le canal de fuite situé sous celle-ci. Le rendement d’une turbine Francis est de l’ordre de 90 %.
Robuste.
Auto-construction difficile. S’adapte peu au variation de débit. Aménagement à prévoir
Bonjour
J’ai la possibilité de faire un forage avec un débit permanent de 15 m3h
Donc voici mes deux idées peut-être un peux farfelue pour produire de l’électricité
Soit utiliser la force du débit pour activité une turbine
Soit pompé puis rebalance sous pression dans une turbine
Quelqu’un est il en mesure de me dire si c’est réalisable et si oui comment et une idée du coup ?
Merci d’avance
Loic
bonjour, J’ai une chute de 6.5M de hauteur et debit de 45L/S. Ubn systene a godets concu par moi meme m’a donne des maximas de 1300W a la sortie de l’onduleur . Ca a bien fonctionne 5 ans . Puis, les chaines 13.5M etaient fatigues et ont commence a derailler, J’ai en suite installe une turbine Banki couple en direct avec une PMG 300 tours. Le maxima sortis s’elevait a 850 sur l’onduleur mais j’ai eu trop de problemes avec des poissons et autres objets qui one obstrue la turbine. Maintenant, avec la hausse des prix de l’energie je suis a nouveau a la recherche…. Je pensais a installer une roue de 6,50M qui devrait me donner pres de 3KW en continu mais il y a beaucoup de travaux a faire et le cout va etre cher – meme si je fais la majorite moi meme. Je vois ici la Banki
Puissance : 130 à 1900 Watts Débit : 17 à 30 litres/secondes Dénivellé : 1 à 10 mètres Achat immédiat : 1650.
Ou est ce que je peux trouver des infos sur cette turbine? Je crois que elle me donnera au maximum 1000W … mais elle n’est pas en vente sur le site ebay….???
Bonjour
J’ai un groupe hydroélectrique turbine type Pelton hauteur : 140m ; débit : 0.26m3/s p : 315kW vitesse : 600 tr/min ; survitesse : 991 tr/min Je souhaite remplacer cette turbine car il n’y a pas assez d’eau pour que ; Est-ce que je peut remplacer cette turbine par celle Cross-Flow les suivants:hauteur 135m;débits 550l/s;612kW;1000tr/mn ; Pg:727kVA
sinon quelle est l’alternative ?
Bonjour,
je poste un message car un peu paumé avec toutes ces informations.
moulin acheté avec droit d’eau
mesures : debit 0,5m3 hauteur 0,90m
marche environ 9 mois par ans donc a sec l’été
roue en bois à refaire avec démultiplicateur « oldies » mais qui tourne avec chaine et courroie à rajouter
ma question est deja, est ce je peux m’orienter vers un projet pico hydrolien avec turbine pour plus de facilité, mais avec une periode seche pour la turbine..ou bien vaut il mieux relancer un mecanisme avec roue ? je ne sais pas vraiment par où commencer.
bien cordialement,
pf
Bonjour,
Je vais prochainement faire l’acquisition d’un ancien moulin dans lequel il y a deux turbines.
L’une semble être une Francis, l’autre je ne sais pas… Pas de plaque lisible.
Dans des archives j’ai trouvé:
Débit moyen utilisé sur 5 ans pendant la période (1929-1934) = 53.000m3/jour = 2200m3/h = 0.611m3/s = 610L/sec
Puissance délivrée en 1934:
28kW pour 50.000m3/jour
33kW pour 60.000m3/jour
39kW pour 70.000m3/jour
Hauteur de chute indiquée: 4m85
Puissance indiqué sur ce document: 615 l/s x 4m85 = 30kW (donc pas le même calcul que P=g.Qv.H.n)
Aujourd’hui je ne sais pas si il y a 615l/s (0.61m3/s) mais cela doit-être dans ces eaux là…
Si l’installation est capable de fournir au moins 15kW je me lance, sinon bof.
Que pensez vous de mettre une Banki ?
Je suis acheteur si quelqu’un à du matériel qui irait pour cette configuration.
Merci par avance pour vos conseil
bonsoir,
propriétaire d’un moulin, avec une pico centrale de..10 kw (bruts), avec une turbine francis, installée sur une chute de 2.2m et un débit de 600l/sec. mon installation vieilli, j’aurais besoin d’un atelier de maintenance sérieux, pour restaurer le distributeur et ses directrices, et recharger la roue.. J’ai peur que les travaux ne soient pas assez motivants
Bonjour,
Vous pouvez poster un message sur ce forum en demandant si quelqu’un connait une entreprise qualifiée succeptible d’intervenir dans votre région.
Cordialement
Bonjour monsieur, je comme projet de fin d’études : Dimensionnement d’un micro-barage hydroélectrique pour une maison de 5pieces .
Pouvez m’aider pour le choix des appareils svp ? Et le bilan de puissance aussi svp .
Bonjour,
Il faut commencer par définir les besoins.
Quel est donc le besoin en énergie pour cette maison de 5 pièces ?
Cordialement
Bonjour,
Dans quelle région êtes-vous ?
Bonjour et merci pour ces renseignements et ces info. importantes.
Quelqu’un aurait une idée sur le choix à faire? je voudrais mettre en place une micro-centrale sur une rivière dont le débit est de 1m3/s dans la périodes normale c’est-à-dire sans pluie et la hauteur de chute de 38 m.
j’aimerais faire le choix de la turbine et le diamètre de mon tuyau, dans le meilleur possible, produire un peu plus.
merci pour vos orientations et vos idées.
Que pensez vous de la turbine Setur ? Pipeau ou innovation ? Voir https://vortexhydro.com/fr/
Bonjour Patrick,
Sur le principe: Ces turbines font partie de la catégorie hydrolienne, c’est à dire ne pouvant récupérer sous forme électrique qu’une petite partie du potentiel d’une chute (disons quelque chose entre 0 et 10%).
Si vous avez la possibilité d’avoir un barrage, une turbine classique permets de récupérer entre 50 et >80% du potentiel.
Si vous n’avez pas la possibilité d’avoir un barrage (police de l’eau…) mais que ce type de machine est possible, dans ce cas, sur le principe c’est mieux que rien.
Factuellement, reste a savoir si c’est pas une arnaque:
Les documents qu’ils donnent ne permettent pas de l’évaluer, les seules images sont de synthèse ont ils déjà installé une machine? On sait pas.
ça sent a plein nez la startup sans expérience qui a inventé un truc qu’ils croient révolutionnaire, mais qui n’a jamais produit…
Je me permets de rappeler que les rivières transportent des tas de cochonneries de toutes sortes, cochonneries auxquelles la turbine devra résister pendant des années, devra pouvoir s’entretenir facilement… Penser aussi aux crues.
Les centrales hydro existantes sont conçues avec une expérience qui remonte à plusieurs siècles. Donc aller installer un machin comme ça, conseil: faut être très prudent.
bonjour , Je voudrais réagir sur cette soi disante société .Jai investi dans cette turbine en 2019 , mais je ne l’ai encore jamais recu a ce jour .
quelques reponses a mes mails , me stipulant quils ont des problemes d’approvisionnement . mais 3 ans maintenant . cela semble etre une trés grosse arnaque . Une bien belle escroquerie .
Je ne trouve personne pour me conseiller vers qui me tourner pour une réclamation et porter plainte vue que cest dans un pays étranger .
re edit da mon précédent post :
Concernant ma problématique avec hydrokinetics ( qui se trouve aux etats unis ) . j’ai eu finalement un retour de leur part. Ils ont des problèmes d’approvisionnement dans les pièces constituant la turbines .
Ce mot, même si pour le moment ne répond pas pour un envoi immédiat , est, néanmoins assez rassurant .je fais donc patience…. cross fingers
Bonjour
Votre avis sur le choix d’une turbine.
Je travaille sur un petit projet donc les caractéristiques sont les suivantes :
– débit : 0,33 m3/s
– hauteur : 40 m
Puissance hydro calculée :129,36 KW
Quel est le type de la turbine indiquée pour ce projet ?
Bonjour
Quel rendement puis je espérer avec 1l/seconde et 100 ou 200 mètres de chutes
C’est le débit minimum l’été et en hiver il est 4 fois au moins plus fort
Le principe pelton est il le mieux adapté?
Faut-il un réglage de buse d’injecteurs
Et plusieurs injecteurs pour être optimal?
Une réalisation maison est elle possible
Je parle de récupérer un alternateur 10 kva en 380 et mettre un palier avec un gros roulement étanche
La roue pelton étant achetée toute faite ;
Merci d’avance de vos précieux conseils
Bonjour,
Pour estimer le potentiel on utilise la calculatrice prévue à cet effet.
1l./sec. sous 100 m = 750 W
1l./sec. sous 200 m 1500 W
Sous réserve des pertes de charge.
Cordialement
Bonsoir.
J’ai réalisé chez moi une pico turbine avec un débit de 1l/S et une dénivelée d’environ 120 m. mon principal soucis c’est la longueur des tuyaux qui atteint 1200 m !!! Malgré tout je tire environ 500 Watts de mon installation.
Mon meilleur rendement se situe avec 2 buses de 4.5 mm, parfois je monte à 2 fois 5 mm. ma puissance max a été de 545 watts avec une powerspout, mais elle n’a pas tenue. elle s’est détruite à deux reprises .
Aujourd’hui j’ai conservé la roue pelton et je fais tourner un générateur d’éolienne avec un système de poulie et de courroie, car ma turbine monte quasiment à 3000 rpm et le générateur de l’éolienne est déjà à 200 V à 300 rpm, donc je dois démultiplier par 10 la vitesse de rotation.
J’ai pour le moment un tuyau PE de 50 mm mais je vais le tripler d’ici peu car effectivement au printemps le débit augmente. j’espère arriver à 1 KW afin de recharger ma voiture électrique
Bonjour
Je réalise un captage depuis un torrent de montagne via un tuyau.
J’obtiens un débit d’environ 3m3 / heure.
Comment savoir quel type de turbine il me faudrait s’il vous plait ?
Merci pour votre site et tous vos précieux conseils.
Bonjour,
Merci pour toutes ces infos.
J’ai un petit canal d’arrosage à côté de chez moi, v=7m/s et le débit est de 500l/s
Je pensais installer une turbine de banki, mais je ne trouve aucun plan pour l’autoconstruire.
Est-ce que quelqu’un a cette info?
Pierre
Bonjour, je suis tombé sur ce site suite publication dans les echos, à savoir : https://vortexhydro.com/fr/
Lien echos: https://www.lesechos.fr/thema/021969712431-une-turbine-hydraulique-pour-toutes-les-rivieres-2001560.php
Est ce serieux, le site m’a l’air « fake ». J’avoue avoir du mal à comprendre le principe et la réalisation prp au concept de l’inventeur.
J’ai une rivière sans chute et vitesse lente
sans différence de niveau, puissance =0
Bonjour, je vais faire un projtet concernant une micro-centrale sur un captage d’eau
Il s’agit enfait de recupérer les énergies de refoulement de 04 pompe qui a chacune un débit 2000 m3/h et j’ai besoin de votre avis.
Bonjour, et bravo pour votre site et les informations précieuse qui s’y trouvent !
j’ai une chute d’eau qui fait communiquer deux bassins à 1,30 m de hauteur, pour un débit minimum de 3 L seconde (plus au printemps avec la fonte des neiges…) Pour le moment l’eau tombe par un tuyau horizontal de 100 mm. J’ai la possibilité de prendre appui dans la berge juste au dessus du niveau inférieur. Quel type de pico centrale me conseilleriez-vous ? Grand merci !
Bonjour que pensez vous de turbo watt
Bonjour,
Je ne connais pas « turbo watt ».
Avez-vous un lien, une adresse ?
Vous voulez peut-être parler de turbiwatt …
Cordialement
Bonjour,
Je suis architecte à Madagascar et suis en phase de faire le montage d’une nano-centrale hydroélectrique.
Un débit de 1m/s et une hauteur de chute de 21m. Je pense que la Pelton avec ses évolutions telles que vous les imagez sur vos images de synthèse et sa miniaturisation déjà effectuée à maintes occasions devrait convenir, mais un avis de connaisseur est toujours le bienvenu…
Une fois l’installation effectuée, mon désir expérimental m’amènera à la gestion électronique et, bien sûr, informatique, du fonctionnement de la nano-centrale, afin de pouvoir varier le débit en fonction des heures d’utilisation. Bien sûr, ma centrale sera longue à amortir, mais c’est le fonctionnement global qui m’intéresse et sa gestion simple pour une éventuelle vulgarisation à plus grande échelle.
Merci d’avance si vous me donnez votre avis.
Damien DUBACH
BONJOUR,
Je constate que finallement la turbine que j’ai inventé est loin devant .C’est une turbine en conduite forçé DN 150 .je fais 60tr/mn et 60N/m sur l’axe pour une chute de 1,20 m. Je ne sais pas ce que ça peux produire en électricité , mais d’aprés ce que je lis ça ne peut pas etre mauvais.
Bonjour Moi Ce Nathan Mulunda, pour umergé une micro-centrale quelles sont les conditions?
bonsoir et pardon d’ insister autant je suis allé mesurer la vitesse en laissant tomber des objets , bien que légers il me semble qu’ils vont à 0.5 m/s je me suis rendu à la chute avec un bidon sectionné de 20l et il rempli en une fraction de seconde j’ai imaginé pouvoir y installer un canal cylindrique de 15cm de section, creuser le point de chute jusqu’à 2m bien que rocailleux.
mais puis-je avoir des plans d’installation ? toujours de quel type de turbine ai-je besoin . faudrait-il un multiplicateur de mouvements?
la génératrice va -t-elle débiter sur 12v?? puis-je utiliser une génératrice de groupe électrogène ?
j’ai encore beaucoup de questions mais merci du fond du coeur de répondre à celles ci
cordialement Alain Serge
Bonjour Alain,
Vous pourriez vous orienter vers un modèle de la marque PowerPal et plus précisément vers leurs modèles basse chute.
Les spécifications données par le constructeur sont assez claires :
Il semble qu’en fonction de vos dernières estimations vous soyez dans les clous (mais tout dépends de quelle fraction de seconde vous parlez …).
Au risque d’insister, et pour prévenir toute déconvenue, vous devez impérativement connaître le débit de votre petit ruisseau pour prendre la bonne décision.
Il en existe un ensemble MHG-500L sur le forum de la petite hydroélectricité pour 1400 Euros, neuve et complète avec goulotte d’amenée en fibre de verre et aspirateur conique en fibre de verre:
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=3&t=2090&p=21121&hilit=powerpal#p21121
C’est le moment ou jamais 😉
Cordialement,
Laurent
Bonjour et merci pour toutes vos explication. Toute fois j’ai une situation différente :
– Premièrement une rivière qui coule sur faible profondeur ( 20 cm ) et large de (2m. ) j’envisage la rétrécir jusqu’à 50cm grâce à un canal en béton préfabriqué afin d’obtenir un bon débit mais il n’y aura pas de chute juste une forte coulée.
– La deuxième situation se situe toujours sur la même rivière en aval, elle connais une légère chute 1m et le débit est un peu mieux 3 litres/s. mais est distante de 500m par rapport à mon domicile pourtant le premier site est à 100 m de la maison
entre ces deux situations, laquelle me conseillez- vous? Quel type de turbine ira le mieux pour chaque cas ? quelle quantité d’énergies dois-je espérer?
merci pour vos réponses
Bonjour Alain,
La production sera très faible avec le débit et la hauteur de chute que vous annoncez.
Pour 3 litres par seconde sous 1 mètre de chute vous obtiendrez une puissance thérique de 30 W.
Votre estimation du débit est-elle correcte ?
Comment avez-vous mesuré 3 l/s ?
En prenant les caractéristiques de votre « rivière », on obtient une section mouillée de 0.4 m2. (0.2 x 2) et en faisant les suppositions suivantes concernant la vitesse de l’eau de votre « rivière », on obtiendrait :
Pour obtenir une vitesse en km/h on multiplie la vitesse donnée en m/s par 3.6.
Ainsi, pour se faire une idée :
Cordialement,
Laurent
merci pour ces données plus exactes j’ai supposé le débit .mais la profondeur et la largeur sont précises il me faut juste mesurer la vitesse. il faut également rappeler que ces données sont prises en temps de sécheresse donc totalement différents en saison sèche. ma préoccupation est dans le choix du site, du type de turbine, et de la génératrice .
merci encore pour vos réponses
Bonjour et merci tout d’abord pour votre excellent site . Pourquoi dites vous qu’une auto-construction est impossible pour une roue pelton? Cela ne me semble pas très compliqué a réaliser.
Bonjour,
Je dis qu’il est difficile de fabriquer une roue Pelton de qualité « à la maison », donc avec des moyens limités, car les principales techniques utilisées aujourd’hui pour la fabrication des augets sont l’injection plastique ou la fonderie.
Tout est bien sur relatif car on peut imaginer une roue pelton composée de cuillères ou autres demi-sphères, mais le rendement ne sera pas le même qu’une roue Pelton avec des augets étudiés.
Je nuance toutefois mon propos avec l’arrivée des imprimantes 3D. (Je cherche d’ailleurs des modèles de roues 3D libre de droit …)
Avez-vous une idée à proposer pour réaliser simplement une roue Pelton ?
Pour finir, voici une très belle simulation d’un jet d’eau rencontrant les augets d’une roue Pelton :
Cordialement
Laurent
Bonjour,
En espérant que ce soit utile
http://www.yeggi.com/q/pelton+turbine/