Topologie du site

Avant de se lancer dans le projet, il faut rassembler les caractéristiques de terrain qui fourniront les données de base pour déterminer le potentiel.
Ces données sont :

Mesurer le débit

Le débit mesuré au niveau de la turbine est d’un litre par seconde (0.001 m³ / seconde). La mesure fut des plus simples§nbsp;: j’ai chronométré le temps qu’il fallait pour remplir un réservoir d’une contenance connue.

Déterminer la hauteur de chute de l’eau

La hauteur de chute est la différence d’altitude entre le point haut (réservoir) et le point bas de l’installation (turbine).

schema-topologie

Comment prendre les mesures ?

J’ai essayé plusieurs méthodes de mesures, en utilisant un variomètre de parapente, le GPS de mon téléphone, ou les courbes de niveau d’une carte au 1/25 000 qui m’ont permis d’évaluer le dénivelé à 60 mètres environ.

C’est le manomètre situé au point bas de la conduite, au niveau de la turbine qui est venu confirmer les mesures précédentes. Indiquant une pression de 6 bars, j’ai pu en déduire que la hauteur de la colonne d’eau est de : 60 m car 1 [bar] ≈ 10 [m CE].

Dans mon cas de figure, la hauteur de chute initiale (H) est de 60 mètres.

Pourquoi estimer les pertes de charge ?

L’estimation des pertes de charge est une étape très importante car elles ont une incidence sur l’estimation du potentiel énergétique d’une installation, en venant se soustraire à la hauteur de chute initiale.

En effet, dans mon cas de figure et après calcul, l’ensemble des pertes de charge s’élève à 20 mCE, ramenant la hauteur de chute corrigée à 40 mètres !
C’est brutal mais c’est pourtant la réalité : 33 % de l’énergie potentielle du site s’évapore en pertes de charge

Pourquoi ? Parce-que la fonction première de cette canalisation était d’acheminer l’eau au chalet : elle n’a donc jamais été dimensionnée en tant que conduite forcée à proprement parler. Vous l’aurez compris, le choix du diamètre d’une conduite forcée  ne s’établit pas à la légère.

Pour comprendre comment je suis arrivé aux 33% de pertes de charge, consulter la page Pertes de charge.

Concrètement

Vanne fermée, le manomètre situé au niveau de la turbine indique 6 bars. Lorsque l’on ouvre la vanne pour démarrer la turbine, la pression chute à 4 bars ! C’est cette chute de pression, due au débit d’eau dans la conduite, que l’on appelle « perte de charge » (ΔP).
Les pertes de charge dépendent  :

  • de l’état de surface de la conduite
  • du débit dans la conduite
  • de la viscosité du liquide
  • de la longueur de la conduite
  • des incidents de parcours rencontrés dans la conduite.

9 réflexions au sujet de « Topologie du site »

  1. Bonjour , tout d’abord je te remercie pour ce site . J’ai pour projet de mettre en place un kit Pelton pour la consommation de ma maison. Je compte faire l’instalation en circuit fermé (avec un reservoir). Donc il n’y aura probablement pas de hauteur de chute. Je prévois un débit de 3 a 5 l/s. A votre avis, le manque de de hauteur de chute provoquera t’il une baisse de rendement ? Merci d’avance pour votre attention !

  2. Bonjour !

    Depuis le temps je constate avec joie que les pages sur la perte de charge sont fonctionnels 🙂
    C’est toujours un plaisir de pouvoir consulter votre site surtout sous un oeil plus fin.

    Vous êtes à 33% de perte de charge sur votre installation, vous pensez que ça vient d’où majoritairement ? Avec une conduite au diamètre et de matériel optimal (quels seraient-il?) combien pourriez vous espérer atteindre comme perte de charge environ ? Avez-vous pensé à cela, où est-ce une optimisation trop peu intéressante par rapport à l’investissement ?

    Merci 🙂

    • Bonjour,
      Les pertes de charge sont effectivement de 33 % sur mon installation et sont dues aux:

      • pertes de charge linéaire: diamètre des tuyaux trop petit (90 % de la perte de charge totale)
      • pertes de charge singulière: vannes, coudes, T .. (10 % de la perte de charge totale)

      En changeant le diamètre des tuyaux et en supprimant les obstacles (vannes, coudes, T ..), je gagnerais donc environ 33 % de puissance mais cela n’est pas envisageable aujourd’hui car le coût serait trop élevé (250 mètres de tranchée : location pelleteuse, changement des tuyaux …). Je répète cependant que la fonction première de cette canalisation était simplement d’acheminer l’eau au chalet : elle n’a donc jamais été dimensionnée en tant que conduite forcée à proprement parler.

      Un autre organe fait également chuter le rendement du système : le générateur qui n’est autre qu’un moteur de machine à laver détourné de son utilisation première. Initialement conçu en tant que moteur, il est logique que son rendement ne soit pas optimum en utilisation dynamo.
      Cordialement,
      Laurent

  3. Bonjour,

    Merci pour vos encouragements.
    La section consacrée aux pertes de charge est organisée comme suit :
    Introduction aux pertes de charge : https://hydroturbine.info/formules-et-calculs/pertes-de-charge/
    Pertes de charge linéaire : https://hydroturbine.info/formules-et-calculs/pertes-de-charge/pertes-de-charge-lineaires/
    Pertes de charge singulieres : https://hydroturbine.info/formules-et-calculs/pertes-de-charge/pertes-de-charge-singulieres/

    Cordialement,

    Laurent

  4. Bonjour,

    Avant tout merci infiniment pour le partage de votre travail ce qui est inestimable !

    La page pertes de charge n’est pas accessible, j’aurai aimé pouvoir la consulter.

    Merci

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