L'énergie hydraulique est utilisée depuis des centaines d'années,
elle fut  la première énergie naturelle maitrisée par l'homme, si l'on fait exception du feu. Plus tard, vint l'énergie éolienne.

On retrouve dans des dizaines de documents d'archives des traces de barrages de terre ou de roches, des traces de vieux moulins, de systèmes d'irrigations ou d'adductions d'eau pour les villages, villes, etc.


                                                                     Pont du Gard, France

L'idée de la simple roue hydraulique nous  parait évident aujourd'hui mais pensons a nos ancêtres qui durent élaborer une technique de capture énergétique sans  l' aide d'outils perfectionnés ou... d'ordinateurs !
Tous les pays qui possèdent des cours d'eau importants ont eus recours aux barrages pour régulariser les eaux, pour irriguer, voire pour produire de l'énergie mécanique d'ou production d'électricité, énergie moderne. 
L'eau possède une énergie qui peut  se traduire par vélocité, torrents ou rivières rapides, ou par masse dont on utilise le pouvoir qui provient de la construction de barrages plus ou moins importants et de conduits de longueurs variables pour amener l'eau.
Roue hydraulique commune (archives)        

          L'amateur d'énergie "dite gratuite !" peut envisager la construction d'un système simple.


Si vous avez le bonheur de vivre à proximité d’une rivière rapide ou un d`un torrent il est envisageable de maitriser cette source d'énergie pour fabriquer votre électricité.
Il arrive que les lois ou le voisinage ne vous permettent pas de créer un mini barrage, vous pouvez cependant utiliser la roue hydraulique au fil de l’eau qui est la solution la plus simple, elle pourra fonctionner 24 heures par jour sauf en cas de gel et bien entendu si le débit est constant ! 
La puissance sera dépendante de la vitesse du mouvement de l’eau, le volume disponible et le diamètre la roue .

Une roue hydraulique en fonction au fil de l'eau fabriqué comme le dessin ci-dessus sera efficace si le cours d'eau circule au moins a une vitesse de 8 km/h (5miles/heure). Cette vitesse n'est qu'un pas rapide d'homme.
Une roue hydraulique en fonction entrainement moulin conventionnel sera efficace si le débit est d'au moins 
10 litres/seconde et la dénivellation d'au moins une fois et demi le diamètre de la roue. 
Pour débuter, une roue fabriquée en bois, histoire de vous faire la main, fera au moins 1 mètre de diamètre.
Les aubes seront soit des planches droites, soit des godets légèrement incurvés. 
Une roue au fil de l'eau de 1 mètre de diamètre, 40cm de large, avec une rivière de 8km/h fournira assez d'énergie pour actionner un petit générateur ou alternateur de 50 a 75 watts. 
La même roue en fonction moulin conventionnel avec une dénivellation de seulement 2 mètres de haut fournira une énergie suffisante pour actionner un alternateur ou générateur de 100 a 125 watts environ.
L'inconvénient d'une telle installation est que vos devrez multiplier la vitesse de rotation qui est d'environ 100 a 120 tours minutes dans les meilleurs conditions pour actionner votre fabrique d'électricité. Un rapport de 1 à 15, voire 1 à 20 sera nécessaire. Un "train" d'engrenages et chaines de bicyclette sera utile et peu couteux.  

Une turbine plus performante est activée par une chute d’eau captive. L ’installation est bien entendu plus complexe, cependant le rendement est infiniment supérieur. L’image ci-dessus démontre le principe. 
Un ou plusieurs jets d’eau frappent les augets. 
La réaction fait tourner l’ensemble. Vous avez une turbine hydraulique.

Un barrage de terre, de bois ou de béton de préférence permet une bonne réserve d’eau et vous obtenez un fonctionnement continu pratiquement en toutes saisons.
Le barrage sera idéalement constitué en béton. Ses ancrages seront très soignés. Un évent sera aménagé pour l’écoulement de tout surplus d’eau en cas d’orages ou de crues.
La prise d’eau sera protégée par au moins deux grilles anti débris (branches, feuilles d’arbres, roches, boues, sable, etc ).
La première grille arrêtera les gros morceaux, la deuxième arrêtera les objets plus fins.

Plusieurs moteurs hydrauliques simples sont réalisables par l’auto constructeur. 
La roue hydraulique au fil de l’eau et le moulin classique a chute peuvent êtres construits en bois. 
Le cèdre sera votre premier choix dû à sa résistance dans le temps et à la pourriture. D’autres essences seront utilisables si le bois est traité contre l’humidité et protégé à l’aide de plusieurs couches de peinture. 
Les roulements à billes seront scellés.
La roue hydraulique au fil de l’eau et la roue hydraulique type moulin à eau sont similaires dans leur construction. Revoir l' image plus haut, "roue hydro1".

Si vous envisagez une construction du type de celle de Ron et Diane dont nous parlons plus loin, vous utiliserez de préférence la turbine du type PELTON.
La turbine du type Pelton sera idéalement achetée chez un fournisseur spécialiste de préférence. 

Voir adresses a la fin de ce document.


A défaut vous pouvez tenter l’aventure de construire votre turbine aux fins d’expérimentation ou d'installation autonome en vous inspirant du croquis à gauche.
Voici un excellent travail d'équipe si vous êtes prof ou père de famille et faire participer les enfants.
Vous utiliserez un disque d’aluminium de 10 cm de diamètre environ et 8 à 16 cuillères de plastique ou cuillères à thé ou café en métal.
Les cuillères de métal seront idéalement soudées.
Les cuillères de plastique seront collées à  l’époxy 24 heures.
La buse injecteur sera un tube de cuivre de 5 mm de diam.
En faisant couler l’eau du robinet via l’injecteur vous serez en mesure de constater une puissance surprenante pour un objet bricolé avec de modestes moyens. Vous pourrez ainsi envisager le futur de votre centrale électrique hydraulique. 

Avec un peu d'imagination et les exemples de Ron et Diane ci-desous, vous pouvez envisager VOTRE station électrique.

Au travail les amis !

Auto-Construction (système turbine). 
Exemple de réalisation 

La construction d’une mini centrale hydro requiers certaines compétances et beaucoup de jugement. Le barrage qui va constituer le réservoir sera très solidement construit. Le béton sera votre premier choix. La prise d’eau située en général au tiers sera protégée par plusieur grilles pour éviter l’envoi dans les tuyaux de débris.

Lorsque possible utilisez un tuyau conduit du plus grand diamètre possible afin de minimiser les pertes. Evitez les coudes et "virages" sur votre conduite d’eau. 
La turbine pourra être auto-construite selon l`exemple précédent ou achetée auprès d’un spécialiste, prête à fonctionner.
L’alternateur pourra être un alternateur automobile 12 ou 24 volts modifié ou non selon les besoins ou, pour de plus grandes puissances un alternateur industriel. Tout dépend de vos moyens financier et votre ambition.
Si la distance entre le groupe de production et l’utilisation est longue, une tension de 110 ou 220 volts est recommandée afin de minimiser les pertes dans les fils porteurs. 

Voici un magnifique exemple de ce qui est réalisable avec des moyenstrès  limités ou l’ingéniosité prime sur l’investissement.
Ron et Diane Davis vivent en Bolivie, dans les montagnes et loin de toutes connections au réseau électrique.
Avec des moyens limités ils se sont équipés d’un "moteur hydraulique" dont la simplicité n’a d’égal que sa robustesse.

Moteur hydraulique de Ron et Diane

Simplifier et construire robuste. Voilà l’idée principale de Ron Davis qui a réalisé la construction d’un moteur hydraulique dont nous vous faisons partager le principe général ci-dessus
Nous vous invitons à visiter le site de Ron et Diane < www.watermotor.net . 
Un modeste investissement de votre part leur permettra de continuer leur belle oeuvre. Encouragez les.

Estimation du potentiel

Estimer le potentiel est la première chose à faire. Pour l’exemple, voyons une petite rivière qui semble présenter de belles perspectives. Le volume d’eau débité semble important.
La différence de hauteur entre la future prise d’eau et l’utilisation vous semble toute aussi intéressante. 
Quelques relevés s’imposent avant d’élaborer un projet concret. 
Vous devez estimer la faisabilité et l’envergure du projet.

Type de terrain. Si le sol est friable l’assise du mini barrage sera plus aléatoire qu’un terrain solide fait de rocs, qui est bien préférable.

La position de vos tuyaux de descente doivent êtres le plus rectilignes possibles. La distance parcourue sera l’hypothénuse d’un triangle fictif lorsque vous connaitrez la hauteur de chute et la distance entre la prise d’eau (barrage) et l’utilisation (turbine).

A l’aide de piquets repères, d’un bon niveau à bulles et d’une mesure en mètres vous pouvez déterminer ces deux premiers paramètres, hauteur et chemin parcouru à l’horizontal. Une fois connus, avec une simple règle de trigonométrie vous serez en mesure de calculer la longueur réelle que va parcourir votre tuyau de descente.

Une autre solution est de mesurer manuellement sur le terrain la longueur que vos tuyaux vont parcourir. Dans les deux cas, conservez vous une marge de 5 à 10% de surplus.

La hauteur se mesure en additionnant h1 + h2 + h3 + h4 etc. La longueur sur un plan horizontal se calcule en additionnant les mesure successives entre chaque piquet repère.

La puissance brut disponible se calcule : (exemple)

h (hauteur) * V (débit moyen en m3) * E ( 50%) / 100 = watts bruts

Le débit se calcule en multipliant la largeur moyenne du cours d’eau fois la profondeur moyenne fois la distance parcourue. Largeur * profondeur * Vitesse.

La distance parcourue se mesure facilement avec un flotteur libre. Supposons que nous mesurons une distance de 10 mètres parcourue en 3 secondes. donc: 10m * 3 sec.

Donc une vitesse de 12 km/h ou encore 3,33 mètres seconde.

La prise d’eau au niveau barrage sera en principe à 1/3 de la hauteur du barrage.

Le tuyau d’amenée aura un rendement inférieur à 100%,

( FRICTION-pertes ). 
Le tableau a gauche vous indique les valeurs générales des pertes envisageables pour une distance de 100 mètres de tuyaux. Nous constatons que plus le volume est important et plus le pourcentage de pertes augmente.
En utilisant un tuyau de plus gros diamètre ces pertes diminuent proportionnellement.

Les tuyaux de CPCV sont plus solides et recommandés plutot que les tuyaux de PVC ou de plastique conventionnels.

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Quelques adresses utiles.

Canada, Gouvernement. <www.doe.ca> <www.emr.ca> <http://es.emr.ca>

Organisations. <www.powersmart.ca> <www.web.apc.org/sustenergy/ >

Sociétés <Echo Systeme> < www.microhydropower.com> et <www.smallhydropower.com>

USA <www.nreca.org> aussi <www.canyonindustriesinc.com>. <www.alt.energy.com> (Alternative Energy Engineering)

Voyez également  : Harris Hydroeletric, 632 Swanton Road, DAVENPORT, CA, 95017 USA. 

FRANCE et Europe

Visitez le Moulin des princes à Chantilly <http://www.pavillondemanse.com>

Un seul site répertorié à ce jour <www.cismac.com>. Votre aide toujours appréciée pour la découverte d’autres sites dans votre région.

Un autre site intéressant qui traite des grilles hydro sur le principe de l'effet Coanda (procédé d’élimination automatique des déchets nuisibles <www.hydroscreen.com>

Les adresse suivantes nous ont été aimablement transmises par l’ami Eric.

Visitez son site personnel < http://perso.libertysurf/eric.jarlan/moteurs.htm >

ADRESSES FRANCAISES, fournisseurs ou conseillers. choisissez votre région.

Micro centrale hydraulique basse chute 5/100kw.

HYDRO POWER PLANT. 28 RUE EMILE GALLE . 54000 NANCY.

THEE IMP GAZ. 54200 TOUL.

E R M RTE FAULQUEMENT. 57740 LONGEVILLE LES ST AVOLD.

DIET JP. 65250 HECHES.

GASC JP. 34 AV MEDITERRANNEE. 66280 SALEILLES.

WOODWARD GOVERNOR. 33 AV DOCTEUR GEORGES LEVY. 69200 VENISSIEUX.

MANAUTO. 10 AV JACQUES PARISOT. 70320 CORBENAY.

MANN CHH-CTE. 119 BURREAU DE LA COLLINE. 92210 ST CLOUD.

S M E. 9 RUE SEBASTIEN. 78300 POISSY.

CLEMENT CHRISTIAN. 14 LOT ROT DU SAGE. 88310 CORNIMONT.

FERNANDEZ SA. ZI DU CENTRE. 88340 VAL D'AJOL.

HYDROREALISATIONS. ZA BELAIR. RUE ETAIN. 12850 ONET LE CHATEAU.

GRENIER HYDRO6ELECTRIQUES. RTE ST DONAT. 26260 BREN.

GEC ALSTHOM NEYRPIC. PONT ST UZE. 26240 ST BARTHELEMY DE VALS FRANCE

S M T H. LE NOUVEAU MONDE. 27500 TOURVILLE SUR PONT AUDEMER

MECAMIDI. 41 RUE CORNEILLE. 31000 TOULOUSE

FRANCE TURBINE. LA CROIX. 38360 ENGINS

GROUPE TURBINE SERVICES. LE DOUIN. 38200 LE SORLIN DE VIENNE

FAYOLLES TURBINES HYDRAULIQUES. LEO LAGARNGES. 43300 LANGEAC

BOUCHOT ET COMPAGNIE. 55 BIS RUE DE LA GARE. 54360 DAMELEVIERES

BOUCHOT RODOLPHE TURBINES. 12 RUE ABBE SCHLIENGER. 54120 LACHAPELLE

BOUCHOT ET COMPAGNIE. RUE GRANDS MOULINS. 54300 LUNEVILLE

BOUVIER HYDRO SA. 53 RUE PIERRE SEMARD. BP 514. 38011 GRENOBLE

CONSTRUCTIONS HYDRAULIQUES DU TARN. MAS DEL COL. 81170 ST MARTIN LAGUEPIE

ADRESSES EN SUISSE. Choisissez votre région

SULZER HYDRO. SULZER-ESCHER WYSS LTD. CH-8023 ZURICH

ATELIER DE VEVEY. 1800 VEVEY

ATELIER DES CHARMILLES. 109 RUE DE LYON. 1211 GENEVE 13

ALLEMAGNE

JM.VOITH GMBH. POSTFACH 1940. D-7920. HEIDENHEIM ALLEMAGNE

Autre adresse GUGLER. A-4085 NIEDERRANNA 41 AUSTRIA

Visitez également les moteurs de recherches tels que Yahoo, Altavista, Google, etc.

Utilisez les mots clés suivants :

En anglais "HYDRO POWER" en français "ENERGIE HYDRAULIQUE" Voyez également les sites dédiés aux "Energies Alternatives", "Energies renouvelables" ou "Renewable Energy"

N’ OUBLIEZ PAS UNE VISITE AMICALE A NOS AMIS Ron et Diane

Un site très intéressant d'amis de Bolivie qui nous a offert avec grande gentillesse leur collaboration lontaine. Merci à eux. <http://www.watermotor.net/>

Autres liens:

http://perso.wanadoo.fr/michel.fonfrede/63cf/ROUERM.htm

http://clients.newel.net/particulier/amader/

Et vous chers amis de Club ER, bonne recherche et bon boulot. Si vous avez des remarques, des conseils, des suggestions, voir des photos de vos réalisations ER, tous les domaines, nous sommes ouverts a publier vos oeuvres d’art en Energies Renouvelables.

Si vous avez réalisé une installation hydraulique, votre collaboration est appréciée.