Installation techniquement optimale

1. Turbine : choix d'une solution techniquement optimale

Au cours de cette étude, nous avons pu nous apercevoir que la turbine Francis actuellement installée, ne permet pas d'utiliser de manière optimale les capacités de la rivière (La Vouzance). En effet, durant près de 3 mois de l'année, le débit disponible de la rivière dépasse le débit maximum turbinable.

  Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre

Débits turbinés  (m3/s)

0,68 0,68 0,66 0,60 0,60 0,32 0,40 0,31 0,43 0,25 0,61 0,68

De plus, du fait de l'implantation du moulin, et donc de la faible hauteur de chute disponible, la turbine Francis n'est pas la turbine qui présente le meilleur rendement (de 22 à 80%).

Comparons à présent les caractéristiques des différentes turbines et leurs conditions d'utilisation [10]:

Nous avons donc choisi d'étudier la possibilité de remplacement de la turbine existante par une vis hydrodynamique, qui semble être la turbine présentant les meilleurs rendements pour nos conditions de chute et débit.

2. Principe de fonctionnement

Le principe de la vis hydrodynamique est l'inverse de celui de la vis d'Archimède: l'énergie est produite par la mise en rotation de la vis sans fin du fait de l'écoulement de l'eau vers le bas.


Figure 1. Schéma d'une vis hydrodynamique. Source : [11]

Comme présenté sur l'illustration ci-dessus, la vis est inclinée d'environ 20 degrés et est installée dans un bac cylindrique. L'eau s'écoule du haut vers le bas, mettant ainsi la vis en mouvement sous l'effet de son poids. Ce mouvement est ensuite converti et transmis au générateur par les éléments de transmission.

3. Performances et durabilité

Cette technologie présente un rendement élevé avec une génération d'énergie importante même avec de faibles débits et sur des petites hauteurs de chute.


Figure 2. Courbe de puissance d'une vis hydrodynamique . Source : [12]

Le graphe précédent donne une estimation de la puissance générée en fonction du débit et de la hauteur de chute de l'ouvrage.

En complément de ces performances techniques, les vis hydrodynamiques ont l'avantage d'être des machines robustes et durables qui ne nécessitent que très peu de maintenance. Elles comptent peu de pièces d'usure et du fait de la faible vitesse de rotation de l'installation, leur dégradation au cours du temps est minimale.

4. Impact environnemental

Un autre aspect important de cette technologie est d'être ichtyocompatible et respectueuse de l'environnement. Le fonctionnement doux permet le passage des poissons lors de la rotation de la vis.

Ce choix a donc été retenu en tant que mesure de suppression dans l'étude d'impact environnementale. Les avantages et inconvénients de ce dispositif y sont alors détaillés et explicités de manière exhaustive.