Roues à aubes – Page 2 – Centre d’Histoire Sociale

Préparation des pièces de la mini-centrale

Les travaux autour du projet de mini centrale hydroélectrique continuent.

Afin d’adapter la poulie de 2 mètres à l’axe de la roue à aubes, Daniel a usiné deux disques de frein de camion. Usagés, les disques de frein ! Au prix de la bestiole, on ne se permet ce genre de fantaisie 😉

Il se trouve que les 2 disques avaient presque les dimensions requises pour faire l’affaire.

L’usinage se fait à la fois sur le diamètre externe et le diamètre interne.

Frein à disque sur tour — Usinage d’un disque de frein au moyen d’un tour

Autre pièce en préparation : l’alternateur.

Jean a récupéré un alternateur de groupe électrogène dans une casse. Il a fallu lui refaire quelques pièces (roulement à billes etc.) mais il est en parfait état de fonctionnement. Jean a mis au point un banc de test :

L’alternateur est en jaune, le moteur à droite. Le résultat est un tantinet bruyant mais capable d’alimenter un lampe halogène.

Le montage final nécessitera la mise au point d’un régulateur de tension. En effet, la tension en sortie de l’alternateur dépend du nombre de tours par minute. Or, si cette vitesse est contrôlable sur un groupe électrogène, elle ne l’est plus sur la roue à aubes dont la vitesse dépend du débit du cours d’eau.

Le schéma de principe de la mini-centrale hydroélectrique présentée lors d’un précédent billet ne permettait pas d’imaginer le résultat final. Corrigeons cela avec le schéma ci-dessous :

Petit imprévu de ce dernier samedi : la grande poulie n’était pas dans le bon sens. Il a fallu la lever.

Daniel, Sylvain, Michel et Daniel — Levage de la grande poulie

Une petite galerie photo pour terminer. Ne vous faites pas avoir : il y a des anciennes photos et des nouvelles !

Plan d’attaque de la mini centrale

En exclusivité mondiale, parce que vous en mourriez d’envie, voici le programme du projet de mini centrale hydroélectrique !

Le projet se décompose comme suit :

préparation de la poulie de 2 mètres de diamètre (tronçonnage + peinture),
récupération d’un alternateur (voire de plusieurs),
alésage d’une poulie trapézoïdale de 40 centimètres de diamètre,
reprise de l’axe de l’alternateur + petite poulie,
soulèvement de l’axe de la roue à aubes pour passer les courroies (environ 25 millimètres),
déplacement de l’armoire électrique,
récupération de 2 profilés à fixer au sol,
fabrication de 4 demi bagues pour fixer la poulie de 2 mètres sur l’axe de la roue à aubes,
montage de la poulie de 2 mètres sur l’axe de la roue à aubes,
fabrication du manchon d’accouplement reliant les 2 boîtes mécaniques,
fabrication de la poulie trapézoïdale de 20 centimètres de diamètre,
montage des boîtes mécaniques sur les profilés au sol et de l’alternateur,
essai de l’alternateur et réalisation d’un régulateur de tension 220 volts.

Le premier point a déjà été réalisé. La poulie de 2 mètres de diamètre est en fait celle qui servait à la machine à vapeur Dujardin.

Son rôle était déjà d’entraîner l’alternateur accompagnant la Dujardin.

La poulie étant trop large, elle nécessite d’être tronçonnée.

Et peinte ! Cette opération est plus aisée quand la poulie n’est pas encore fixée sur son axe.

On peut voir dans le coin en bas à droite de la photo de l’alternateur la courroie trapézoïdale.

L’opération a donné le résultat suivant :

Le rouge n’est pas une couleur habituelle pour ce type d’équipement mais c’est tellement plus sympa à présenter…

L’axe de la roue à aubes était déjà équipé d’une petite poulie. Michel a du la démonter afin que l’axe puisse accueillir la grande poulie.

La grande poulie étant en 2 morceaux, il faut préparer de quoi la fixer. Yvon et Michel ont travaillé sur deux grandes vis. Récupération oblige, les vis doivent être travaillée.

Petit souci : après un premier test, il s’avère que les écrous papillon butent avant d’arriver au bout. Il faut donc prendre des mesure pour fabriquer des entretoises.

Mesure du diamètre — Les écrous papillon ne vont pas jusqu’au bout, il faut fabriquer des entretoises

La réalisation des entretoises se fait très simplement : il faut découper des morceaux dans un tuyau dont le diamètre intérieur est tout juste supérieur au diamètre des grandes vis.

Et pour le découpage, le CHS dispose de la scie alternative, rustique mais efficace.

Voici une galerie de photos :

Mini centrale hydroélectrique

Le CHS a créé une roue à aubes installée au moulin Saint-Gilles.

Le système de dérivation du cours d’eau a aussi été aménagé.

La roue comme le système de dérivation fonctionnent parfaitement.

Mais la roue tourne dans le vide !

Nos ancêtres n’ont pas installé de tels mécanismes pour la seule beauté du paysage. Leur rôle premier était de transformer la force de cours d’eau en énergie motrice. L’exemple le plus courant est celui du moulin du meunier.

Le projet de mini centrale hydroélectrique est de parvenir à générer de l’électricité à partir du mouvement de la roue à aubes et ainsi lui redonner son rôle initial.

Le schéma de principe est déjà prêt !

Il a été dessiné par Jean Hoche et le voici :

Schéma de principe de la mini centrale hydroélectrique

Compliqué ? Mais non ! Enfin… pas après explication 😉

La roue du CHS tourne à environ 2 tours par minute. C’est plutôt lent mais la force est là.

Pour pouvoir faire tourner un alternateur, une bestiole qui transforme un mouvement en électricité, il va falloir démultiplier la vitesse.

Cette démultiplication s’obtient par la combinaison de boîtes mécaniques et de poulies :

sur l’axe de la roue à aube sera fixée une roue de 2 mètres de diamètre qui tournera donc à 2 tours par minute,
cette roue est reliée par 5 courroies trapézoïdales à un axe de 40 centimètres de diamètre, le rapport de 2 m/40 cm donne un coefficient de 5, quand la roue de 2 m fait 2 tours par minute, l’axe de 40 cm en fait 10,
l’axe de 40 centimètres est celui d’une première boîte mécanique ayant un coefficient multiplicateur de 12, ce qui nous amène à 120 tours par minute,
la première boîte mécanique sera reliée à une deuxième boîte mécanique ayant un coefficient multiplicateur de 13, ce qui nous amène à 1560 tours par minute,
l’axe en sortie de la deuxième boîte mécanique recevra un axe d’environ 20 centimètres de diamètre qui tournera donc à 1560 tours par minute,
cet axe sera relié à l’axe de l’alternateur qui fera environ 10 centimètres de diamètre pour amener un dernier coefficient multiplicateur de 2 à 4 pour arriver à un objectif de 3000 tours par minute.

Pfiou !

Tout ça pour générer 2 kilowatts d’électricité. Mais le jeu en vaut la chandelle puisque ce seront 2 kilowatts gratuits !