Depuis maintenant des siècles, les moulins à eau tirent leur énergie de la force motrice de l’eau. Cette énergie, utilisée pour de multiples usages, a été domptée grâce au développement de techniques de plus en plus sophistiquées au fil du temps. Les solutions techniques ont évolué progressivement, permettant d’améliorer le rendement et d’augmenter la production pour une même quantité d’eau arrivant au moulin.
Dans un autre article sur le fonctionnement d’un moulin à eau, nous avons déjà abordé les grandeurs physiques (hauteur de chute et débit principalement) qui sont importantes pour choisir la solution technologique la plus adaptée.
Dans cet article, nous vous proposons de faire un tour d’horizon des différents types de technologies qui existent actuellement et qui permettent d’utiliser la force motrice de l’eau, avec un zoom sur celles qui sont disponibles pour équiper nos moulins.
Les roues à eau
Comment vu dans un précédent article qui détaille les différents types de roues à eau, (roues à aubes, à augets, par-dessus, par-dessous, poitrine, Sagebien, Zuppinger, à rouet ou à rodet) ces solutions sont utilisées depuis de nombreux siècles pour exploiter la force motrice de l’eau et transformer l’énergie.
Bien qu’elles aient un intérêt patrimonial indéniable, ce ne sont généralement pas les solutions les plus productives, hormis sur les très basses chutes (<1m notamment), pour lesquelles les turbines hydrauliques existantes sont peu nombreuses.
Les turbines hydrauliques
Après les roues, les turbines sont arrivées au 19ème siècle pour augmenter la production. Une turbine hydraulique est une machine tournante qui produit une énergie mécanique à partir d'eau en mouvement et d’une chute.
On distingue deux types de turbines hydrauliques : les turbines à action et les turbines à réaction.
Les turbines à action ont pour caractéristique principale d’avoir une pression en entrée égale à la pression en sortie. Ces turbines sont très simples à utiliser et ont pour principe de diriger l’eau dans un jet (injecteur) qui fait augmenter la vitesse d’écoulement de l’eau et qui vient taper sur les augets de la turbine en sortie de jet.
Dans cette catégorie, on retrouve les turbines Pelton, Turgo, Cross-flow, vis d’Archimède ou Vortex.
Les turbines à réaction ont pour caractéristique d’avoir une pression en entrée supérieure à la pression en sortie, et c’est cette différence de pression couplée à l’énergie cinétique qui fait tourner la turbine. Elles nécessitent du génie civil en général mais permettent d’obtenir de très bons rendements.
Dans cette catégorie, on retrouve les turbines Kaplan et Francis.
En fonction des caractéristiques de votre site, et notamment de la hauteur de chute et du débit d'eau, les solutions ne seront pas les mêmes. Le graphique ci-dessous permet de voir facilement dans quel cas de figure on se place en fonction des caractéristiques du moulin :
De nombreux fabricants français et européens existent dans ce domaine et peuvent être mobilisés pour produire cette électricité renouvelable et locale. Il est en revanche primordial de se poser la question de l’adéquation du moulin avec la solution technologique choisie.
Les turbines hydrauliques adaptées aux moulins à eau
Pour s’y retrouver dans toutes ces technologies et trouver la solution la plus adaptée à votre moulin, il est nécessaire de faire un état des lieux de votre moulin et d’identifier ses caractéristiques en termes de débits, de hauteur de chute, de place disponible, de génie civil à prévoir, d'aménagements annexes à ajouter ou supprimer etc.
Il est ensuite nécessaire de connaître les fabricants existant sur le marché qui pourraient répondre à votre cas de figure. C’est ce que nous proposons chez Moulins Demain dans le cadre de l’étude de faisabilité.
Cet état des lieux est primordial afin d'affiner l'éligibilité des différentes technologies au site concerné, mais également d'avoir une vision claire sur le productible associé, sur les revenus envisageables, sur les coûts et aménagements du projet, et savoir quel projet pourrait voir le jour. Sans cette étape d'étude de faisabilité, il est très complexe pour un porteur de projet de s'y retrouver s'il n'a pas de compétences particulières en la matière.
Lors de cette étude, l'hydrologie du cours d'eau est analysée, la chute est mesurée et les données d'entrée du moulin permettent ensuite de dimensionner les solutions technologiques les plus adaptées et de chiffrer le projet le plus pertinent. Plusieurs options sont parfois envisageables et peuvent être comparées dans le cadre de cette étude.
Si vous avez un projet, contactez-nous pour identifier le potentiel hydroélectrique de votre moulin.
