Generalites sur l’eolienne de pompage mecanique

GENERALITES SUR L’EOLIENNE DE POMPAGE MECANIQUE

Généralités sur l’énergie éolienne

L’énergie éolienne est l’énergie du vent. Cette forme d’énergie est dispersée, disponible et à répartition variable dans l’espace et dans le temps. C’est une énergie respectueuse de l’environnement et moins polluante par rapport à celle obtenue au moyen des combustibles fossiles ou par rapport à l’énergie nucléaire.

Vent
L’énergie solaire est la première source de chaleur de la Terre. A cause de l’atmosphère ainsi que la différence entre les situations géographiques des différentes zones terrestres, le soleil y produit irrégulièrement de la chaleur. Cela conduit alors à des inégalités de pression à cause de la naissance de répartition hétérogène des densités d’air. Ces différences de pression donnent naissance au déplacement des masses d’air, c’est-à-dire, celles qui sont dans les zones à haute pression se déplacent vers les zones à basse pression. Ces courants d’air entre différentes masses d’air constituent le vent. Le vent est alors l’expression du déplacement de l’air à la surface de la Terre.

Caractéristiques du vent
Le vent est caractérisé par deux paramètres :
– Sa vitesse,
– Sa direction.

Mesures des vitesses et directions du vent
Les mesures des vitesses et directions du vent sont réalisées quotidiennement par le service de la Météorologie. La vitesse du vent est mesurée avec des capteurs appelés anémomètres. On repère la direction du vent par le coté vers lequel il souffle. On dit, par exemple, que la direction du vent est Ouest si le courant d’air vient de l’Est. Cette direction est indiquée par une girouette.

Variation des vitesses du vent
La vitesse du vent croît avec l’altitude. Le profil de vitesse dépend de la ≪rugosité≫ du sol et des obstacles rencontrés par le fluide.

Montage des parties hydrauliques

Le montage des parties hydrauliques a été réalisé avec les étapes suivantes :

– L’installation des guides pour l’alignement du tuyau d’aspiration de la pompe : il fallait impérativement que des guides soient installés dans le puits dont les rôles sont d’aligner la tige de commande et de servir de support pour les tuyaux d’aspiration .

Puisque le puits est en béton (assemblage de buses), il est nécessaire de transpercer les profondeurs pour installer les guides avant de pouvoir les mettre en place.

– L’installation du support du tuyau de refoulement : le support du tuyau de refoulement est un fer en UPN. Il a pour rôle de supporter le tuyau de refoulement, d’aligner la tige de commande de la partie inférieure avec celle de la partie supérieure et de supporter le tuyau d’aspiration .

– L’installation de la pompe avec le tuyau d’aspiration : il faut remarquer que nous avons utilisé une crépine pour la sécurisation de la pompe, c’est-à-dire, afin qu’il n’y ait pas de déchets qui obstruent la pompe.

– L’installation du tuyau de refoulement dans le puits : Nous avons installé le tuyau de refoulement en faisant son montage avec les guides et le support du tuyau de refoulement.

Avant toute installation du tuyau de refoulement, le travail primordial à faire est d’installer la presse étoupe (un tube galvanisé en T dans lequel est inséré un tube en bronze pour le glissement de la tige de commande et aussi pour le refoulement. Il faut remarquer qu’à la partie supérieure de la presse étoupe est insérée une tresse pour l’étanchéité. Pour assurer l’alignement, il fallait impérativement lever l’éolienne et raccorder les tiges de commande des parties supérieure et inférieure de l’éolienne de pompage.

Une fois ces étapes finies, la suite du travail était de bétonner les éléments suivants :
– Les fixations des extrémités des guides sur le puits ,
– La fixation des extrémités du support du tuyau de refoulement sur le puits.
L’installation du tuyau de refoulement vers le réservoir comporte les étapes suivantes :
o Creuser les trajectoires du tuyau de refoulement du puits jusqu’à la base du château d’eau du réservoir ,
o Installer le tuyau de refoulement dans la trajectoire jusqu’au réservoir,
o Mettre en place les regards pour la conduite de refoulement (sur le puits et au niveau de la base château d’eau du réservoir) ,
o Enterrer le tuyau de refoulement.

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Calcul du débit fourni par l’éolienne

Détermination pratique du débit fourni par l’éolienne

Il faut tout d’abord noter que le volume du réservoir ou du château d’eau est de 1m³ pour l’essai.

Le 22 février 2017, dernier jour du stage à partir de 8h, nous avons chronométré le fonctionnement de l’éolienne jusqu’à ce que ce réservoir ait été plein. Ainsi, à 9h12mn17s précises, il était plein.

Lors de cette expérience pratique, la durée de remplissage de 1m³ était de 1h12mn17s, soit une durée de 4 337s.

Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre 1 : GENERALITES SUR L’EOLIENNE DE POMPAGE MECANIQUE
1.1 Généralités sur l’énergie éolienne
1.1.1 Vent
1.1.2 Caractéristiques du vent
1.1.3 Mesures des vitesses et directions du vent
1.1.4 Variation des vitesses du vent
1.2 Énergie fournie par le vent
1.2.1 Gisement éolien
1.2.2 Résistance de l’air
1.2.3 Résultante aérodynamique
1.2.4 Finesse d’un profil
1.3 Généralités sur l’éolienne de pompage mécanique
1.3.1 Principaux composants
a) Constitution de l’éolienne
i. Rotor
ii. Transmission mécanique
iii. Nacelle
iv. Système d’orientation ou gouvernail
v. Mât
vi. Système de freinage
b) Pompe
Chapitre 2 : DIMENSIONNEMENT DE L’EOLIENNE DE POMPAGE A BEHENJY
2.1. Introduction
2.2. Données du site
2.2.1. Mesure de la vitesse du vent
2.2.2. Détermination du volume d’eau moyen dans le puits
2.3. Fixation du débit fourni par l’éolienne
2.4. Détermination du diamètre du rotor
2.4.1. Détermination de la hauteur manométrique du site
2.4.2. Détermination de la puissance hydraulique du site
2.4.3. Détermination des puissances nécessaires pour la pompe et pour l’éolienne
2.4.4. Détermination du diamètre du rotor
2.5. Dimensionnement du gouvernail et détermination de la distance entre le plan de l’hélice et la nacelle
2.5.1. Dimensionnement du gouvernail
2.5.2. Détermination de la distance entre le plan de l’hélice et la nacelle
Chapitre 3 : DEROULEMENT DU STAGE
3.1. Montage du mécanisme à l’École Supérieure Polytechnique d’Antsiranana
3.1.1. Montage du moyeu avec ses éléments constitutifs sur le carter supérieur en amont
3.1.2. Montage du pivot avec ses éléments constitutifs sur le carter inférieur
3.1.3. Montage de la cloison sur le carter inférieur
3.1.4. Assemblage du moyeu avec le pivot
3.1.5. Montage du système de réduction avec le système bielle manivelle
3.1.6. Montage des éléments restants du pivot et du carter latéral droit du boîtier du mécanisme
3.1.7. Montage de la pompe à huile sur le carter en aval
3.1.8. Montage des éléments du système de freinage
3.1.9. Montage du couvercle du boîtier du mécanisme
3.1.10. Montage de l’articulation du gouvernail sur le carter en aval
3.1.11. Stand d’essai
3.2. Montage sur site de l’éolienne
3.2.1. Montage de l’éolienne
3.2.2. Montage des parties hydrauliques
3.2.3. Montage final de l’éolienne
3.2.4. Sécurisation maximale de l’éolienne
3.2.5. Précautions
Chapitre 4 : RESULTATS ET INTERPRETATION DES TRAVAUX EFFECTUES
4.1. Calcul du débit fourni par l’éolienne
4.1.1. Détermination pratique du débit fourni par l’éolienne
4.1.2. Détermination théorique du débit fourni par l’éolienne
4.2. Calcul de la puissance de l’éolienne
4.2.1. Calcul à partir de la puissance hydraulique du site
4.2.2. Calcul à partir de la théorie de l’énergie cinétique du vent
4.3. Calcul de la pression manométrique
4.4. Calcul de la force de traction du bras du levier de la pompe à eau
4.5. Détermination de la vitesse du vent pour le démarrage de l’éolienne
4.5.1. Détermination du couple résistant
4.5.2. Détermination de la vitesse de démarrage
4.6. Énumération des différentes forces de basculement après installation des haubans
CONCLUSION