Rigamonti Ghisa - fabricant italien de roues à aubes (water wheel)

Roues « en dessous » : alimentation par le bas (Quart inférieure de la roue)

À utiliser pour un débit allant jusqu’à 3 m³/s et une hauteur de chute inférieure à 1,5 m
C’est la seule technologie qui peut exploiter ces hauteurs de chute limitées, avec une efficacité jusqu’à 60% à laquelle il faut retrancher les pertes dues à la transmission, à la génératrice et aux autres composants électriques
Il s’agit du plus vieux type de roue verticale avec un type de rotation générée par l’effet de levier produit par l’eau sur les pales du bas de la roue. Pour cette raison, cette technologie est la plus adaptée aux cours d’eau peu profonds que l’on rencontre en plaine.
Ce type de roue nécessite toujours des travaux de génie civil limités. La roue est logée dans un canal équipé en amont d’une grille de sécurité de 15/20 cm (maille). Un coffret est nécessaire pour les composants électriques. Comme pour toutes les roues à eau, une variation du débit ne nécessite aucun réglage et produit un rendement pratiquement constant jusqu’à 20% du débit nominal.
Il existe également trois variantes de cette roue qui tirent leur nom de leur concepteur : la roue Poncelet, la roue Sagebien et la roue Zuppinger.
Les principaux avantages pour l’utilisation de ces roues sont le fait qu’elles sont un peu moins coûteuses que les autres types, plus simples à construire, et ont moins d’impact environnemental, car elles ne créent pas de grands changements dans la rivière.
Les inconvénients sont, d’une part, une efficacité moindre car elles génèrent moins d’énergie, et d’autre part que ces roues ne peuvent être utilisées que lorsque le débit peut fournir un couple suffisant.
Les roues « en dessous » peuvent également être installées sur des plates-formes flottantes parfois installées immédiatement en aval des ponts ou lorsque la restriction de débit augmente la vitesse du courant.

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Roue de dessous ou Undershot water wheel – Rigamonti Ghisa

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Roue de dessous ou Overshot water wheel – Rigamonti Ghisa

Roues « de poitrine » : alimentation par le milieu (entre 1/4 et 3/4 de la hauteur de la roue)

À utiliser pour un débit jusqu’à 3 m³/s et avec des hauteurs de chute de moins de 4 m.
Il s’agit d’une roue verticale dont la rotation causée par la chute de l’eau à proximité de l’axe, ou juste au-dessus. Les roues « de poitrine » sont moins efficaces que les roues « de dessus », mais plus efficaces que les roues « de dessous » . Une roue « de poitrine » nécessite un canal avec maçonnerie parfaitement ajustée aux cotés de la roue  afin de conduire le maximum du flux vers les aubes.
Les roues « de poitrine » sont adaptées pour un débit constant et élevé, en particulier pour les zones de plaines ou l’on peut atteindre des rendements proches de 80% auquel il faudra soustraire les pertes dans la transmission, dans la génératrice ainsi que dans les composants électriques.
Ce type de roue nécessite des travaux civils néanmoins limités.La roue est logée dans un canal équipé en amont d’une grille de sécurité de 15/20 cm (maille). Un coffret est nécessaire pour les composants électriques.
Comme pour toutes les roues à eau, une variation du débit ne nécessite aucun réglage et produit un rendement pratiquement constant jusqu’à 20% du débit nominal.

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Roue de poitrine ou Breast water wheel – Rigamonti Ghisa

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Roue de poitrine ou Breast water wheel par Rigamonti Ghisa

Roues « en dessus » : alimentation par le haut (Quart supérieur de la machine)

À utiliser pour un débit jusqu’à 1 m³/s et des hauteurs de chute de 2 m à plus de 12 m.

C’est une roue verticale  dont la rotation est assurée par la chute de l’eau qui frappe les pales au sommet de la roue et vient remplir les augets d’une moitié de la roue.
Dans la roue « en dessus standard » l’eau passe au-delà de l’axe de la roue et la fait tourner dans un sens; tandis que dans la roue « en dessus à entrée inversée », l’eau, tombant avant l’axe de la roue, la fait tourner dans le sens inverse.

Dans cette famille de roues ce n’est pas seulement la vitesse de l’eau mais également son poids lorsqu’elle s’accumule dans les cellules d’une  moitié de la roue, qui va engendrer la rotation.
La roue « en dessus », si elle est correctement dimensionnée par rapport au débit,  transforme donc l’intégralité du flux d’eau en énergie, sans que sa vitesse soit élevée. A la différence des roues « en dessous », les roues « en dessus » ont l’avantage de mieux exploiter la gravité et l’énergie cinétique de l’eau.
Cette technologie est donc idéale pour les régions vallonnées ou montagneuses, et ne nécessite pas de gros débits. Le rendement peut atteindre 90% auquel il faut soustraire les pertes dans la transmission, la génératrice ainsi que les composants électriques.
Le génie civil est simple et se résume à deux supports avec, bien sûr, les canaux d’entrée (avec grille de sécurité de 15/20 cm) et de sortie ainsi que d’un coffret pour les composants électriques.
Comme pour toutes les roues à eau, une variation du débit ne nécessite aucun réglage et produit un rendement pratiquement constant jusqu’à 20% du débit nominal.