PICO HYDRO - Un courant d'énergie

Bonjour à tous

Tout nouveau sur ce forum, je viens de faire une présentation de mon projet dans l'onglet dédié.

Je viens vers vous afin de calculer mon projet d’installation, afin de l'optimiser et ne pas faire de boulette.
Je précise que je suis sur mon domicile en triphasé et que j'ai déjà une installation solaire en autoconsommation de 3600wc en triphasé également avec micro-onduleur enphase. j’essaie de consommer au max la production, le restant étant distribué sur le réseau.

Pour ma future installation hydro, voici les éléments:
Le débit d'eau n'est pas constant il va de 4 à 6l/s en automne et printemps, peut monter jusqu'à 15l/s en hiver. J'ai une longueur totale de 205ml de tuyau à poser pour réaliser la conduite forcé et j'ai une chute de 35m.
sur le haut de la prise d'eau j'ai possibilité de faire une réserve d'eau d'environ 3m3, façon petit étang, la voirie est Ok.
Selon mes calculs je peux mettre une turbine type turgo de 3kw, avec une conduite forcé en PEHD de 100mm intérieur.
La turbine sera installé à 150 du tableau électrique


1er question: est-ce que des turbines turgo se fond en tri?
2: mon calcul de dimensionnement est-il bon pour éviter les pertes de charges et profiter au max des débits qui ne sont pas constant? je vais mettre la conduite en fond de fossé donc peux de courbe.
3: comment raccorder la turbine pour utiliser en autoconsommation?
4: puis-je utiliser le tableau AC de mon installation solaire ?
5: comment proteger mon installation entre la production de la turbine et la maison? si débit trop puissant par exemple
6: quel type d'onduleur il me faut?
7: comment gérer les déférences de débits
8: pouvez-vous m'aider à dimensionner tout cela ? section câble, protection, onduleur, type de turbine,,,

Voila beaucoup de questions que je me pose et je vous remercie par avance de votre aide
Si vous avez des plans, ce serrai super

Je ne suis pas, comme vous l'aurez compris un expert de l'électricité, mais souhaiterais mener à bien ce projet.
Bonne soirée à tous et merci

Bonjour Arnaud,

On va t'aider, bien sur !
On commence par lister les données connues et calculer le potentiel.

• Débit : de 4 à 15 l/sec
• Hauteur de chute brute : 35 m
• longueur de conduite : 205 m
• Diamètre de conduite : 100 mm

On calcule ensuite le potentiel en fonction des données ci-dessus, en utilisant la calculette
-----------------------------
Débit bas 4l/sec
----------------------------

• Rendement globale = 0,8 P ~ 1100 W
• Rendement globale = 0,5 P ~ 680 W

On est plus proche d'un rendement de 0,5 en auto-construction, il faut d'emblée accepter cet état de fait sous peine d'être grandement décu par la suite.

-----------------------------
Débit haut 15l/sec
----------------------------

• Rendement globale = 0,8 P ~ 4200 W
• rendement globale = 0,5 P ~ 2500 W

Ce calcul utilisant le "débit haut" ne prends cependant pas en considération les pertes de charge qui sont plus que significatives avec ce débit : on constate que la perte de charge [barre]est d'environ de 6 m, ramenant ainsi la hauteur de chute exploitable à 35 - 6 = 29 m.[/barre]

La puissance chute alors à 2300 W avec un rendement de 0,5.


On réalise que le débit de 15 l/sec n'est pas complètement exploitable avec une conduite de 100 mm.
Pour déterminer le débit maximum de la conduite pour une perte de chage acceptable, on diminue le débit :

• à 15 l/sec, la perte de charge ΔH = 6m
• à 10 l/sec, la perte de charge ΔH = 2,9m
• à 8 l/sec, la perte de charge ΔH = 2m
• à 6 l/sec, la perte de charge ΔH = 1,2m
• à 5 l/sec, la perte de charge ΔH = 0,8m
• à 4 l/sec, la perte de charge ΔH = 0,6m

Pour déterminer le diamètre idéal de la conduite, on peut utiliser la calculette dédiée en entrant les données :
Le débit (15 l/sec), la hauteur de chute (34 m), longueur de conduite (205 m) et un diamètre de conduite initiale (100 mm)
On fait ensuite varier le diamètre via le slider pour visualiser l'incidende sur le rendement/perte de charge de la conduite.
La copie d'écran ci-dessous montre que si l'on veut un rendement proche de 100 %, il faudrait un diamètre de 177 mm pour faire passer 15 l/sec sous 35 m de chute dans une conduite de 205 m de longueur :


Conclusion : on en déduit de manière assez grossière qu'en l'état (c'est à dire avec une conduite de 100 mm en PVC), la perte de charge est de 6 m pour le débit haut (15 l/sec.) mais qu'elle est quasi nulle pour exploiter le débit bas (0,6 m)
On peut donc s'orienter vers l'exploitation d'un débit de 5 l/sec (qui sera par ailleurs constant toute l'année).
Donc 5 l/sec sous 34 m de chute avec un rendement globale de 0,5 ça nous amène à une puissance de 830 W.
Le but est désormais de concevoir une turbine qui réponde aux besoins listés ci-dessus.

Cordialement,

Laurent

PS1 : 800 W 24/24h ça fait 7 Mega Watts heure sur une année !
PS2 : j'ai corrigé une erreur de calcul sur le post initial concernant la perte de charge pour le débit haut.

Bonjour Laurent,

Merci beaucoup pour c'est précisions très éclairés,
du coup selon tes calculs il serait plus approprié de diminuer le diamètre de la conduite? en 50 ou 80, car en faite elle n'est pas encore installé donc je peux ajuster l'ensemble selon les données.

Bonne journée

bonjour Arnaud,
Laurent t'a dit l'essentiel concernant la conduite forcée, je pense qu'une conduite de 100mm limité à un débit de 5 litres/seconde est un bon compromis.
la turbine Turgo est un bon choix, mais plus difficile à réaliser en DIY, une Pelton serait encore utilisable.
les générateurs que l'on utilise en général dans les pico turbine sont à aimants permanents et ne sont pas prévus pour etre couplés directement au 230V 50Hz national.
Ils sont principalement en triphasé, mais leurs fréquence varie en fonction de la vitesse de rotation.
Le mieux est d'utiliser un régulateur de charge mppt adapté à la tension du générateur.
beaucoup utilisent des onduleurs hybrides avec entrée mppt.
cette configuration te permet d'auto consommer l'énergie et de recharger des batteries.
Il est impératif d'ajouter au système un délestage pour éviter la survitesse et la surtension.

Bonjour Arnaud,

heypi15 a écrit : 26 oct. 2025, 08:51 du coup selon tes calculs il serait plus approprié de diminuer le diamètre de la conduite? en 50 ou 80, car en faite elle n'est pas encore installé donc je peux ajuster l'ensemble selon les données.

Selon les calculs on voit simplement que pour une conduite de diamètre 100 mm :

• à 15 l/sec, la perte de charge ΔH = 6m soit un rendement de conduite de 80 %
• à 5 l/sec, la perte de charge ΔH = 0,8m soit un rendement de conduite de 97 %

On constate également qu'avec un débit de 5 l/sec. et les diamètres suivants on obtient :

• conduite 100 mm : ΔH = 0,8 m soit un rendement de conduite de 98%, une puissance finale de 860 W @ r0,5
• conduite 80 mm : ΔH = 2,5 m soit un rendement de conduite de 93%, une puissance finale de 800 W @ r0,5
• conduite 50 mm : ΔH = 23 m soit un rendement de conduite de 33%, une puissance finale de 300 W @ r0,5

Ci-dessus : rendement de conduite de 33% pour une diamètre de 50 mm
Calcultte dédiée

La première chose à déterminer c'est le débit que tu souhaites turbiner pour dimensionner la conduite et la turbine.
C'est très bien que rien ne soit encore installé, cela va te permettre de te poser les bonnes questions.
Ne te presse pas, essaie d'imaginer les options suivantes :

• turbiner toute l'année de manière régulière (5 l/sec)
• turbiner surtout l'hivers au débit max pour chauffer par exemple (15 l/sec)
• un intermédiaire entre le deux ...

Il est important de bien comprendre que chaque paramètre à une incidence sur la puissance finale, il faut donc jouer sur les paramètres que l'on peut modifier à savoir : le diamètre de la conduite, le débit turbiné et pourquoi pas la longueur de la conduite si cela est possible.
Il s'agit de trouver le meilleur compromis coût/puissance.
Partons du principe que tu décides turbiner régulièrement toute l'année un débit de 5 l/sec et faisons varier le diamètre de la conduite :

Conclusion conduite : on constate qu'entre un diamètre 100 et 80 mm il n'y pas une grosse différence de puissance mais peut-être une différence de coût ? on constate en revanche qu'un diamètre de 50 mm de diamètre serait un choix incensé car il induirait une perte de charge beaucoup trop importante.
Note : Il faut garder à l'esprit que cette conclusion s'applique uniquement à un débit de 5 l/sec sous 35m de chute avec une longueur de conduite de 205 m.

Pas d'empressement, tourne le problème un peu dans tout les sens, pose des questions, le partage, l'experience des uns et de autres est primordial, le forum est là pour ça

Cordialement,

Bonsoir à vous,

Merci pour ces retours très clairvoyants.

Pour mon installation, et ayant un débit très fluctuant, je voudrais avoir une production assez linéaire afin de produire de octobre à juin jusqu'à ce que le cours d'eau s’assèche.

Du coup je pense partir sur une conduite d'eau de 100mm, avec un bon rendement selon vos retours. Mais quel puissance de turbine turgo je dois mettre en place ?

mon linéaire est bien de 205m je ne peux le modifier. si je veux garder un maximum de production il faudrait que je reste avec un calcul de débit moyen entre les 5l//s et les 15l/s max, donc si je parts avec un débit moyen de 10l/s quel turbine mettre en place ?

pour ma maison qui est en triphasé, si j'ai bien compris il me faut un onduleur avec entrée MPPT et un delestage et les turbines sont généralement en triphasé ?

Excusez ma redondance de questions, mais c'est pour être sur de comprendre et de bien dimensionner le tout.

Merci beaucoup pour vos suggestions, étant novice les questions ce bouscules. Mais je crois avoir un potentiel par trop mauvais et en plus déjà l'accord de la voirie.

Bonne soirée

salut ,
il te faut redresser le courant avant de l'envoyer sur ton onduleur MPPT qui te sort du triphasé (eventuellement monophasé)
donc entre ta turbine et ton onduleur tu met un pont de diode triphasé pour redresser le courant.

regarde sur les petites annonces , tu peux trouver des onduleurs triphasé de hangar photovoltaique d'occasion a un prix ras de plancher (genre 100 balle négocié , voire meme 70) par contre généralement ils ont une puissance assez importante (genre 8 , 10 ou 12 Kw genre) et il faut que la tension optimale de l'onduleur MPPT en entrée corresponde a la tension de ta turbine en charge .
le delestage pour eviter l'emballement de ta turbine , c'est dans ton cas une sécurité s'il y a une coupure réseau et que l'onduleur ne renvoie plus la puissance sur l'installation ou le réseau.

je vois pas trop d'autre solutions pour etre sur de ne pas injecter sur le réseau quand il y a une coupure , chose tres dangereuse pour le personnel qui travaille sur les lignes par exemple , donc a savoir un onduleur aux normes sur lequel tu branche ta turbine avec un pont de diode triphasé entre les deux.
bien que ta géné soit en triphasé , et que ta maison soit alimenté en triphasé , les differences de tensions et de frequence eventuelles entre les deux seront plutot difficile a gerer alors que ça devient hyper simple avec un onduleur MPPT au norme sur lequel tu envoi le courant redressé de ta turbine.

généralement les générateurs de turbine délivrent du triphasé AC.
pour pouvoir "attaquer" une entrée mppt, il faut transformer le TRI AC en tension continue DC par l'intermédiaire d'un pont redresseur triphasé (max 15 euros).
pour la réalisation de la turbine Turgo, il va falloir calculer le diamètre de la roue en fonction de la vitesse de rotation nominale du générateur, c'est la ou tu auras le meilleur rendement.
tu peut envisager l'utilisation d'une turbine à 3 injecteurs variables afin de s'adapter au débit d'eau.
si tu décide de fabriquer toi mem la turbine, il faudra parfaitement aligner les injecteurs avec les augets de la roue.
C'est pas facile à fabriquer quand c'est une turbine Turgo, il faut attaquer les augets avec un angle d'environ 20°

Bonjour

Merci pour vos retours,
Avez-vous des liens de site internet ou acheter tout le matériel nécessaire ?

Si je parts sur une turbine de 3kw par exemple ce type la:
https://www.alibaba.com/product-detail/ ... 7121hXIgeE

est ce un choix correct? et si j'ai bien compris il me faut un pont de diode pour redresser le courant et un onduleur avec entrée MPPT en triphasé?
quel puissance de l'onduleur me faut-il ?
Merci de votre aide

Bonjour,

La turbine que tu proposes n'est pas indiquée pour plusieur raisons :

• la version 5000 W necessite 40 l/sec, voir les specs.
  Au mieux la version 1000 w necessitant 10 l/sec. pourrait faire l'affaire, MAIS :
• par retour d'experience le courant produit par ce type de turbine est difficilement exploitable ...

Si tu souhaites une solution professionnelle et fiable, je te suggère de contacter les sociétés suivantes. :

• hydro-ag : La référence des roues Pelton et turgo dans l'hydro DIY, société d'Alessandro Guglielmi.
• DBH Sarl : La Société de référence , basée dans le Grand Est français.
• Irem : Société italienne avec des solutions éprouvées..

Cordialement,