Vérification de la vitesse de notre roue
Nous avons dans la page précédente donnée une moyenne de la vitesse de notre roue à partir de données et de calculs. Afin de vérifier la vitesse de cette roue nous avons fait un calcul sur une roue munie de pales donc qui tourne. Nous avons choisit une roue du canal de l'Arquet. Le coursier de cette roue est de telle sorte que toute l'eau ne passe pas directement sous la roue; une partie s'échappe par une bande de 50cm de largeur. Nous allons donc faire nos calculs en tenant copte de cette donnée.
Voici les autre données que nous avons récolter sur ce bras. Dans ce bras, un objet flottant parcoure 17m en 12 secondes et le bras a une largeur de 230 cm et une hauteur de 54cm. Donc le débit dans ce bras est de (17/12)X0.8X2.30X0.54= 1.41m³/s.
La roue ne récupère l'eau que sur 150cm. Le débit passant sous la roue est de (17/12)X0.8X1.50X0.54=0.92m³/s
Lorsque une pale est en position verticale, on l'eau agit sur une hauteur de 54cm (évidemment un peu moins) et une largeur de 156cm. La surface sur laquelle l'eau agit est donc de 0.54X1.56=0.84m². en un tour, cette surface parcoure: (Rayon roue -(54/2))X2Xπ = (240-27)2π = 1338cm = 13.38m. Donc, le volume d'eau necessaire pour que le volume d'eau fasse un tour est 13.38X0.84= 11m³.
En une minute, il passe sous la roue 0.92X60=55.2m³
En une minute la roue devrait faire 55.2/11= 5 tours par minute.
Nous avons comptabilisé que la roue effectue réellement 4.5 tours par minute. Il est évident que nous avons fait des approximations. Nous n'avons pas tenue compte de la mécanique des fluides qui dit que l'eau passe à côté de la pale, il y a un espace entre le bas des pales et le font de la Sorgue. Toute ces approximations et nos erreurs de mesure, nous ont conduit à un chiffre légerement supérieur. Ce chiffre reste cependant dans les valeurs attendues, il confirme donc notre méthode et renforce le chiffre de 12 tours minute donné pour notre roue
Moyenne de la vitesse en une année
Grâce à nos mesures, nous avons réussis à calculer la vitesse de notre roue. Il est facilement compréhensible que cette valeur peut ne pas représenter la réalité. En effet, pour la trouver, nous sommes partis du débit de la rivière, que nous avons calculé. Le débit d'une rivière peut être extrêmement variable, nous devons donc prendre en compte cet élément pour notre étude.
Afin de présenter une valeur plus proche de la réalité, nous allons faire une moyenne sur les dix dernières années. Grâce au site d'hydro france, nous avons pu collecter les débits à la source de Fontaine de Vaucluse depuis l'an 2000. Si vous souhaitez voir le tableau de ces débits cliquer ici.
Le jour de notre mesure, le vendredi 15 décembre 2009, le débit à la source était de 18 m³/s. Le débit dans notre bras était de 4m³/s. On a (4/18)*100= 22.2%. Nous pouvons donc dire que 22.2% du débit de la Fontaine dans notre bras. Partant de cette affirmation et des débits moyens des dernières années, nous avons pu obtenir ce premier graphique.
On voit que ce débit varie selon les années entre 2 et 7 m^3/s.
Durant l'utilisation de la roue, il existait un système mécanique qui permettait de concerver toujours la vitesse souhaitée. Ce système était composé d'un régulateur à boules qui captait la vitesse de la roue. Ce système permettait de fermer plus ou moins la vanne devant la roue pour permettre à un certain volume de passer sous la roue. Aujourd'hui, ce système et encore bien conservé même s'il n'est plus en état de marche. En effet, deux courroies qui assuraient la liaison entre l'arbre de sortie et le régulateur ont disparu. Ce système permet d'approfondir notre connaissance des roues, cependant, on ne peut espérer réguler la vitesse de la roue pour fournir une fréquence de sortie stable. Le système est trop peu précis.
Ce deuxième graphique utilise les données précédentes pour établir la vitesse de notre roue en fonction des années.
Nous observons de grandes variations en fonction des années. Il est à noter que les années 2005, 2006 et 2007 ont été des années d'importantes sècheresses si l'on se base sur des débits antérieurs aux années 2000.
La moyenne (12.5 tours par minute) reste cependant équivalente à ce que nous avions calculé (12.3 tours par minute).
