Faire vivre le moulin à vent : un moteur auxiliaire

Pourquoi un moteur ?

Dès le début du projet de restauration du moulin à vent de St Lys nous avons eu le souci d’ouvrir au public le plus largement possible. Incontestablement l’intérêt des groupes et plus particulièrement des écoles primaires pour voir marcher ce moulin est devenu prépondérant. Alors même que les meules gisaient encore au sol, des classes s’intéressaient à la fabrication de la farine à partir des grains de blé. Tous espéraient voir tourner les ailes et les meules. La déception s’inscrivait sur le visage des enfants quand le vent refusait de souffler ! Hélas les périodes assez ventées pour mettre en mouvement le mécanisme sont rares. Il faut un vent d’au moins 30km/heure et pas trop violent non plus. Dans le recensement de 1809, on retrouve cette constatation : “il faut des vents très forts” déclare le maire de Lamotte- Cabanac. Pour celui du Pin “le moulin fonctionne moins de six mois par an, par défaut de vent”. A St Lys, non seulement le vent est plus faible que dans le Lauragais, mais le moulin se trouve à une dizaine de mètres de maisons récemment construites, ralentissant considérablement le vent d’ouest dominant. Un obstacle vertical perturbe le vent jusqu’à une distance 10 fois égale à sa hauteur (Dr Le Guennec, Maître de Conférences à l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse, communication personnelle).

C’est pourquoi l’Association pour la Réhabilitation du Moulin de St Lys, maître d’oeuvre, a proposé à la Municipalité, propriétaire du moulin, d’installer un moteur électrique auxiliaire pour pallier l’absence de vent. La décision, finalement positive, n’a pas été facile à obtenir de la part du conseil municipal, en raison du coût supplémentaire quoique modique, mais aussi à cause du type d’argument prononcé par une autorité molinologique nationale : “voulez-vous avec les ailes faire de ce moulin un ventilateur ?”. Notre prospection téléphonique et visuelle a montré que la plupart des moteurs sont installés sous le toit et entraînent l’arbre par une chaîne. Cependant dans au moins 3 moulins, le moteur est en dessous de la meule ou extérieur au moulin (moteur à gaz pauvre, moteur de tracteur). Les ailes peuvent être ainsi débrayées et le moteur n’entraîne que la meule tournante. Nous avons choisi cette solution car les meules du moulin de St Lys sont au second étage, que le premier étage était vide et non accessible au public alors que les visiteurs montent au second étage où se fait la farine et contemplent les mécanismes, rouet, frein, lanterne, meules et charpente et qu’il serait donc dommage d’installer un moteur sous le toit.

photo 1 : moteur auxiliaire avec son réducteur, sa roue libre, l’entraînement souple sous les meules – dimensions 94 x 76 x 43 cm – moulin de St Lys – photo M.Sicard

La contrainte prévisible est qu’il faut tailler les alluchons du rouet des deux côtés puisque la force d’entraînement proviendra soit du haut sous l’effet du vent, soit du bas par la lanterne sous l’effet du moteur électrique (photo n°2).
Le projet a été conçu (gratuitement puisque bien public) par le Département de Génie Mécanique et Productique de l’I.U.T. de Toulouse dans le cadre d’un stage de formation professionnelle par deux étudiants, Jean Christophe Bouldoire et Frédéric Brody, sous la direction du Professeur Berthaud.
Nous sommes restés ainsi dans la continuité de l’intervention d’élèves en formation puisque la charpente et le mécanisme en bois ont été 1’oeuvre des stagiaires de l’Atelier Charpente de l’A.F.P.A. de Toulouse-Bordelongue (hélas détruit par l’explosion d’A.Z.F. du 21 septembre 2001) sous la direction de Joseph Lescot, compagnon. L’Atelier de Construction et de Fabrication Mécanique de St Orens (31650) a construit et installé l’assemblage qui a été fourni par la Compagnie Industrielle du Roulement (C.I.R. 31047 Toulouse).

Description du mécanisme

Nous avons choisi la puissance nécessaire en fonction du moteur déjà installé (5,5kw) au moulin de l’Epinay, à la Chapelle St Florent (Maine et Loire) et de la mesure de la force à appliquer à une aile pour entraîner la meule. En raison des frottements importants puisque nous avons pu conserver l’arbre principal qui date de 1730, nous avons adapté une bonne marge de sécurité en choisissant 7,5 kw. Il s’agit du motoréducteur couple conique compact A 502 UR 20, 9S4 M4 LA4 (fs=l,2) – 7,5 kw – 69 tr/mn – 978 Nm marque Bonfiglioli.

– Le moteur est posé horizontalement sur le gros madrier, le banc (ou pontilh) qui supporte tout le poids de la meule et qui s’articule autour d’un point fixe pour régler la hauteur de la meule tournante. La crapaudine a été enlevée.

– La sortie du motoréducteur vers le haut s’enclanche dans un accouplement souple KTR 180 alésé 2 x diamètre 45 (A 502) marque KTR. Cette pièce permet de compenser les déformations angulaires inhérentes aux modifications de hauteur de la meule.

– Le troisième élément est une roue libre GFR 50 FI F2 marque STIEBER qui permet aux ailes et à la meule de tourner sans entraîner le moteur. Le petit fer raccourci s’emmanche dans cette roue libre. Une cage métallique contient cet ensemble mécanique (photo n°1).

photo 2 : alluchons du rouet, taillés des 2 côtés – moulin de St Lys – photo M.Sicard

L’inertie due aux ailes, à la meule et à l’arbre (prés de 5 tonnes), et les frottements exigent une énergie considérable au démarrage. Dans un premier essai, nous avions installé un démarreur progressif Duostart 11. Il s’est avéré insuffisant car le disjoncteur se déclanchait. Deux collègues du Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique Industrielle de l’ENSEEIHT, CNRS et IMP Toulouse, Mrs Lajoie-Mazenc et Trannoy, ont effectué les mesures nécessaires et rendu leur rapport : “Le Duostart qui est en fait un limiteur de courant comportant 2 Thyristors tête-bêche sur 2 des 3 phases d’alimentation est réglé sur le temps le plus long d’accélération (12 secondes). Avec la meule seule et soulevée, le courant maximal absorbé au démarrage est de 70 A puis se stabilise à 10 A. Avec les ailes, le disjoncteur déclanche au bout de 9 secondes enregistrant des oscillations. Ce système devrait être remplacé par un convertisseur de fréquence plus évolué et qui permet aussi de choisir la vitesse de rotation”. Le conseil a été suivi et la C.I.R. a très aimablement repris le Duostart et fourni le convertisseur de fréquence 11 kw 8218 de chez Lenz avec le clavier de commande correspondant.

Le résultat est excellent, réglé à 42 t/mn, le disjoncteur ne déclenche plus et les ailes tournent avec la meule. La farine sort à volonté dans la huche, sous l’oeil émerveillé des enfants.

Michel Sicard – Article paru dans le Monde des Moulins – N°7 – janvier 2004