Vannes de décharge : automatisme

Les vannes, éléments très importants dans le fonctionnement du moulin, sont manoeuvrées par le meunier suivant les besoins et les situations. Le meunier vivait avec son moulin et sa rivière. Il sentait les frémissements de l’eau qui lui indiquaient si le niveau baissait ou remontait.
Il agissait en conséquence.

Moteur installé sur un cric de vanne. Photo Robert HALIGON.

Nous ne sommes plus au XVIIIe siècle et le propriétaire de moulin, aujourd’hui, n’a généralement plus la même symbiose avec l’environnement que notre meunier d’antan, et un manque d’attention peut conduire à des variations de niveau importantes dans le bief.
De surcroît, le propriétaire moderne est un homme qui bouge, s’absente souvent de son moulin et parfois pour de longues durées. La subrogation de ses responsabilités à une tierce personne n’est pas la panacée, et en ajoutant à cela une administration qui veut tout observer, contrôler (mais pas aider et conseiller les propriétaires de moulin comme elle devrait le faire), on risque de se retrouver face à de fâcheuses aventures.
Alors, une solution : l’automatisation des vannes.
Ce n’est pas nouveau, car beaucoup de grosses vannes lourdes sont électrifiées, ainsi que de plus petites, pour le confort de leur manipulation.
Partant de là, on peut réaliser une succession de contrôles et de commandes pour assurer un fonctionnement entièrement automatique.

Ce lieu a tout à gagner à être équipé de vanne automatique ! Photo Robert HALIGON.

Avant toute chose, il est bon de préciser que les vannes doivent être dans un état correct ainsi que la mécanique de manoeuvre, cric et crémaillère. Si le cric est déjà électrifié, il est possible que l’automatisation soit difficile à réaliser, ou seulement réalisable partiellement, ce qui serait regrettable. Tout dépendra du type de moteur. S’il n’est pas électrifié, il faudra acheter un moteur et le monter sur le cric. C’est un travail de mécanicien et de précision ; il y aura au moins une pièce à tourner. Les moteurs prévus pour ce type de travail sont avec réducteur, mais il faut se renseigner auprès du fournisseur ou de l’installateur pour savoir quelle puissance choisir. Ils fonctionnent généralement en 380 V triphasé, et les câbles électriques à enfouir sous gaine, depuis la(les) vanne(s) jusqu’à l’armoire électrique, nécessitent environ 25 fils aux caractéristiques pointues.

Beaucoup de fils (étudiés et fournis par l’installateur) à mettre sous une robuste gaine. Photo Robert HALIGON

La gaine emplie de fils est enterrée. Photo Robert HALIGON.

Si vous n’avez qu’une vanne, pas de problème. Si vous en avez plusieurs (côte à côte), il faut vous renseigner sur la valeur de la crue cinquantennale et comparer le débit avec le débit d’une de vos vannes ouverte au maximum. Vous saurez ainsi combien il faut de vannes pour évacuer l’eau de cette grosse crue. S’il vous faut trois vannes, vous pouvez accoupler les trois crémaillères, c’est un problème de mécanique. Si ce n’est pas possible, il vous faudra trois moteurs, et là, c’est un problème financier. Pour économiser, vous pouvez n’en mettre que deux, et ouvrir manuellement la troisième lors de cette crue exceptionnelle, que vous ne verrez peut-être jamais. Si vous changez les crics, n’hésitez pas à les prendre surdimensionnés, le surcoût sera rentable. Même réflexion pour les crémaillères.

Un élément essentiel du système : la sonde. C’est un capteur hydrostatique qui sera plongé dans l’eau à proximité des vannes, dans un tube de protection par exemple. Il faut le choisir de qualité et de précision car c’est lui
qui va envoyer les informations à l’armoire électrique. On en trouve qui sont sensibles à une différence de pression d’une colonne d’eau variant de 2 mm de hauteur. C’est un objet fragile qui doit être manipulé avec soin. L’armoire de pilotage doit être dans un endroit abrité et sec (une grange par ex.), au plus près de la vanne pour ne pas allonger inutilement les fils. Outre une batterie de disjoncteurs à l’intérieur, sur la façade, il y a sur la façade de cette armoire deux afficheurs qui indiquent la hauteur de l’eau et la position de la vanne. Cette armoire reçoit les informations de la sonde et du motoréducteur pour piloter convenablement la(les) vanne(s). Il n’y a plus qu’à brancher tout cela… avec le spécialiste. Lorsque tout est OK, on passe à la phase finale : les réglages.

Un modèle d’armoire de pilotage. Photo Robert HALIGON.

On choisit un niveau de référence, en l’occurrence celui de l’arase du déversoir que nous appellerons « niveau 0 ». Lorsque le niveau de l’eau s’élèvera sensiblement, la vanne devra monter un peu puis s’arrêter. Si le niveau continue de s’élever, la vanne renouvellera son opération tant que le niveau maximum ne sera pas atteint. Lorsqu’il redescendra et qu’il aura approché du niveau « 0 » la vanne commencera à se fermer par étapes successives, comme pour la montée. Lorsque le niveau sera à quelques centimètres audessous du « 0 », la(les) vanne(s) sera(seront) complètement fermée(s) et l’eau repassera pardessus le déversoir et continuera de s’élever en fonction du débit de la rivière (ou du bief). Si la cote de réglage (généralement 4 à 5 cm) est dépassée, le processus expliqué ci-dessus se remettra en marche, et ainsi de suite. En fonction du débit de l’eau et de la vitesse d’élévation de la vanne, toutes les opérations sont réglables : temps d’élévation de la vanne (15 s par ex.), temps entre deux élévations ou deux descentes (2 min par ex.), niveau de référence, etc… À tout cela, il faut ajouter des quantités de sécurités : arrêt en cas de surchauffe du moteur, arrêt en cas de blocage de la vanne par un corps étranger, mise en marche manuelle…

Vanne de droite : motoréducteur accouplé au cric. Vanne de gauche : restée manuelle (manivelle). Photo Robert HALIGON.

Mon moulin est sur une petite rivière qui se jette dans la Loire, entre Cosne et Briare. Son débit annuel moyen est inférieur à 250 l/s. Après les épisodes pluvieux de cette année, la petite rivière a dépassé allègrement les 4 000 l/s ! Une vanne de 1 m de large et levée au maximum (1,50 m) ne suffisait pas. La 2e vanne était levée quelques heures manuellement, ce qui a largement suffi pour cette crue plus que trentennale. Dans le passé, le bief débordait copieusement en de nombreux endroits, c’est-à-dire ceux où la digue de 30 cm de hauteur présentait quelques légers affaissements. Avec la collaboration éclairée d’une société qualifiée spécialisée dans l’eau et l’environnement, nous avons réalisé l’installation décrite ci-dessus. Cette entreprise a assumé tous les réglages. C’est une réussite à 100 %. La régulation de la ligne d’eau est sans faille, même dans les cas extrêmes. Un argument supplémentaire pour ce système : l’administration y est favorable.

Quelques renseignements supplémentaires utiles :
• M. Krief – Automatismes Seguin 3 allée Pierre Curie Montgeron 91230 Tel 01 69 52 47 00 x.krief@automatismes-seguin.fr
Totalement recommandable. (Travaille sur tout l’hexagone). Estimation pour la réalisation d’une opération du genre et importance de celle ci-dessus : étude, fourniture de l’armoire, de la sonde de niveau (y compris sa protection), branchements, mise en route et réglages : de 4500 € à 8000 €, en fonction de la configuration et des options possibles.
• Les crics sont de la marque Feugier, force 1 à 2 t, avec crémaillère : environ 1000 € chaque.
• Le motoréducteur de la marque Auma : environ 1200€ et le montage sur le cric, prix variable suivant le professionnel : compter de 1000 à 1500 €.
• Les câbles, à mettre sous gaine, avec enfouissement, environ 20 € du mètre.
• Possibilité avec la domotique de contrôler de chez vous la situation : en cas de coupure de courant, savoir si tout est rétabli ou s’il faut avertir une personne déléguée. Détecter une panne ou un incident de fonctionnement…

Robert HALIGON, Président des Amis des Moulins d’Île-de-France

Article paru dans le Monde des Moulins – N°49 – juillet 2014