Au cours de sa thèse soutenue en décembre 2015, Guilhem Dellinger a cherché à optimiser le système de microcentrales hydroélectriques à vis d’Archimède. Cette turbine, assimilée à une vis sans fin, transforme l’énergie renouvelable des cours d’eau pour produire de l’électricité.

 

Dans l’Égypte antique, on utilisait la vis d’Archimède pour pomper l’eau du Nil et irriguer les cultures. Depuis les années 2000, on a repris le principe en l’inversant : l’eau qui s’écoule au niveau des seuils (petites chutes d’eau) actionne la vis utilisée comme turbine dont la rotation alimente une génératrice. L’énergie cinétique est transformée en énergie électrique. Ces microcentrales hydroélectriques produisent entre 100 et 500 kW. A titre de comparaison, une éolienne produit en moyenne 2000 kW. Raccordées au réseau électrique, elles appartiennent à des particuliers ou des collectivités qui revendent cette énergie verte à EDF.

« Il existe en Europe des milliers de seuils inutilisés que l’on pourrait équiper. Le potentiel est énorme. Cette technologie va se développer, elle est simple, robuste, performante » annonce le jeune homme. Il existe quelques centrales en Alsace, mais c’est en Allemagne, Autriche ou Angleterre qu’elles sont le plus nombreuses. « Certains cours d’eau sont classés, la réglementation empêche d’intervenir ou de les modifier » tempère-t-il. Cette énergie est renouvelable et locale, mais elle nécessite aussi un minimum de génie civil. L’impact sur les milieux naturels est à prendre en considération. Selon une étude menée par le fabricant, 99% des poissons survivent au passage dans la turbine.

 

(Home)made in INSA : la vis imprimée en 3D

Guilhem a soutenu sa thèse en décembre 2015, financée par la Région Alsace et l’Europe (FEDER). L’objectif était de déterminer la géométrie optimale de la vis en fonction des paramètres du seuil (hauteur, débit). Quelle forme et dimensions donner à la turbine pour obtenir le maximum de puissance ?

Dans une première phase, Guilhem a cherché à établir le modèle mathématique qui prédit les performances de la turbine en fonction de sa géométrie et des paramètres hydrauliques. Pour cela, il a confronté les résultats expérimentaux obtenus avec le banc d’essai qu’il a fabriqué lui-même : une petite turbine dont la vis a été conçue et imprimée en 3D au FabLab de l’INSA de Strasbourg. Dans un second temps, il a utilisé ce modèle dans un logiciel de simulation numérique. « C’est un moyen puissant de recréer virtuellement une gamme variée de conditions d’écoulement. On peut tester toutes les géométries possibles » explique-t-il.

 

« J’aime faire couler de l’eau »

Guilhem est diplômé de l’INSA de Strasbourg en génie mécanique (promotion 2011). Ses parents sont ingénieurs hydrauliques, diplômés de l’ENGEES. « J’ai toujours aimé la mécanique des fluides, j’aime faire couler de l’eau » s’amuse-t-il. Il adore aussi les approches expérimentales, créer ses dispositifs, les tester « Ça m’amuse. J’aime me lever le matin en me disant que je ne vais pas m’ennuyer ». Depuis septembre, il est attaché temporaire d’enseignement et de recherche (ATER) à l’INSA de Strasbourg, il peut ainsi poursuivre ses recherches et enseigner en cursus ingénieur. Son rêve ? Obtenir un poste de maître de conférences.

 

« Étude expérimentale et optimisation des performances hydrauliques des vis d’Archimède utilisées dans les micro-centrales hydroélectriques », thèse de Guilhem Dellinger, dirigée par Abdellah Ghenaim, encadrée par Abdelali Terfous et Pierre-André Garambois.

 

Stéphanie Robert