Groupe électrogène pour l'Afrique

[JiPe38]

Bonjour

Enseignant retraité, je continue à fréquenter alma mater pour encadrer bénévolement des étudiants en projet. Ils sont en deuxième année de spécialité "Génie thermique et énergie" dans un IUT. Leur sujet de projet est "réaliser un groupe électrogène prototype pour le Burkina Faso". Je précise un peu le cahier des charges. Trois constats pour commencer.

1 - Il y a quelques années, vu les cours du pétrole, on pensait que c'était une bonne affaire de planter des oléagineux pour produire des carburants verts. Des multinationales s'y sont mises avec l'idée de faire produire ces plantes en Afrique et revendre les carburants en Europe. Pour 36 raisons que je ne détaille pas, ce n'était pas une bonne idée. Il en résulte qu'un oléagineux particulier, appellé "jatropha", a été planté abondamment dans certains pays africains. Les cours du pétrole étant ce qu'ils sont devenus aujourd'hui, les arbustes ayant entre temps poussé et donnant leur production, vous ne serez pas surpris si je vous dis qu'il y a aujourd'hui surproduction sur cette production agricole et que les paysans qui se sont lancés dans cette aventure sont très loin d'avoir les revenus qu'on leur avait fait miroiter. A titre indicatif, sur la place de Ouagadougou, vous achetez un litre de gazole à 550 CFA et un litre d'huile de jatropha à 600 CFA. Donc devinez ce que les locaux mettent dans le réservoir de leurs diesels...

2 - Il y a un autre problème dans ce pays, qui est d'ailleurs assez général dans la région. Les gouvernements sont pratiquement tous assis sur une marmite sociale en ébullition, pour 36 raisons aussi que je ne détaille pas. Ils cherchent donc à acheter la paix sociale. L'un des moyens d'y parvenir est de subventionner l'énergie vendue à leurs électeurs. Ainsi par exemple, les 550 CFA par litre de gazole cités plus haut correspondent à 84 centimes d'euro, sachant que le pays n'a pas de façade maritime et que les produits pétroliers doivent faire un long voyage dans des trains qu'on qualifierait chez nous de touristiques avant d'arriver à destination. Le kwh d'électricité est vendu 108 CFA (voire moins pour les petits consommateurs), soit 16,5 centimes d'euro : presque le même prix que chez nous, sachant que nous avons 58 réacteurs nucléaires et le Burkina aucun. En conséquence, et malgré un prix d'achat de fioul subventionné, leur électricien national perd de l'argent, ne peut pas investir sauf à coup de prêts de zinzins étatiques occidentaux, et se trouve bien incapable d'assurer le transport et la distribution de l'énergie électrique jusqu'au fin fond des campagnes. On doit en être en 2020 à moins du quart de la population ayant accés à l'électricité.

3 - Sous diverses influences que je me garderai de citer et commenter, les autorités en Europe ont décidé de réduire le parc de diesels sur les véhicules automobiles. Il en résulte une mise à la casse par grande quantité de voitures diesel. Beaucoup dont équipées de moteur à injection indirecte, dont certains sont assez faciles à transformer pour utiliser un carburant hvp.

Donc au vu de ces constats, ayant quelques contacts au Burkina, j'ai proposé de créer dans des villages des unités de production d'électricité hybrides utilisant le solaire photovoltaïque direct en journée (9h à 17h) et des groupes électrogènes tournant à l'huile de jatropha pour le reste de la journée. L'idée a fait son chemin. Il existe à ma connaissance un fournisseur en Europe et un en Chine fournissant des groupes électrogènes à l'hvp. Mais c'est deux fois plus cher que des groupes normaux. Donc j'ai proposé à des étudiants d'étudier un groupe électrogène spécifique motorisé par un diesel récupéré sur une voiture et alimenté à l'hvp.

Là on arrive dans le sujet de ce forum. Une recherche de ce qui est disponible m'oriente actuellement vers les moteurs PSA XUD, soit en atmo soit en turbo. J'ai éliminé les transmissions moteur-alternateur avec réducteur type courroie, pour aller vers un entrainement direct, comme sur la plupart des groupes modernes. Ces moteurs étant anémiques à 1500 tr/mn, je pense qu'il faut les utiliser à 3000 tr/mn sur un alternateur à une paire de pôles. Il faut donc créer un accouplement direct moteur-alternateur, créer un gouverneur (accélérateur automatique) qui va réguler la fréquence du réseau, mettre l'environnement qu'il faut autour du moteur et de l'alternateur, et faire en sorte que la manip soit reproductible pour qu'en cas de succès on puisse la dupliquer autant de fois que souhaitable.

Nous (les étudiants et moi même) sommes donc en demande de conseils pour faire cette transformation d'un XUD à l'huile de jatropha. Merci à toutes les bonnes volontés de se manifester.

[papiroya]

Pour passer à l'huile sur un xud, surtout en afrique, pas besoin de grand chose, un échangeur, une PI rejointée, un circuit carburant neuf, et GO.
Pour le régime moteur, sur le 1.9D, au ressenti, il y a quasiment le même couple de 1000 a 4000 trs min-1. Donc pas besoin de le faire gueuler à 3000 trs.
Les TD, c'est pas pareil, le pic de couple est à 2200trs a peu prés.
Pour le reste je ne connais pas les spécificités de l'huile de jatro truc, mais ça reste du végétal, donc mêmes contraintes que la friture à priori.

[papiroya]

Par contre je veux bien des infos pour le gouverneur, ce genre de projet nous trotte dans la tete avec un pot depuis des années, mais ont n'a jamais trop su par où commencer.

J'ai eu utiliser ma 205D en GE pendant des coupures de jus, par l'intermédiaire d'un transfo 12/220V, mais je ne faisait tourner le moteur que quelques minutes toutes les deux heures pour redonner du boost à la batterie, et je ne tirais que de faible puissance. On ne peut pas faire ça toute l'année, il faut un truc adapté.

[morris]

Bonjour,
Voici une publication du CIRAD qui pourrait vous intéresser :

https://www.google.com/url?sa=t&source= ... -DfJG-ySIk

UIT d'Orléans ?

Je dois avoir d'autres documents, je mettrai les liens.

[morris]

Guide technique pour une utilisation énergétique des huiles végétales
https://www.google.com/url?sa=t&source= ... OW00bhHb98

[JiPe38]

Pour passer à l'huile sur un xud, surtout en afrique, pas besoin de grand chose, un échangeur, une PI rejointée, un circuit carburant neuf, et GO.
Pour le régime moteur, sur le 1.9D, au ressenti, il y a quasiment le même couple de 1000 a 4000 trs min-1. Donc pas besoin de le faire gueuler à 3000 trs.
Les TD, c'est pas pareil, le pic de couple est à 2200trs a peu prés.
Pour le reste je ne connais pas les spécificités de l'huile de jatro truc, mais ça reste du végétal, donc mêmes contraintes que la friture à priori.

Je pense que je vais conseiller un double circuit (GO + huile). Cela pour la longévité du moteur. J'hésite à mettre un échangeur, la température au Burkina ne descend jamais en dessous de 16°C.

A 1500 tours, puissance trop faible, de l'ordre de 15 kW si je ne trompe pas. A 3000 tours on doit pouvoir monter à 40 kW sur un atmo. Bien sur le groupe ne tourne pas à pleine puissance, donc 30 à 35 kW en régime établi. C'est le régime d'une voiture qui croise à 120 sur autoroute et si le refroidissement est sérieux y'a pas de raison que ça le fasse pas pendant les 5h que dure la pointe du soir.

L'huile de jatropha est un assez bon candidat pour bruler dans des diesels, à condition de veiller à la teneur en eau et acide phosphorique. Donc séchage des graines, pressage à froid en évitant les presses à vis. La qualité de stockage et séchage des graines est donc un paramètre important. Je suis à la recherche d'info sur un équipement light de labo permettant d'analyser teneur en eau et teneur en acide. L'idée est d'analyser chaque lot de pressage et rémunérer l'apporteur des graines avec un bonus / malus sur la qualité de l'huile. Au pire, si qualité trop basse, on envoie l'huile vers la savonnerie locale : la peau humaine n'est pas gênée par l'eau ni l'acide phosphorique (en petite quantité), alors que les diesels n'aiment pas. Il faut voir que sur une voiture 1000 h de fonctionnement correspond à 50 à 100 mille km, suivant usage, alors que sur un groupe qui produit 7/7 8/24 c'est de l'ordre de quatre mois.

[JiPe38]

Par contre je veux bien des infos pour le gouverneur, ce genre de projet nous trotte dans la tete avec un pot depuis des années, mais ont n'a jamais trop su par où commencer.

J'ai eu utiliser ma 205D en GE pendant des coupures de jus, par l'intermédiaire d'un transfo 12/220V, mais je ne faisait tourner le moteur que quelques minutes toutes les deux heures pour redonner du boost à la batterie, et je ne tirais que de faible puissance. On ne peut pas faire ça toute l'année, il faut un truc adapté.

Le principe n'est pas très compliqué. Il faut mesurer la fréquence f du réseau, se donner une plage de fonctionnement par exemple entre 48Hz et 52Hz, calculer le signal d'erreur (52 - f)/4*100 (en pourcentage) et appliquer cette consigne sur un organe de réglage en position qui peut, par exemple, tirer sur le câble d'accélérateur. Un asservissement de type PI (ça veut dire proportionnel et intégral et non pompe à injection) est utilisé en général. Avec un seul groupe, ça marche à tous les coups.
Pour 52Hz on applique charge nulle sur la commande d'accélération, pour 48Hz charge maxi, équivalent de pied au plancher. Avec deux ou plusieurs groupes en parallèle, c'est un autre sport ! Le bidule qui fait l'asservissement de position peut être réalisé avec un "servo" comme on emploie en radio-commande de modèles réduits. C'est le moins cher. Il y a des solutions plus sophistiquées (étanches, etc.).

[JiPe38]

Bonjour,
Voici une publication du CIRAD qui pourrait vous intéresser :

https://www.google.com/url?sa=t&source= ... -DfJG-ySIk

UIT d'Orléans ?

Je dois avoir d'autres documents, je mettrai les liens.

Je l'avais déjà, merci. 2ie est une école d'ingénieurs de Ouagadougou.

[JiPe38]

Guide technique pour une utilisation énergétique des huiles végétales
https://www.google.com/url?sa=t&source= ... OW00bhHb98

J'avais celui là aussi , mais c'est utile de le citer.

Ce que je regrette dans beaucoup de ces "modes d'emploi" c'est l'absence d'essais systématiques de longue durée. J'ai vu une publication utile en Indonésie sur le sujet, mais qui se bornait à comparer deux moteurs identiques sur une durée d'un millier d'heures.

Un forum comme celui ci est utile, surtout lorsqu'on épluche les causes de pannes relatées par les huileux. Mais c'est difficile de faire la part des choses entre l'enthousiasme légitime de ceux qui utilisent une solution non conventionnelle, la possible retenue de ceux qui ont eu des déboires et n'aiment pas trop les mettre sur la place publique, l'immense variabilité de l'état initial des véhicules, de la façon de les mener, de les entretenir, les diverses qualités d'huile moteur employées, le climat local, etc.

[Tibo1987]

Tout est affaire de compromis.. On affirme pas que l huile carburant ne fait aucun dommage a la mécanique, mais l ampleur de la communauté des utilisateurs a montré que la durée de vie de ces moteurs xud n est pas suffisamment altérée pour compromettre le bénéfice écologique ou économique.
Pour ce qui est des retours d expérience ce n est pas très bien documenté parce que le savoir est trop marginal par rapport a la masse de donnees a recueillir+le fait qu il n y a pas trop de bizness a faire derrière. C est un truc de prolo trimard option ecolo pas un sujet d étude de labo.
Maintenant vas-y fonce avec ton xud et l huile de jatropha, prévoyez des pièces de rechange moteur (et ce serait le cas même si vous tourniez au gasoil) tu nous raconteras !

[JiPe38]

Oui c'était bien l'idée : prévoir toujours un moteur d'avance entreposé pas loin du groupe électrogène. En cas de panne on change le moteur. Ce qui sera intéressant sera de démonter le moteur cassé pour essayer de comprendre pourquoi.

J'ai une question annexe, suite à des prises de mesure ce matin sur un xud. Côté opposé au volant moteur, en haut vers la culasse, j'ai un support aluminium vissé par trois points sur le moteur. Je suppose que de l'autre côté ce truc se visse sur la carrosserie de la voiture par l'intermédiaire d'un silent bloc. Est ce que cette pièce intermédiaire en alu est commune à tous les véhicules montés avec le XUD, ou est-ce que c'est une adaptation à chaque modèle de véhicule ? Ou encore est-ce qu'il y a des familles, par exemple la même pièce pour les xsara et 306, une autre pour les C15, etc ?

La réponse à cette question est d'importance pour pouvoir faire des échanges-standard de moteurs in situ.

De l'autre côté, nous devons faire une pièce qui vient se visser sur les fixations prévues pour la boite, ou plus exactement la cloche d'embrayage. Quelqu'un sait il s'il y a eu des évolutions de ce plan de fixation au cours du temps sur les XUD, ce qui se traduirait par le fait qu'on ne peut pas monter les boites de telle série sur telle série de moteurs ?

[papiroya]

Guide technique pour une utilisation énergétique des huiles végétales
https://www.google.com/url?sa=t&source= ... OW00bhHb98

J'avais celui là aussi , mais c'est utile de le citer.

Ce que je regrette dans beaucoup de ces "modes d'emploi" c'est l'absence d'essais systématiques de longue durée. J'ai vu une publication utile en Indonésie sur le sujet, mais qui se bornait à comparer deux moteurs identiques sur une durée d'un millier d'heures.

Un forum comme celui ci est utile, surtout lorsqu'on épluche les causes de pannes relatées par les huileux. Mais c'est difficile de faire la part des choses entre l'enthousiasme légitime de ceux qui utilisent une solution non conventionnelle, la possible retenue de ceux qui ont eu des déboires et n'aiment pas trop les mettre sur la place publique, l'immense variabilité de l'état initial des véhicules, de la façon de les mener, de les entretenir, les diverses qualités d'huile moteur employées, le climat local, etc.

Comme retour de durée je peux te parler de mon expérience, ma xsara 1.9D (XUD9) a 90.000km à l'huile, en mono carburation à 100% d'huile sauf les quelques jours d'hiver où il fait vraiment froid où je mets peut etre 10% de gasoil.
Elle tourne comme une montre suisse, à vraiment la pêche pour un xud9, j'ai aucun a coups, trou à l'accélération ou bruits étranges.
Elle à 305.000km en tout, et vient d'avoir son CT.

Ma 205 a 100.000km à l'huile mais j'ai pété la distri donc j'ai du changer le moteur y a 50.000 km.

[JiPe38]

il n y a pas trop de bizness a faire derrière. C est un truc de prolo trimard option ecolo pas un sujet d étude de labo.

Raisonnement pas faux, mais au Burkina les trois quarts de la population sont des prolos trimards option écolo. Donc il y a du bizness derrière, à condition d'adapter le bizness au marché. Et quand il y a du bizness, ça motive à faire l'étude de labo nécessaire pour prendre les parts de marché. C'est une manière de voire l'action humanitaire

[JiPe38]

Comme retour de durée je peux te parler de mon expérience, ma xsara 1.9D (XUD9) a 90.000km à l'huile, en mono carburation à 100% d'huile sauf les quelques jours d'hiver où il fait vraiment froid où je mets peut etre 10% de gasoil.
Elle tourne comme une montre suisse, à vraiment la pêche pour un xud9, j'ai aucun a coups, trou à l'accélération ou bruits étranges.
Elle à 305.000km en tout, et vient d'avoir son CT.

Ma 205 a 100.000km à l'huile mais j'ai pété la distri donc j'ai du changer le moteur y a 50.000 km.

Donc un objectif de 1000 heures sans panne est réaliste. Si un échange standard moteur au Burkina me revient à 400 euros, cela veut dire que le coût des moteurs sera de l'ordre de 0,40 € par heure de fonctionnement du groupe, et s'il fait 20 kWh par heure cela va représenter 0.02€ par kWh, soit près de 10% du prix de vente de l'électricité. C'est beaucoup. L'idéal serait d'arriver à 2000h pour que le coût des moteurs soit 5% du coût de l'électricité.

Par contre, la main d'oeuvre locale étant bon marché, on peut envisager une maintenance préventive plus lourde que ce qu'on peut se permettre chez nous, par exemple démonter complètement le moteur toutes les 1000 heures décrasser à fond, changer quelques pièces d'usure, remonter. On le fait chez nous toutes les 2000 heures pour les avions. Peut être qu'en choisissant bien l'huile moteur, en veillant à la qualité de l'huile carburant, on peut monter à 2000 heures entre deux grandes révisions du moteur. Qu'en pensez vous ?

[JiPe38]

J'ai une demande particulière. Nous devons transporter un moteur assez rapidement entre le point d'enlèvement et nos locaux. Je suggère aux étudiants de faire un rack, à poser ou visser sur une palette, pour éviter de le niquer pendant le transport. Quelqu'un a fait un rack pour transporter un XUD et peut le montrer en photo ou donner des plans ? Dans le futur, il faudra bien envoyer des moteurs au Burkina, par exemple en container, donc ce truc sera à fabriquer en plusieurs exemplaires.

[morris]

Mon casseur qui fait partir tous les mois un container, ses gars mettent les moteurs de valeur sur palettes, c'est du sur-mesure en direct avec ta tronçonneuse et ta visseuse+ les vieilles ceintures automobile servant de sangle.

[papiroya]

Comme retour de durée je peux te parler de mon expérience, ma xsara 1.9D (XUD9) a 90.000km à l'huile, en mono carburation à 100% d'huile sauf les quelques jours d'hiver où il fait vraiment froid où je mets peut etre 10% de gasoil.
Elle tourne comme une montre suisse, à vraiment la pêche pour un xud9, j'ai aucun a coups, trou à l'accélération ou bruits étranges.
Elle à 305.000km en tout, et vient d'avoir son CT.

Ma 205 a 100.000km à l'huile mais j'ai pété la distri donc j'ai du changer le moteur y a 50.000 km.

Donc un objectif de 1000 heures sans panne est réaliste. Si un échange standard moteur au Burkina me revient à 400 euros, cela veut dire que le coût des moteurs sera de l'ordre de 0,40 € par heure de fonctionnement du groupe, et s'il fait 20 kWh par heure cela va représenter 0.02€ par kWh, soit près de 10% du prix de vente de l'électricité. C'est beaucoup. L'idéal serait d'arriver à 2000h pour que le coût des moteurs soit 5% du coût de l'électricité.

Par contre, la main d'oeuvre locale étant bon marché, on peut envisager une maintenance préventive plus lourde que ce qu'on peut se permettre chez nous, par exemple démonter complètement le moteur toutes les 1000 heures décrasser à fond, changer quelques pièces d'usure, remonter. On le fait chez nous toutes les 2000 heures pour les avions. Peut être qu'en choisissant bien l'huile moteur, en veillant à la qualité de l'huile carburant, on peut monter à 2000 heures entre deux grandes révisions du moteur. Qu'en pensez vous ?

Certains ont poussé l expérience jusqu a 200.000km a l' huile, et dans mes souvenirs, ça commence a coincer a ce kilométrage, segmentation collée même en iibp.
Je pourrai pas retrouver le post, mais je l ai lu sur le forum.
Perso ça me fait arriver a 400.000km, un kilométrage honorable pour mourrir. Si il y a rien d autre qui pète avant.

[JiPe38]

Certains ont poussé l expérience jusqu a 200.000km a l' huile, et dans mes souvenirs, ça commence a coincer a ce kilométrage, segmentation collée même en iibp.
Je pourrai pas retrouver le post, mais je l ai lu sur le forum.

C'est encourageant : 200 000 km ça fait plus de 2000 heures. Et si le seul problème c'est la segmentation collée, ça doit se résoudre avec un démontage et un nettoyage. Est ce que ce problème de segmentation collée ne serait pas propre aux gens qui tournent en mono-alimentation ? En bi, à chaque période où le moteur tourne au GO, surtout avant l'arrêt, ça doit filer un coup de nettoyage à la segmentation, non ?

[JiPe38]

Mon casseur qui fait partir tous les mois un container, ses gars mettent les moteurs de valeur sur palettes, c'est du sur-mesure en direct avec ta tronçonneuse et ta visseuse+ les vieilles ceintures automobile servant de sangle.

Si on expédie du moteur tout venant, c'est effectivement une bonne solution. Si on ne fait partir que des XUDou XUDT, tous identiques en partie bassse, on doit pouvoir rationnaliser ça. Il existe du matériel pour poser des sangles plastique, très utilisées en palletisation, je sais pas comment ça s'appelle. A mon avis ça doit mieux tenir que des ceintures de bagnole, qui sont toutes à enrouleur maintenant. Je retiens qu'on peut faire le proto à la tronçonneuse

Ton casseur expédie vers quel pays ?

[morris]

Au Maroc je crois.
Les enrouleurs de ceinture se prennent un coût de cutter direct dans les voitures.
Les "sangles" sont ensuite agrafées.