Réduction des lubrifiants minéraux
Les lubrifiants sont utilisés dans les mécanismes pour réduire la friction et l'usure et aussi permettre l'évacuation de la chaleur.
On utilise de l'huile dans les paliers guides et de butées de même que pour actionner les servomoteurs hydrauliques. Cette huile circule en boucle dans les systèmes, est filtrée de façon continue et toute fuite est idéalement corrigée rapidement. Normalement, il n'y a pas de consommation d'huile.
Toutefois, dans les roues de type Kaplan, le moyeu est rempli d'huile et il peut y avoir une fuite au joint entre les tourillons de pales et le moyeu. Sa réparation devient une intervention majeure qui demande l'arrêt du groupe pour une certaine période de temps. Ce risque est le plus important en ce qui concerne l'huile.
La graisse est aussi utilisée pour les joints du mécanisme de vannage et les paliers guides des directrices. Le graissage s'effectue de façon continue et la graisse ainsi consommée se trouve en grande partie libérée dans l'eau. C'est une source de pollution importante.
Il devient donc pertinent de s'attarder à la réduction de l'utilisation des lubrifiants minéraux.
Méthode : Généralisation de l'utilisation des auto-lubrifiants
Les auto-lubrifiants sont des matériaux composites à base de polymère, de graphite et de bronze qui permettent le glissement des mécanismes dans l'air ou l'eau ambiante. Ils ne produisent que très peu de déchet. Ils sont utilisés depuis les années 80.
Méthode : Palier hydrostatique à l'eau
L'eau peut être utilisée comme lubrifiant dans des dispositifs qui ont été conçus à cet effet. Le palier hydrostatique à l'eau fait partie de ceux-ci.
Il s'agit d'un palier dont le lubrifiant est de l'eau filtrée et pressurisée. S'il y a une fuite, il n'y a donc pas de pollution.
De fait, on utilise ce palier pour une fonction additionnelle au guidage, il agit aussi comme joint d'arbre. Il en résulte une conception élégante, compacte et efficace.
Cependant, il ne peut être utilisé sur toute la gamme des machines. Il est recommandé sur les petites machines à cause de leur vitesse de rotation plus importante.
Comme illustré sur la figure suivante, le palier à l'eau, en plus d'éliminer l'huile, présente de nombreux avantages en permettant une conception plus simple, plus rigide et plus efficace.
Méthode : Moyeu de Kaplan sans huile
Comme déjà mentionné, la problématique des fuites d'huile des roues Kaplan est un phénomène susceptible de se produire à plus ou moins brève échéance à cause de l'usure normale.
Le moyeu d'une roue Kaplan est constitué d'un mécanisme actionné par un servomoteur hydraulique. D'autre part, ce mécanisme est dans un volume non pressurisé rempli d'huile. Or, c'est cette huile qui peut fuir par les joints aux tourillons des pales. Le principe de cette solution est de remplacer l'huile par de l'eau et d'utiliser des paliers et des joints d'étanchéité compatibles avec ce lubrifiant. L'eau est traitée chimiquement pour limiter la corrosion et une protection est appliquée aux composants susceptibles de s'oxyder.
Il faut noter qu'avec cette solution, le servomoteur reste avec de l'huile dans l'espace pressurisé mais il ne présente pas réellement de risque de fuite. De plus, avec un dispositif de contrôle de la présence d'huile dans cette eau, les fuites beaucoup plus rares au servomoteur sont détectées.
