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Ramener le moulin à vent

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PHOTO: iStock / Thinstock

Une brise régulière fait tourner la roue de l'éolienne, entraînant le mécanisme de pompage de haut en bas dans le puits. Que l'eau soit profondément à l'intérieur du puits ou pas trop loin de la surface, le vent fournit la puissance nécessaire pour déplacer l'eau là où vous en avez le plus besoin.

«Peu de gens réalisent les moulins à vent à impact industriel fabriqués dans ce pays», explique Neal Yerian, propriétaire de Windmill-Parts.com. «Des rives orientales vers l'ouest, les moulins à vent alimentaient toutes sortes de machines pour les usines, les petites propriétés et les fermes.»

Les moulins à vent ont rendu une grande partie de l'Ouest américain habitable, où de vastes étendues de terre étaient dépourvues d'eau stagnante ou courante. Avec les moulins à vent, il était possible pour les premiers colons de soulever de l'eau à la surface pour un usage personnel et pour le bétail.

Selon Paul Tetrocchi, fondateur et copropriétaire d'American Windmill, le moulin Aermotor a également influencé la fabrication américaine. À une certaine époque, la société basée à Chicago vendait jusqu'à 10 000 unités par mois dans le monde.

Mécanique du vent et de l'eau

Indépendamment de la formation d'eau existante - puits, aquifère, étang ou rivière - un moulin à vent peut déplacer l'eau sans électricité.

«Les moulins à vent à eau jouent toujours un rôle important [dans les petites fermes]», déclare Chuck Bullock, de Farm & Ranch Windmill Service, LLC, une entreprise d'Inez, au Texas, qui perce des puits et installe des tuyaux, des tiges de pompe et des cylindres de pompe pour soulevez l'eau en utilisant l'énergie éolienne.

«Le puits lui-même est un trou étroit foré à travers la croûte terrestre», explique Bullock. «Le puits pénètre aussi profondément dans la Terre que nécessaire jusqu'à ce qu'il atteigne une source d'eau souterraine. Après le forage du puits, les murs sont renforcés et perforés afin que l'eau souterraine à proximité puisse s'infiltrer. »

La gravité fait monter l'eau jusqu'au niveau de la nappe phréatique souterraine, dans laquelle un tuyau de descente scellé est immergé pour que le vent puisse puiser.

Les moulins à vent déplacent l'eau à l'aide d'une roue ou d'un grand ventilateur au-dessus de la structure pour capter le vent, explique Bullock. Lorsque la roue tourne, l'énergie éolienne crée un mouvement alternatif de haut en bas qui alimente la pompe à cylindre, faisant remonter l'eau du sous-sol.

Bullock explique en outre que l'usine peut pomper l'eau dans un étang de rétention, un réservoir au niveau du sol ou un réservoir de rétention sur la tour. Les réservoirs de la tour sont généralement aussi hauts que le moulin à vent. En utilisant la pression hydrostatique, aka la gravité, l'eau du réservoir peut irriguer un jardin.

Depuis plus de 120 ans, cette stratégie a résolu efficacement le problème de l'accès à l'eau dans des endroits avec peu ou pas d'électricité.

Choisir votre moulin à vent

La sélection d'un moulin à vent commence par la compréhension de votre source d'eau, dit Tetrocchi. Pour aider ses clients à choisir leurs équipements, il demande des spécifications sur leurs puits: profondeur, niveau d'eau statique et débit d'eau. En plus de ces spécifications essentielles, il étudie les besoins en eau des clients sur une base quotidienne et hebdomadaire.

«Une fois que nous avons déterminé les besoins, nous pouvons dimensionner le moulin à vent», explique Tetrocchi. «Les moulins à vent peuvent pomper d'un demi-gallon par minute à des centaines de gallons par minute. Si vous voulez pomper des centaines de gallons, vous aurez besoin d'un grand moulin à vent avec un grand système de pompage. La plupart des utilisateurs d'éoliennes à pompage d'eau sont satisfaits de 2 à 20 gallons par minute pour remplir un étang ou un réservoir de stockage surélevé. »

Plus la roue de l’éolienne est grande, plus l’usine a de puissance pour pomper le volume d’eau.

«Une taille moyenne est une roue de 8 pieds. Cela peut facilement soulever l'eau du sol. Plus l’eau est profonde, plus la tête devra être grande », déclare Duane Miller, propriétaire du Miller’s Windmill Service dans le nord de l’Indiana. «La hauteur de la tour est également un problème. Pour un grand champ ouvert, la tour doit mesurer de 25 à 30 pieds de hauteur. Cependant, dans les zones boisées, il devra mesurer de 40 à 60 pieds de haut pour faire le travail.

Miller vend dans six États du Midwest et passe beaucoup de temps au téléphone à poser des questions aux clients sur leurs propriétés. Il utilise également Google Earth pour déterminer quel moulin à vent correspond le mieux à leurs besoins, circonstances et objectifs en balayant visuellement la propriété à la recherche d'obstacles, tels que des lignes d'arbres et des rouleaux ou des creux dans le paysage, qui pourraient nuire à l'efficacité d'une éolienne.

Il peut être difficile de soulever de l'eau des formations d'eau souterraines, et dans les zones où l'accès à l'électricité est coûteux, les moulins à vent sont une solution idéale.

Lorsqu'il s'agit d'abreuver le bétail, Bullock utilise un tableau pour déterminer les besoins en fonction des animaux individuels. Par exemple, une vache laitière peut boire jusqu'à 35 gallons d'eau par jour. Grâce à ces informations, il peut aider un client à déterminer la quantité d'eau nécessaire pour le nombre de vaches en production laitière.

Selon Bullock, les clients achètent également des moulins à vent au Texas pour aérer les étangs de stockage des poissons et de la faune. Dans ces cas, les moulins à vent sont une source supplémentaire pour maintenir le niveau d'eau dans un étang. Il existe de nombreuses variables impliquées dans l'installation d'un étang avec un moulin à vent pour pomper les eaux souterraines. Les moulins à vent pourraient avoir la capacité de fournir le volume d'eau nécessaire pour remplir un petit étang; cependant, un étang plus grand nécessitera un moulin plus grand et un plus gros cylindre entrant dans le puits. Ces deux éléments peuvent signifier que le pompage solaire est une approche plus rentable.

«Les gens veulent souvent des moulins à vent pour leur valeur esthétique, dit Bullock,« mais de façon réaliste, ils pourront peut-être faire plus avec l'énergie solaire. »

Bullock avertit les agriculteurs d'être prudents lorsqu'ils envisagent des moulins à vent pour les étangs. D'autres variables, telles que la vitesse du vent, devraient être prises en compte dans une décision. Dans des conditions de sécheresse, il peut être difficile de maintenir les niveaux de l'étang en raison de facteurs tels que l'évaporation, la taille de l'étang et l'absorption du sol.

Moulins à vent de bricolage

Les petits agriculteurs choisissent souvent des moulins à vent à petite échelle pour aérer un étang où l’électricité n’est pas facilement disponible. Vous pouvez même acheter des kits de bricolage à assembler, explique Cathy Whitiker, représentante du service à la clientèle et directrice adjointe de Natural Environmental Systems.

«Vous placez le moulin à vent près de votre étang, et des tubes sous-marins [connectés] aux pierres du diffuseur poussent l'air dans l'eau pour aérer l'étang», explique Whitiker.

La marque Outdoor Water Solutions est spécialement conçue pour déplacer l'eau dans un étang peu profond. Whitiker dit qu'un agriculteur averti en construction peut installer le moulin à vent en une seule journée ou un seul week-end, avec l'aide d'amis ou de voisins pour se tenir debout et ancrer le moulin fini.

«Ce qui est bien avec cette marque, c'est que lorsque le vent souffle trop fort pour l'usine, elle cessera de fonctionner», dit Whitiker. «Chaque fois que vous avez des vents violents, comme ici en Oklahoma, le moulin à vent s'arrête jusqu'à ce que la vitesse du vent revienne à un taux acceptable.»

Le moulin s'arrêtera de tourner lorsque la vitesse du vent soutenu dépasse 30 mph; il s'arrête en tournant la tête hors du vent jusqu'à ce que la vitesse du vent tombe en dessous de 28 mph. Si le moulin à vent tournait trop vite, cela pourrait endommager le diaphragme en haut du moulin où l'air est recueilli et poussé vers le bas dans l'étang pour l'aération.

Whitiker base ses recommandations de taille de moulin à vent sur l'emplacement de l'étang. Puisque ces moulins sont conçus pour aérer au fond de l'étang, l'emplacement de la tour détermine la hauteur de la tour. Si l'étang est dans un paysage plat, la hauteur devient une préférence esthétique pour l'agriculteur amateur.

Si l'étang est dans une vallée peu profonde, il peut être avantageux de placer le moulin sur une élévation et de faire descendre le tube dans l'étang. Un moulin plus haut serait également un choix viable, car les moulins plus hauts sont plus aptes à maximiser le vent disponible. Les moulins à vent aérés que Whitiker vend sont disponibles dans des hauteurs de 12, 16 et 20 pieds.

Renouveler l'énergie éolienne

Les moulins à vent sont un investissement, et une structure bien construite et entretenue peut durer bien au-delà de son objectif initial. Certains clients de Yerian achètent des moulins à vent usagés et prévoient de les remettre en service. En plus de restaurer des moulins à vent, il travaille souvent avec des personnes qui préfèrent entretenir leurs propres machines. Dans tous les cas, il les aide à obtenir des pièces encore disponibles, et fabrique et vend des pièces de rechange.

Vous pouvez utiliser les moulins à vent de nombreuses autres façons pour accroître la durabilité de votre ferme.

«Il y a des gens qui choisissent de vivre hors du réseau», dit Yerian. «Bien que ce soit encore un nombre relativement petit, l'intérêt continue de croître. Nous avons également vu un certain nombre de projets de travaux publics qui ont commencé à utiliser des moulins à vent pour pomper de l'eau pour l'irrigation. Par exemple, quelques écoles publiques dans les terrains de jeux aquatiques du Texas et le paysage environnant avec des moulins à vent. Ces moulins à vent particuliers ont un réservoir surélevé. Il est reconnu que les éoliennes sont toujours en cours d'entretien et peuvent être une forme significative d'énergie verte et renouvelable.

Qu'il s'agisse de fournir de l'oxygène pour l'aération des étangs ou de soulever l'eau souterraine à la surface pour l'irrigation ou l'abreuvement du bétail, les moulins à vent ont été et restent des machines agricoles précieuses. Ils ont été transmis de génération en génération, sont devenus des pièces de collection pour ceux qui s'intéressent à leur histoire et restent des outils actifs dans les fermes en activité d'aujourd'hui.


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