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Guillaume &
Mikajoh

Les moulins à eau et les moulins à marée

Le moulin à eau est connu en Europe depuis l'Antiquité et est plus ancien que le moulin à vent.
Principe : un courant d'eau actionne une roue. L'axe de la roue transmet l'énergie mécanique ainsi obtenue.


Le moulin de Braine-le-Château
creative common,
auteur : Jean-Pol GRANDMONT

 

 

 

 


Schéma de la machine bielle/manivelle de Hiérapolis pour le sciage de la pierre
creative common, auteur : chris 論

La plus ancienne machine à eau connue est représentée sur un bas-relief du IIIe siècle après J.-C. à Hiérapolis en Turquie. Elle utilise un système de bielles et manivelles actionnant deux scies destinées à couper de la pierre.
Au Moyen-Âge, le moulin à eau se développe à partir du IXe siècle : l'utilisation de l'énergie hydraulique plutôt qu'animale ou humaine permet une productivité sans comparaison avec celle de l'Antiquité. Chaque meule d'un moulin à eau peut moudre 150 kg de blé à l'heure ce qui correspond au travail de 40 esclaves.

 

Dans la majorité des cas la roue à aubes est verticale (axe horizontal) : en dirigeant l'eau au-dessus de la roue, c'est la chute de l'eau qui transmet son énergie à la roue ; l'usage de roues à godets permet un rendement supérieur.
L'eau peut aussi arriver sous la roue, pour lui transmettre une partie de son énergie cinétique. Dans un moulin au fil de l'eau, c'est le courant du cours d'eau ou du bief qui entraîne la roue à aubes par sa partie inférieure.
Au commencement du XIXe siècle, il y avait en France plus de 75 000 moulins et usines hydrauliques fonctionnant avec des roues traditionnelles et il en restait encore 50 000 au début du XXe siècle.

 

Schéma classique d'un moulin à eau destiné à la mouture du grain.
creative common, auteur : Gilbert Bochenek

On reconnaît ici les différents éléments décrits par Jacques Bullot dans le livre.

 

Dans certaines installations, l'eau nécessaire au fonctionnement est amenée par une conduite dans une cuve attenante au moulin et stockant cette eau. L'énergie produite par un moulin à eau est utilisée localement.
Elle est transmise et démultipliée mécaniquement à l'appareil à mouvoir par l'intermédiaire d'engrenages ou de courroies.



Moulin Saulnier à réserve d'eau (1872) de l'ancienne chocolaterie Meunier à Noisiel, Seine-et-Marne
creative common, photo : Myrabella
 

creative common, photo : Gabor Eszes

Site typique d'un moulin à eau.
On voit à droite, derrière le pont, le canal de dérivation amenant l'eau à la roue.
La rivière coule en contrebas. La hauteur dont on tient compte pour le calcul de l'énergie disponible correspond ici au diamètre de la roue.

 

Les moulins à eau étaient utilisés pour de multiples usages avant l'ère industrielle :
- mouture des céréales qui est l'usage le plus ancien
- extraction de l'huile des oléagineux (noix, colza, etc.)
- l'industrie forestière, les scieries
- le textile : foulons, métiers à tisser
- l'industrie métallurgique : meules, forges, marteau-pilon
- entraînement de pompes
- l'industrie papetière : défibrer les chiffons détrempés en pâte à papier en actionnant des pilons munis de pointes et mouvement de la machine à papier.
Le moulin à eau, comme le moulin à vent, a été supplanté au XIXe siècle par l'arrivée de la machine à vapeur puis par le moteur électrique.

Un moulin à marée est un moulin à eau qui utilise le phénomène des marées pour fonctionner. Ils sont généralement situés dans les estuaires, suffisamment protégés des vagues mais assez proches de la mer pour obtenir une amplitude de marée raisonnable. En Europe, ce type de moulin existe depuis le Moyen-Âge.

 

Un moulin à marée est constitué d'une digue comportant des vannes à sens unique. La digue isole une petite baie ou une partie d'un estuaire, afin de former derrière elle un bassin de retenue.
À marée montante, la mer remplit le bassin. Lorsque la marée recommence à descendre, les vannes se ferment et empêchent le bassin de se vider.
Au cours de la marée descendante, quand la différence entre le niveau du bassin et de la mer est suffisamment important, les vannes sont ouvertes : l'eau du bassin se déverse alors dans la mer en actionnant la roue du moulin.


Le moulin à marée de l'Ile d'Arz
dans le golfe du Morbihan
creative common, auteur : Efbé

 

Le moulin à marée d'Olhão au Portugal
creative common, auteur : Marc Ryckaert

A cause de son mode de fonctionnement, le moulin à marée ne peut fonctionner que durant une partie de la journée, lorsque le niveau de la mer est plus bas que celui du bassin, par exemple 6 heures toutes les 12 heures. Cette durée est plus courte lorsque le coefficient de marée est faible.

 
Contrairement aux autres types de moulins, l'énergie produite par le moulin à marée ne dépend pas de phénomènes météorologiques (vent, précipitations). En revanche, le moulin à marée nécessite des investissements plus importants (construction d'une digue).
Les moulins à marée se répandent au Moyen Âge sur tout le littoral européen : en Écosse, au Pays de Galles, en Angleterre, aux Pays-Bas, en Belgique, en France, en Espagne et au Portugal. Au XVIIIe siècle, Londres compte 76 moulins à marée, dont deux sur le pont de Londres.
Au XIXe siècle, 750 moulins à marée fonctionnent sur les côtes atlantiques, dont environ 300 aux États-Unis, 200 au Royaume-Uni et 100 en France.
Au XXe siècle, l'utilisation de moulins à eau décline rapidement. En 1938, une étude indique que sur les 23 moulins à marée restant en Angleterre, seuls 10 fonctionnement encore par leur propres moyens.
 
Le principe du moulin à marée est utilisé dans le cadre des usines marémotrices. L'usine marémotrice de la Rance, construite en 1967 et qui produit 500 GWh/an d'électricité, exploite ce principe.
Cette usine reste un exemple isolé car peu de sites permettent la construction d'un établissement de cette taille. Par ailleurs Les impératifs de préservation des sites naturels dans les sociétés occidentales rend aujourd'hui difficile la construction d'une telle installation en bord de mer (cas du Golfe du Morbihan).

L'usine marémotrice sur la Rance
(Ile et Vilaine )

creative common, auteur : User:Dani 7C3
 

Le savais-tu ?

La machine de Marly est un gigantesque dispositif de pompage des eaux de la Seine, construit sous le règne de Louis XIV, utilisant le principe des moulins à eau. Elle était destinée à alimenter en eau les jardins du château de Marly et le parc de Versailles.
Construite entre 1681 et 1682, elle ne parvint jamais longtemps à fournir le débit attendu, mais fonctionna 133 ans avant d'être remplacée en 1817 par plusieurs pompes successives plus performantes, jusqu'à des électro-pompes en 1968. Celui-ci fournit une puissance de 760 cv pour 1 100 m3 refoulés par heure. Actuellement, en heures de pointe, le refoulement atteint 5 500 m3 par heure ; il fournit environ 22 communes, dont Versailles. Consulte la vidéo expliquant le fonctionnement de la machine.

 
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