Roues à aubes

Yves,

Patience... C'est la première étape d'une série de 4...

Bonsoir a tous
Très intéressent tout cela Marcel , je vais suivre avec grand intérêt .
bonne soirée a tous
philbobo

Salut,

Deuxième étape de l’étude des roues : Détermination des pertes mécaniques dans les roues par frottements divers et variés.

Même installation mais cette fois avec la couronne des roues en prise directe sur le pignon de sortie du moteur…. Ratio de 4 entre vitesse moteur et vitesse des roues. Et on enregistre voltage, ampérage et RPM.

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De la lecture de ces enregistrements on en déduit la courbe de la puissance totale absorbée par l’ensemble Moteur + Transmission + Roues en fonction de la vitesse de rotation. Je ne suis pas allé au-delà de 450trs/mn (ça ronfle déjà pas mal…):

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Ce qui nous intéresse, c’est la puissance consommée uniquement par la transmission et la mécanique des roues. On reprend donc la puissance consommée à vide, par le moteur seul, mesurée à l’étape précédente et par soustraction on obtient le résultat recherché (on néglige la résistance de l’air et les faibles variations des pertes moteur avec un ampérage légèrement différent …):

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A partir de 250trs/mn, la puissance consommée augmente rapidement. Mais dans la plage de vitesse qui nous concernera sans doute, entre 100 et 280trs/mn, elle reste entre 1,2 et 1,5W.
Pour moi, c’est une bonne surprise ! Je craignais des pertes plus importantes au vu du nombre élevé d’articulations et paliers…
Bien noter que cette valeur n’est valable que pour ce type de roue et cet assemblage… Il dépendra beaucoup de la transmission, du type des articulations, des matériaux utilisés, de la précision de l’usinage, du montage et des jeux, etc…

Et le démarrage ??
En regardant le détail des enregistrements, on voit qu’à chaque démarrage on a un pic de courant correspondant à un appel de puissance. C’est visible aussi bien avec le moteur seul (c’est quand même une bête de 500grs) qu’avec les roues connectées :

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En procédant par soustraction comme précédemment, on peut en déduire qu’il y a au démarrage un appel transitoire de puissance autour de 4,5 à 5W pour mettre transmission et roues en rotation dans l’air. A comparer à une conso de 1,2 à 1,5W en régime continu à environ 100trs/mn. Ça paraît beaucoup… Ce pic est généré par la nécessité de vaincre l’inertie du système, mais va dépendre aussi grandement de l’accélération imposée pour passer de l’arrêt à 100trs/mn. Avec mon gros moteur, l’accélération est violente, la phase transitoire dure moins de 1/10ème de seconde…
Ce n’est donc pas représentatif de ce qui sera nécessaire pour démarrer avec une machine à vapeur.

Je pense que pour vérifier ce point, il vaut mieux revenir au couple de démarrage mesuré précédemment. Nous avions trouvé 0,3kg/cm.
- La source de ce couple est la force F générée par la vapeur sur le piston et exercée sur le maneton du vilebrequin excentré de L.
- Sur l’Endurant, les cylindres sont de Ø10,5mm et la course de 13,9mm. Ce qui nous donne à peu près 4,7cc de cylindrée. Et une excentricité du maneton de près de 7mm. Côté pression prenons 3bars mano à la chaudière et donc probablement autour de 2b en admission sur le piston.
Donc une surface de piston de 0,86cm2 et une force de 0,86 x2 =1,7kgf que l'on va réduire de 30% pour tenir compte des frottements et autres dans le moteur. Disons 1,2kgf.
Le couple dispo est donc de 1,2 x 0,7= 0,8kgf/cm (on néglige l'inclinaison de la tige du piston).
Pas de soucis, ça devrait démarrer !!! Et c'est le pire cas où au démarrage une seule face de piston est en phase d'admission franche.

Mais tout ça dépend de la pression réelle dans le piston actif ! Si ce n'est plus 2bars, mais 1 bar, le couple est divisé par deux... Et si on condense dans le piston il n'y a plus rien. Une fuite sur les pistons ou les presse-étoupes, même petite, va considérablement réduire la pression, le débit de nos petites chaudières étant assez limité...

On peut prendre le problème à l’envers : Il nous faut un couple de 0,3kgf/cm et donc avec une excentricité de 7mm une force de 0,4kgf. Et on peut en déduire une pression mini de démarrage sur les pistons de 0,5b corrigée à 0,8b pour tenir compte du rendement du moteur.

Voilà pour les pertes mécaniques de ces roues à aubes articulées. C’est, je pense, très acceptable… Nous avions un bon usineur…

Prochaine étape, mesures dans l’eau… Mais je dois d ‘abord passer les tambours et pontons à la résine… Tout ça va gentiment barboter…

Hello,
Je ne suis pas inquiet pour le démarrage car le couple maximum d'une machine à vapeur est précisément à la vitesse zéro (ce qui est très différent sur un moteur thermique). Une seule condition à cela : une étanchéité parfaite au niveau des presse-étoupe de tige et au niveau du piston. La raison est que le cylindre a tout son temps pour se remplir et la vapeur a également tout son temps pour que la pression puisse s'établir dans le cylindre à la même pression que la chaudière, malgré les restrictions diverses et variées (étranglement de la vanne registre notamment). Lorsque le moteur tourne l'ouverture des tiroirs est à son maximum d'ouverture seulement un court instant du fait du mouvement sinusoïdal imposé par l'excentrique. De ce fait la pression moyenne effective dans le cylindre est plutôt proche de 1/3 de la pression max qui est la pression de la chaudière.

Salut,

Oui JPA, il ne devrait y avoir aucun souci de démarrage et tu pointes très justement la partie la plus difficile du design & du réglage d'une machine à nos échelles: La délicate balance entre "frottements" et étanchéité des pistons et presse-étoupes... Et malheureusement, il est connu qu'à nos échelles les frottements ont une importance disproportionnée... Equation pas très simple à résoudre. Seule l'expérimentation et de solides mesures peuvent permettre de définir le meilleur compromis.

Salut,

Troisième étape de l’étude des roues : Détermination de la puissance consommée, roues dans l’eau et bateau fixe. Et ça devient intérressant…

On garde la même installation mais cette fois avec le bateau correctement lesté et dans l’eau. Toujours enregistrement des trois paramètres de base, voltage, ampérage et vitesse du moteur. Et toujours un ratio de 4 entre vitesse moteur et vitesse des roues.

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A partir de ces enregistrements, mes logiciels déterminent (lissage et moyennes) les puissances max à chaque palier de vitesse. Et on obtient une courbe de la conso complète :

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Et toujours par soustraction de la puissance consommée par le moteur à vide, on obtient la courbe de la puissance consommée uniquement par la transmission et les roues dans l’eau.

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• Ce test, son interprétation et ces graphiques appellent de nombreux commentaires et certaines réserves :
- Dès 100trs/mn, la poussée semble bonne et le bateau ne demande qu’à partir. Bon dans la baignoire il ne va pas bien loin mais la poussée est vraiment là.
- Jusqu’à 200trs/mn, la conso augmente de manière quasi linéaire avec la vitesse de rotation, puis beaucoup plus rapidement ensuite…
- Mais si l’on revient à l’enregistrement, on s’aperçoit qu’à partir de disons 150 ou 180trs/mn l’ampérage consommé fluctue énormément sur la durée d’un palier de vitesse. C’est tout à l’honneur des logiciels d’avoir réussi même dans ces conditions à sortir des valeurs max lissées qui paraissent OK !! Mais je n’ai aucune confiance dans leur représentativité.
- En effet, à partir de 180 à 200trs/mn, il y a une grande quantité d’eau à ressortir par les évents bas du tambour, en jet continu, et dans les dernières étapes, l’eau accumulée dans le tambour ressort même dans la coque, passant au-dessus de l’emboîtement de 25mm! Ce qui implique que le niveau de l’eau accumulée est au moins 25mm au-dessus du plan des pontons !
- Dans ces conditions, le tambour doit être converti « en tambour de machine à laver » et la majeure partie de la puissance ne sert qu’à brasser cette masse d’eau accumulée, sans peu d’effet propulsif ! Ce brassage extrêmement turbulent avec bulles d’air, tourbillons & bouchons d’eau doit être ce qui provoque ces appels de puissance erratiques et les oscillations de l’ampérage.

• Donc pour le moment, ne regardons que les mesures que je considère comme représentatives en dessous de 200tr/mn. Et nous pouvons recueillir des infos précieuses :
- Côté roue, à 100trs/mn la puissance consommée est de 5W ; à 150trs/mn de 8W et à 200trs/mn de 11W.
- Ces puissances sont celles que devra délivrer la machine à vapeur en sortie (mesure frein de Prony) aux vitesses « moteur » correspondantes, c’est à dire, avec la démultiplication de 4, respectivement à 400trs/mn, 600trs/mn & 800trs/mn.
- Les vitesses tangentielles des pales, à ces vitesses de rotation sont respectivement de 2km/h, 3km/h et 4km/h. Dans un monde sans pertes ni glissements, ce seraient aussi les vitesses du bateau et très largement suffisantes même si au final elles sont inférieures de 20 à 30%.
- En utilisant VapCalc, on peut calculer la puissance théorique que devrait délivrer un moteur de 4,66cc de bonne facture comme notre « Endurant » en gestation. Nous obtenons 6W à 400trs/mn, 9W à 600trs/mn & 12W à 800trs/mn. Pas d’énormes marges par rapport à la demande, mais ça devrait le faire…. Va falloir soigner le moteur… Et ne pas oublier qu’en navigation les puissances demandées seront probablement moindre, l’eau se déplaçant déjà dans le sens du mouvement des pales par rapport au bateau.

• Pour revenir sur cette histoire d’eau s’accumulant dans les tambours :
- Dès que la rotation devient un peu élevée, les pales entraînent quand même beaucoup d’eau. Nettement plus que ce que j’imaginais. Là-dessus, on ne peut pas jouer. C’est comme ça…
- L’espace entre les extrémités des pales et l’intérieur du tambour est de l’ordre de 5mm. On pourrait mettre un peu plus, mais ça ne changera pas la quantité d’eau entraînée.
- Le problème se situe au niveau de l’évacuation de cette eau. L’eau entraînée est projetée sur le tambour et ruisselle le long des parois. Très peu retombe à travers la roue. A vitesse de rotation élevée, elle n’a pas le temps de « dégoutter ». Cette eau descend donc au niveau du cadre support des roues (en noir sur l’image) et des pontons.

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Or dans le montage il existe peu de place pour que l’eau s’évacue, quelques mm autour du cadre support… Erreur de design… (Ouais, bon c’est ma première roue à aubes…). Il aurait fallu, je pense, laisser au mois 4 ou 5mm de marge supplémentaire entre le cadre support et le bas du tambour (l’espace entre les extrémités des pales et le cadre ne doit pas évacuer grand-chose, trop près des pales en rotation).

Considérant que ce phénomène ne devient un vrai problème qu’à des vitesses que je pense nous n’atteindrons pas souvent et pour éviter d’avoir à refaire les tambours et les pontons, je vais me contenter d’une modif assez simple à faire : Découpe du ponton sous l’emplacement du tunnel de service et découpe correspondante dans la boîte du tunnel (découpes en bleu sur les images):

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On ouvre ainsi une large vidange… Et si ça ne suffit pas je pourrais toujours sans trop de complications rajouter une boîte avec le même principe à l’avant des tambours.

Donc pour résumer ce premier test dans l’eau :
- La poussée des pales semble très satisfaisante. Les roues avec leurs pales concaves n’ont pas souffert durant le test. Toutes les articulations et axes sont restés bien en place.
- La puissance nécessaire va de 5W à 100trs/mn à 11W à 200trs/mn. Le moteur prévu devrait convenir.
- Les pales entraînent beaucoup d’eau et il faut en prévoir l’évacuation. Une modification est à faire…

Plutôt rassurant quand même dans l’ensemble. Je fais les modifs et un nouveau test en baignoire pour confirmer tout ça avant de passer en eau vive.

A+
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Superbe démonstration
En navigation avec la composante vitesse, tu ne penses pas que moins d eau remonte dans les carénages de roue ?

hello!
Voilà une étude des plus interessantes!
La courbe de puissance étant trésraisonnable dans le range qui nous intéresse =< 200 RPM.
Concernant la remontée d'eau , puisque tu a pris ton bain annuel et que la baignoire est encore pleine, peux-tu nous faire une essai en relevant les coffres de roues de 5 @ 10 mm afin de voir s'il y a une différence dans l'évacuation d'eau sur les cotés.
Il y aura toujours de l'eau entrainée par la force centrifuge des roues mais avec un espace suffisant, cela permettra peut être de retomber sans gicler partout !
sinon, va falloir revoir l'étanchéité des flancs ! ....... ou faire des ouvertures sur l'arrière des coffres pour créer une force de réaction !
Bonne journée!

scyllias91 a écrit:
En navigation avec la composante vitesse, tu ne penses pas que moins d eau remonte dans les carénages de roue ?

C'est possible que le phénomène soit un peu moins marqué, mais je ne pense pas que cela changera grand chose. L'eau sera malgré tout entraînée par les pales et ensuite il faut bien qu'elle s'évacue... Et si comme dans mon cas les espaces d' évacuation sont trop faibles, elle continuera à s'accumuler.
Un problème tout bête à régler lors de la construction puisqu'il suffit d'augmenter le passage dans les pontons. Après un peu plus compliqué....

Hello,
Les roues marchent comme des pompes centrifuges ! Il n'y a pas que les pales qui entraînent de l'eau, toute la structure de la roue participe à cet entraînement et plus la roue est enfoncée dans l'eau plus elle en entraîne à l'intérieur du tambour. L'idéal serait que seule l'extrémité inférieure des pales pénètre dans l'eau. Les caissons qui supportent les fixations des cadres métalliques agissent comme des réservoirs où l'eau s'accumule et à du mal à s'évacuer. Il faut mettre des écrans (baffle in english) qui prolongent le bordé à l'intérieur des tambours et qui viennent recouvrir le bordé sur environ 10 mm. Je pense au contraire que l'enveloppe du tambour doit coller au maximum à la roue. Les essais de calcul de puissance absorbée sont très intéressants.

Voici une vue de l'intérieur d'un tambour de roue à aube du vapeur "Ticonderoga". On voit que la roue est vraiment enfermée dans un caisson qui laisse très peu de jeu entre les pales et les parois du tambour. A gauche la paroi en bois située à l'extérieur du bateau, à droite le bordé en acier du bateau. On voit que le tambour est complètement fermé, jusqu'en haut, avec très peu de jeu de chaque côté.
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KBIO a écrit:hello!
Concernant la remontée d'eau , puisque tu a pris ton bain annuel et que la baignoire est encore pleine, peux-tu nous faire une essai en relevant les coffres de roues de 5 @ 10 mm afin de voir s'il y a une différence dans l'évacuation d'eau sur les cotés.
Il y aura toujours de l'eau entrainée par la force  centrifuge des roues mais avec un espace suffisant, cela permettra peut être de retomber sans gicler partout !

Si tu conserves les emboîtements relativement étanches à la base, surélever le tambour ne servira à rien, l'eau accumulée ne s'écoulera toujours pas. Ou alors tu surélèves avec une espèce de grille ou un truc à clairevoies et tu laisses l'eau couler sur les pontons...
Comme l'explique JPA je pense qu'il est inutile et peut-être néfaste de laisser trop d'espace....
La face externe de nos tambours est assez proche du bout des pales. Elles sont également assez proche de la coque (2 à 3mm) sur la moitié inférieure. Par contre de par le design des parties des tambours coté intérieur du bateau en partie haute, là il y a beaucoup d'espace...
Je fais mes modifs et je vous tiens au jus...

Merci pour ces différentes mesures et l’étude des remontées d'eau .
Pas simple parce que plusieurs phénomènes interfèrent mais ça va me servir pour la mise au point de mon patouillard.

Salut!
Ayant profité d'une fenêtre pendant laquelle mon téléphone fonctionne , j'ai appelle notre ami BOBINO  qui m'a fait part d'un truc qu'il employait pour éviter que la roue ne se bloque au démarrage.
Afin de contrer ce pic de puissance demandé au démarrage , il donnait un coup en arrière et immédiatement en avant.
Ce qui fait que la courte inertie emmagasinée suffisait à faire rouler la roue sans problème!
Pas bête comme méthode , n'st-il pas ?
Bonne soirée !

Salut,

Voilà donc le second test dans l’eau, bateau fixe, avec les modifications pour tenter de résoudre le problème d’accumulation d’eau dans les tambours.

Côté modifications :
- J’ai ouvert un large passage dans le flanc de la partie arrière du tambour et j’ai découpé tout aussi largement le ponton sous le tunnel d’accès. On crée ainsi une large voie d’évacuation pour l’eau.
- J’ai gratté ce que je pouvais autour du cadre support, là aussi pour augmenter les passages de chaque côté de la partie cylindrique des tambours.
- J’a diminué l’épaisseur du renfort de bas de tambour en façade qui devait gêner le ruissellement.

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Et avec ça, retour en baignoire ! Ça va nettement mieux !!!

- Jusqu’à 200 tours/mn à la roue, il n’y a plus d’eau à sortir par les ouïes du tambour. Au-delà, un ruissellement en façade, mais rien de comparable aux jets que j’avais avant modif…
-Les enregistrements sont nettement plus propres et exploitables. Les monstrueuses oscillation d’ampérage ont disparu.

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L’écoulement de l’eau le long de la coque est très propre, sans tourbillons ni bulles… Ca pousse dur !

Voilà donc la nouvelle courbe des consos versus vitesse de rotation des roues:

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Et excellente nouvelle, la demande de puissance a baissé de manière significative, de plus de 2W à basse vitesse à 6W à 300trs/mn ! Cela confirme bien qu’avant modifs, le brassage de l’eau accumulée dans le tambour consommait beaucoup d’énergie sans aucun effet propulsif…

J’ai répété les mesures mais avec les roues tournant en sens inverse, c’est à dire en marche arrière :

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La consommation est nettement moins élevée qu’en marche avant. Ce qui veut dire que l’on transmet moins d’énergie à l’eau déplacée et on vérifie bien que dans ce sens les pales sont moins efficaces. Normal, nous avons dans ce sens un profil bombé alors qu’en marche avant les pales sont concaves.
Je m’étais demandé lors du dessin de la roue si des pales concaves avec rebords plus complexes à fabriquer valaient la peine par rapport à des pales simples plates et si à notre échelle on verrait la différence… Je pense que nous avons là la réponse :
- En marche avant, conso de 7,2W à 150trs/mn (pales concaves)
- En marche arrière, conso de 4,7W à 150trs/mn (pales bombées)
On consomme moins en MAR, mais ça veut aussi dire que l’on transet moins d’énergie à l’eau.
En estimant qu’avec des pales plates, l’effet serait moitié moindre, on aurait autour de 1,2W de gain avec des pales concaves par rapport à des pales plates, soit un gain autour de 20%... Gain qui correspond grosso-modo dans ce que j’avais trouvé dans de vieux grimoires pour des roues « grandeur ».

Donc pour résumer cette manip :
- Il est essentiel de s’assurer que l’eau entraînée par les pales puisse s’évacuer facilement.
- La marche arrière bien que moins efficace que la marche avant devrait être suffisante pour manœuvrer confortablement.
- Faire des pales concaves avec rebord apporte un gain non négligeable.
- Les besoins en puissance sont résumés dans le tableau ci-après. (Bateau fixe)

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Prochaine étape en eau vive et navigation… Mais je dois d’abord câbler gouvernail et propulseur d’étrave et sécuriser les 5kg de lest… Et attendre un jour à la météo clémente...
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Merci Rookie,
C'est vraiment une étude passionnante et qui aboutit à des conclusions pratiques.
Quelles sont les dimensions de l'espace libre entre les pales et le support ?

Vivement une vidéo en navigations !

Bonsoir!
Effectivement , ton espace entre le coffre et les pales tient plus du profil d'une pompe avec efficacité maximum que du profil adéquat pour permettre l'écoulement de l'eau et ne pas entraver la bonne marche de la roue!
Bien évidemment, je me suis empressé d'aller voir si j'avais le mème problème !!!
Non! J'ai un espace bien supérieur au tien et je ne devrais pas avoir besoin de modifier le coffrage ! Ouf !
On verra malgré tout à confirmer ça in situ quand la chaloupe sera armée!
Tes mesures sont intéressantes et on constate qu'à 100 RPM / 2,7 W - on ne doit pas brasser grand chose , donc ne pas avancer beaucoup! 150 RPM comme ce que nous avions envisagé semble bien être la bonne rotation. On verra si avec une rotation supérieure on gagne en vitesse ou si on bouffe de l'énergie pour pas grand chose !
C'est là que le profil de la coque rentre en jeu !
C'est bien interessant tout ça !
Merci de nous mâcher le travail !


Quelles sont les dimensions de l'espace libre entre les pales et le support ?
C'est comme l'histoire de temps que met le canon à refroidir !
Je plaisante ! La distance doit être la mème que celle qu'a Rookie , dans la mesure où il n'a plus d'écoulement après élargissement de quelques mm.

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KBIO a écrit:Bonsoir!
Bien évidemment, je me suis empressé d'aller voir si j'avais le mème problème !!!
Non! J'ai un espace bien supérieur au tien et je ne devrais pas avoir besoin de modifier le coffrage ! Ouf !

Yves,
- Oui tu as un espace qui semble confortable entre le cadre support (noir) et la découpe des pontons... Mais tout dépend de la façon dont tu as réalisé l'emboîtement du tambour sur le ponton. Si le diamètre du tambour est effectivement à peu près de la largeur de la découpe dans le ponton alors c'est tout bon. Mais si en fait il est nettement plus petit et que l'espace est couvert par ton système de recouvrement/emboîtement, il ne set pas à grand chose. Dans ma modification, j'ai légèrement agrandi ces passages. Mais je pense qu'ils ne contribuent que très peu à l'évacuation de l'eau étant couverts et le diamètre de mon tambour étant en fait plus petit que la largeur du cadre support noir... Le principal effet est celui de la large ouverture à l'arrière..
- Pour la vitesse on verra, mais à 100trs/mn ça pousse déjà bien...

Didier 94 a écrit:Merci Rookie,
Quelles sont les dimensions de l'espace libre entre les pales et le support ?

Je n'ai pas de réponse exacte à te donner. Dans mon montage l'arête intérieure du cadre support (noir) est à environ 4mm des bords des pales longitudinalement... Et il y a de nouveau environ 3mm entre le cadre et le ponton. Très insuffisant de toute évidence. Ce montage avec un cadre support permet un montage/réglage des roues extrêmement facile, mais j'aurais du laisser beaucoup plus d'espace en longueur....
En essayant de comprendre l'erreur de conception, j'ai repris un certain nombre d'images de bateaux, réels ou maquettes:

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On constate que tous laissent pas mal d'espace à l'avant et à l'arrière des pales, soit avec:
- Une forme en bicorne;
- Une queue allongée;
- Une position axe/plat bord qui fait que seul au max le 1/3 supérieur de la roue est couvert par le tambour;
- Un tambour n'épousant pas la roue mais montée dans un large compartiment (bateaux lac Léman).

J'avais zappé tout ça en le mettant simplement au compte d'effets de style.... Et voulant faire une chaloupe et pas un ferry ou autre je voulais garder des pontons de taille raisonnable et j'avais donc serré au plus près les tambours...

Je pense que longitudinalement, à l'avant et l'arrière des pales, il serait bon de laisser de 10 à 20mm totalement libres avec sans doute 15mm une bonne moyenne.
Transversalement, il est préférable de garder l'extrémité des pales très près du bordage pour guider les filets d'eau et éviter une dispersion latérale.
Transversalement dans le tambour il n'y a aucune raison de laisser beaucoup d'espace non plus que sur le diamètre. Quelques mm doivent suffire...

Mon analyse, mais sans garantie...

Merci Rookie,
Il est juste temps que je vérifie sur le mien avant qu'il ne soit trop tard...
De mémoire je crois que je n'ai que 5 mm devant et derrière.
Bonne journée

Salut,

La coque est prête pour sa première navigation en eau vive...
Un joli foutoir dans le câblage et du lest dans tous les coins... Mais ça devrait le faire...

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Reste à attendre une météo clémente et la disponibilité d'un cameraman...

A+
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Accu. 12 volt 8000mah pour une puissance de 7 W, prends un fauteuil des bières et invite des amis la journée va être longue.

Et mème pas une goutte d'huile qui peu !
Allez! C'est pour la bonne cause!
A+

Hello,
L'étude sur la puissance absorbée est très intéressante et permet de voir où on peut grapiller quelques Watts supplémentaires. Je me pose un peu des questions sur l'utilité d'avoir un si grand volume ouvert sur le côté des roues à aubes. Sur tous les navires propulsés par des roues latérales, celles-ci sont toujours enfermées dans les tambours avec des flancs situés au plus près des aubes. La différence de comportement des roues sur les navires réels et les modèles réduits tient au fait que sur un navire réel les roues tournent très lentement et l'eau entraînée dépasse rarement la hauteur de l'axe de ces roues. Sur un modèle réduit les roues tournent beaucoup plus vite et entraînent l'eau  facilement jusqu'en haut des tambours.
Sur les schémas que je proposent on voit en figure 1 que l'eau se trouve piégée dans le grand volume à côté de la roue. Il faut donc pouvoir évacuer toute cette eau qui représente en totalité un gaspillage d'énergie. Sur la figure 2, l'écran situé au ras des aubes oblige la totalité de l'eau à sortir soit par le centre soit sur l'avant de la roue.
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Sur la figure 3 on voit qu'une partie de l'eau entraînée par la roue retombe au centre de celle-ci et une autre partie s'évacue sur l'avant. On peut considérer que l'eau entraînée du point A au point B constitue une consommation d'énergie en pure perte. Par contre le volume d'eau qui s'écoule du point B au point C contribue à faire tourner la roue tout comme une roue de moulin alimentée par au-dessus. On peut donc considérer que l'on peut ainsi récupérer une (petite) partie de l'énergie dépensée par toute cette eau en mouvement.
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