Chaire associée : OXALIA
L’idée de ce projet est née en 2025, à l’occasion du centenaire de l’Exposition internationale de la Houille Blanche et du Tourisme à Grenoble. L’objectif est de créer, avec les étudiants de l’école d’ingénieurs Grenoble INP – Ense3, UGA, une maquette de centrale hydroélectrique qui puisse être utilisée comme démonstrateur dans le hall de l’école, dans les locaux de la société ARTELIA et dans les musées liés à l’hydroélectricité, comme la maison Bergès, le musée Hydrélec (Grand Maison) ou la Casemate à Grenoble, par exemple.
Comment expliquer concrètement la production d’électricité à partir de l’eau tout en rendant visibles les phénomènes hydrauliques qui la rendent possible ?
Dans le cadre de deux challenges de l’innovation (en 2025 et 2026), deux équipes d’étudiants de Grenoble INP – Ense3, UGA ont développé une maquette de centrale hydroélectrique afin de proposer un outil d’exposition pérenne, fonctionnel et accessible à différents publics. Le projet s’appuie sur le fonctionnement d’une centrale de haute chute et prend comme référence le barrage de Grand’Maison, en Isère. Il répond à un double enjeu : illustrer la compréhension scientifique des lois de similitude hydraulique et proposer un support de vulgarisation attractif sur l’hydroélectricité.
Objectives:
• étudier la similitude hydraulique entre le modèle réduit et une installation réelle ;
• concevoir, dimensionner, imprimer et tester une turbine adaptée à la maquette ;
• améliorer la fiabilité, la sécurité et l’esthétique du dispositif ;
• faire de la maquette un outil de démonstration capable d’expliquer la conversion de l’énergie hydraulique en électricité à des publics variés.
Descriptif du projet 2026 :
Le projet a combiné étude scientifique, conception numérique, prototypage et fabrication. L’équipe a d’abord analysé des barrages existants et les différents types de turbines, puis retenu une turbine Pelton, cohérente avec une installation de haute chute. Une étude de similitude fondée principalement sur le nombre de Froude a permis de comparer la maquette au barrage de Grand’Maison et de préciser les limites de la transposition à petite échelle. Plusieurs configurations de buse ont été testées afin d’évaluer leur effet sur le débit, la vitesse du jet et la puissance hydraulique disponible. Les essais ont conduit à retenir un fonctionnement sans buse, plus efficace à l’échelle de la maquette. En parallèle, la première version du dispositif a été numérisée par photogrammétrie, puis remodélisée sous Blender. Une nouvelle turbine a été imprimée en 3D et intégrée à une installation enrichie d’un barrage, d’une conduite forcée, d’un relief montagneux et d’un village miniature. La rotation de la turbine entraîne une génératrice qui alimente les LED des quatre maisons. Trois supports de médiation ont enfin été conçus pour les enfants, le grand public et les publics techniques.
Impact attendu :
• Pédagogie : rendre observable toute la chaîne de conversion de l’énergie de l’eau en électricité.
• Culture scientifique : expliquer l’hydroélectricité et les lois de similitude avec un support concret et interactif.
• Formation : mobiliser des compétences en mécanique des fluides, modélisation 3D, prototypage, expérimentation, gestion de projet et achats.
• Valorisation : disposer d’un objet d’exposition robuste, esthétique et utilisable auprès d’enfants, d’adultes, d’étudiants et d’ingénieurs.
• Sensibilisation : présenter les atouts de l’hydroélectricité tout en rappelant les limites environnementales, hydrologiques et techniques associées aux barrages.
Les acteurs du projet
Associated organizations :
• Grenoble INP – Ense3, UGA : cadre pédagogique du Challenge de l’innovation et appui à la réalisation du projet.
• Chaire OXALIA : Idée originale, conceptualisation et soutien à l’achat des matériaux.
• FabLab : conseils techniques et mise à disposition de ressources et de matériaux pour la fabrication.
Équipe 2025 :
- Étudiants : Mathis KASPROWICZ, Quentin RUBIN, Juliette LERDA, Najoua AAMER, Antoine FRESSARD, Théo VASSEUR, Theo SANGLIER, Tim-Théo LOFFICIAL
- Encadrants : Julien Chauchat et Alban Gilletta de Saint Joseph.
Équipe 2026 :
- Étudiants : NTOUGOUNG DJOULDE Mac-Laurel, TORRES-DUQUE ROBLES Enrique, DUONG Vu-Quynh Anaïs, CHERMANT Noam, DETRUGE Vincent, MARTIN Mathis, CLUZEL Louis, VEYS Alexis
- Encadrants : Julien Chauchat et Stefan Hoerner
Chiffres clés et ressources
Chiffres clés / faits marquants du projet :
- 1000 H de travail réalisées par les étudiants dans le cadre du projet.
- Une maquette fonctionnelle de 1,50 m de haut, 1,55 m de long et 1,08 m de large.
- Une hauteur de chute d’environ 0,75 m et une turbine Pelton de 11 cm de diamètre.
- Un débit de 0,55 L/s dans la configuration finale.
- Une puissance hydraulique mesurée à environ 4W : éclairage par LED de quatre maisons miniatures grâce à l’énergie produite.
- Trois affiches de médiation adaptées aux enfants, au grand public et aux publics techniques.
Planification :
• Analyse de la maquette existante, étude des barrages et choix de la turbine.
• Étude de similitude hydraulique et dimensionnement du dispositif.
• Numérisation par photogrammétrie et modélisation 3D sous Blender.
• Impression et essais de la turbine, puis optimisation de la configuration hydraulique.
• Achats de matériaux en mars 2026 et réalisation du décor, de la protection transparente et des éléments mécaniques.
• Tests fonctionnels, finalisation de la maquette et création des supports de médiation.
Publications associées : Rapport final du projet d’ingénierie « P06 – Dam : Concevoir et construire un modèle réduit d’une centrale hydroélectrique », Grenoble INP – Ense3, Challenge de l’innovation.
