L’eau en mouvement a beaucoup d’énergie. Seulement six pouces (15 centimètres) d’eau courante peuvent emporter une petite voiture. Une roue hydraulique est une première tentative réussie d’exploiter l’énergie de l’eau courante et de la mettre à profit par l’homme. Une roue à eau est une roue avec des pagaies ou des seaux qui y sont attachés. L’eau s’écoule sur les palettes ou les seaux, provoquant le mouvement de la roue et permettant le transfert d’énergie pour effectuer le travail.
Les roues hydrauliques sont utilisées depuis des millénaires. En fait, il existe des preuves qu’ils étaient utilisés dès 4000 avant JC. Un écrivain grec, Antipater, a mentionné une roue hydraulique dans l’un de ses ouvrages. Des preuves de roues hydrauliques peuvent être trouvées partout dans le monde, y compris en Italie, en Inde, en Chine et dans les Amériques. Peu importe où elles se trouvent, les roues hydrauliques sont généralement classées en trois catégories : la roue horizontale, la roue dépassant et la roue inférieure.
Une roue horizontale est considérée comme la première forme de roue à eau. La roue elle-même est généralement placée sur le sol d’un moulin ou partout où elle est utilisée. On laisse ensuite couler rapidement de l’eau courante dessus, heurtant les palettes et faisant tourner la roue. La meule tournante est fixée par un axe vertical à la meule supérieure, qui tourne et meule la meule contre une meule inférieure fixe. C’est la forme de roue hydraulique la moins efficace.
La roue hydraulique sous-jacente est plus efficace. Ce type de roue verticale peut être utilisé lorsque le paysage est plat. La force de l’eau pousse les palettes sous la roue, la faisant tourner. Une variante de ce type de roue, bien que parfois classée comme son propre type, est la roue de brassage. Avec ce type de roue, l’eau frappe les seaux près – ou juste au-dessus – du centre de la roue.
Utilisant environ 63 % de l’énergie de l’eau, la roue à débordement est le type de roue à eau le plus efficace. Une roue backshot est une variante de ce type. Cette roue verticale utilise l’eau qui coule sur la roue pour la déplacer. Ainsi, non seulement la roue se déplace avec la puissance de l’eau, mais elle profite également de la puissance de la gravité. Souvent, l’eau utilisée pour déplacer ces roues devra être endiguée ou détournée d’une manière ou d’une autre. Même si ce type de roue hydraulique est le plus efficace, sa construction peut également avoir le plus d’impact sur l’environnement.