Bonjour.

Citation :
nous n'avons pas de professeur d'électricité

Oui et c'est quasiment normal dans cette section avec l'option SI. Généralement, les professeurs qui encadrent ces TPE sont issus de la filière générale mécanique ; mais en l'absence de connaissances pointues ils peuvent faire appel à leurs collègues davantage spécialisés.
Le problème est que vous êtes bientôt en vacances et qu'il est déjà bien tard pour commencer le TPE.
Si l'on vous suit bien, il vous faut entrainer un alternateur avec une turbine hydraulique branchée sur le réseau d'eau domestique. On peut supposer que vous n'avez aucun matériel disponible.
Il vous faut tout d'abord un alternateur à aimants permanents (le plus simple serait un alternateur de bicyclette). On trouve ces petites machines dans les éoliennes miniatures.
Plutôt que d'utiliser une turbine hydraulique, vous simulez l'entrainement hydraulique avec un petit moteur à courant continu par exemple qu'il faudrait coupler mécaniquement à l'alternateur.

Commencez par étudier le fonctionnement de la machine synchrone, à aimant permanent dans votre cas.
La machine comprend un induit généralement polyphasé et un inducteur tournant (appelé roue polaire). Un alternateur d'automobile est constitué ainsi, mais avec une roue polaire bobinée (électro-aimant) dont l'induction (excitation) est réglable.
Ensuite il faudra voir les caractéristiques principales de la machine. Certes, c’est du travail de spécialiste mais vous ne pouvez pas monter un TP sans connaitre le fonctionnement des machines.

Vous pouvez vous inspirer du fonctionnement des mini éoliennes qui comprennent un alternateur à aimant permanent, un redresseur suivi d'un onduleur autonome qui peut débiter dans le secteur.
Il faut dominer les notions de puissance utile, puissance absorbée, rendement, pertes (mécaniques et électriques). Et comment mesurer tout cela ?

Sans aller aussi loin, vous pouvez aussi vous inspirer des mini éoliennes permettant d'alimenter une petit éclairage (et si on remplace la génératrice synchrone par un panneau solaire, on a alors un générateur solaire autonome).
Le principe est le même avec l'alternateur, le redresseur (à étudier -il y a plusieurs types de redresseurs), la batterie tampon, le générateur 12 V.
Votre premier travail consiste donc à vous documenter sur des petits équipements existants.
Pour l'approvisionnement il faudra un peu de crédits. Même si le montage ne marche pas, il faudra pouvoir en expliquer le fonctionnement (rapport écrit + oral devant le jury).
Vos professeurs, même s'ils ne sont pas spécialistes, doivent vous guider.
Ce n'est pas un thème très adapté, mais le but est de montrer que vous avez effectué une recherche sérieuse. Matériellement il faudrait déjà faire tourner l'alternateur avec une machine d'entrainement, relever quelques caractéristiques en fonctionnement, associer un redresseur, et terminer par un essai en charge de la machine. Du travail d'électricien.
A vrai dire, si dans le lycée il existe une STS électrotechnique ou un bac pro, vous pourriez y trouver des bancs machines entre 300 W et 1 500 W.
Cordialement.