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Turbines |
La turbine est un éléments trés important d'un aménagement hydroelectrique, elle est au centre du complexe et transforme l'energie cinétique de l'eau (la vitesse de l'eau) en energie mécanique.
Ce sont en quelque sorte les roue de moulin moderne. Mais il n'y a plus grand chose à voir avec ces roues qui ateingné difficilement des puissance de l'ordre du kilowatt avec des rendements médiocre. Les turbines modernes sont calculées de maniere à utiliser au mieux l'energie de l'eau. Des calculs d'hydraulique trés complexe sont utilisés pour dimenssioner ces machines à la pointe de la tehcnologie, qui ont paradoxalement peu changées depuis leur création par de brillants ingénieurs.
Il exite plusieurs sortes de turbines mais pourquoi ?
Les turbines sont adaptées aux chutes ou elles sont installées, leur type est défini par 2 grandeurs : le débit et la hauteur de chute, ceci determine la puissance de la chute, ce sont des données incomtournables du site ou sont installées ces turbines. On distingue 2 fgrandes sorte de turbine : Les turbines à action, qui sont actionnées et les turbines à reaction
Les turbines les plus utilisées sont la turibne Pelton, Francis et la turbine Kaplan qui portent le nom de leur inventeur. En fonction de la chute (on nomme ainsi l'endroit ou les turbine son installées, la "chute d'eau"), donc du débit et de la hauteur de chute on determine le type de turbine à installées. (voir le diagramme ci contre) |
Schéma de selection d'une turbine en fonction de la hauteur et du débit de la chute |
Les turbines les plus utilisées
Pelton
Haute chute (h) - petit débit (Q)
Inventée en 1895 par allan lester Pelton cette turbine est dite a action car c'est l'action du jet d'eau qui fait tourner directement la roue.
La turbine Pelton est une turbine a action, c'est à dire que la force de l'eau, la vitesse de l'eau agit directement sur la roue. Dans la turbine Pelton, on utilise un injecteurs afin de concentrer le jets d'eau sur "la cuillere" de la turbine
Spécificité de la turbine Pelton :
La turbine Pelton est alimentée via des injecteurs, c'est une reduction du tuyau d'amené d'eau qui permet de concentré le jets en une petite surface pour trasnmettre un maximum de puissance à la turbine.
Francis
Moyene chute (h) - Débit moyen (Q)
Ce système, proposé par le français Jean Poncelet à la fin des années 1820, fut breveté par le nord-américain Samuel B. Howd en 1838 et popularisé par James Bichens Francis. Dans les années 1860, cette turbine commença à supplanter la roue hydraulique.
La plus puissante d'europe, se trouve en France à la centrale du Pouget (Aveyron) : turbine de 286 MW, sous 444 m de chute.
Kaplan
Petite chute (h) - Gros débit (Q)
Les turbines moins connues et les roues à aubes
Crossflow : banki mitchel
Roue à aubes : Sagebien
Roue à aubes : Par dessous