Les turbines à action

Elle transforme la pression hydraulique decendante de la conduite forcée en énergie cinétique par un dispositif statique (injecteur), avant que les jets d’eau agissent directement sur les pales.

 

 

La turbine Pelton

Turbine Pelton de la centrale allemande de Walchensee Wikipédia
Turbine Pelton de la centrale allemande de Walchensee Wikipédia

La turbine Pelton est utilisée pour les hautes chutes et petits débits. Inventée par Lester Allan Pelton en 1879. Elle est constituée d'une roue à augets mise en mouvement par un jet provenant d'un ou de plusieurs injecteurs :

Auget d'une turbine Pelton en DAO   blog.desclaude.com
Auget d'une turbine Pelton en DAO blog.desclaude.com

- les augets sont profilés pour obtenir un rendement maximum tout en permettant à l'eau de s'échapper sur les côtés de la roue. Ils comportent une échancrure qui assure une pénétration progressive optimale du jet dans l'auget, 

6 injecteurs d'une turbine Pelton
6 injecteurs d'une turbine Pelton

- l'injecteur est conçu pour produire un jet cylindrique aussi homogène que possible avec un minimum de dispersion.

 

Injecteurs d'une turbine Pelton
Injecteurs d'une turbine Pelton

Ce type de turbine ne dispose pas de diffuseur (ou aspirateur) en sortie d’eau, car celle-ci s’écoule librement à la pression atmosphérique dès l'instant où elle quitte l'injecteur sous forme de jet. Plus précisément, le jet se partage en deux au moment où il atteint l'auget, chaque demi-jet est ensuite dévié par la forme concave de l'auget dans lequel il s'écrase (transmettant ici son énergie cinétique au mouvement de la roue), puis l'eau s'échappe latéralement de la roue avec une vitesse résiduelle faible. Elle est finalement récupérée par la bâche - une coque enfermant la turbine - le long de laquelle elle s'écoule par gravité.

 

Turbine Pelton construite par Alstom Power Hydro  tenerrdis.fr
Turbine Pelton construite par Alstom Power Hydro tenerrdis.fr

Concrètement

Dans une turbine Pelton utilisée pour les barrages de haute chute, l’eau jaillit de la conduite forcée à 140 m/s si le dénivelé est de 1000 m, soit 500 km/h.

 

Intérieur du groupe turbine d'un barrage  http://1.bp.blogspot.com
Intérieur du groupe turbine d'un barrage http://1.bp.blogspot.com

D’après le calcul de la vitesse spécifique, ces turbines sont adaptées à des chutes dites « hautes chutes » (supérieur à 400 m) avec un faible débit d’eau (inférieur  à15 m³/s).

Le rendement théorique est de 90 %.