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24/04/2006

Peut on faire fonctionner une turbine toute l'année ?

Je vous avais annoncé la semaine dernière une crue de la Grosne (70m3/s) contre 4,2 en moyenne et dans le même temps un point du ministère sur la sécheresse.

Peut on faire fonctionner une turbine toute l'année ? Voilà un question intéressante qui va nous permettre de faire le lien entre les machines hydrauliques et la rivière. Il était nécessaire de laisser un débit réservé (10% de la moyenne interannuelle), donc l’été quand le débit de la rivière est inférieur au débit réservé, il est impossible de turbiner. Par exemple l'été 2003, la Grosne écoulait 11 litres /s, ce qui signifie que l’évaporation était supérieure au débit de la rivière. La Grosne était déficitaire en eau.
Un autre élément important qui ne permet pas de turbiner toute l’année, c’est le rendement de la machine car certaines turbines n’acceptent pas les baisses de débits. C’est le cas des turbines « hélice » qui n’ont pas de dispositif de réglage de l’ouverture. Pour les Pelton, on règle le débit avec des pointeaux qui sont dans les injecteurs. Pour les Francis ce sont les directrices qui se ferment et pour les Kaplan, ce sont les pales qui sont orientables et qui laissent plus ou moins passer l’eau.
medium_graphe_rend_turb.jpgSur la courbe de rendement, on s’apercevoit que pour une turbine Francis, il y a trois courbes suivant la vitesse de rotation de le turbine. La fréquence de rotation est donc déterminante pour avoir un bon rendement. Sauf que la vitesse, c’est une grandeur qui est fixée par Edf car elle doit être proportionnelle au 50Hz du réseau.
La conclusion, c’est que les fabricants de turbines optimisent leurs machines pour avoir un rendement maxi au débit maxi admissible par leur turbine. C’est l’optima mécanique.

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21/04/2006

Comment choisir sa turbine ?

On retrouve sur ce graphe la hauteur et le débit en ordonnées et abscisses. On peut facilement voir ce qui nous convient. Ici sur notre site, 5m50 de chute et 4,2 m3/s, on choisit une Kaplan.

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19/04/2006

Les turbines Kaplan

medium_kaplan.jpgCe genre de turbines équipe les centrales dites « au fil de l’eau ». Comme la Francis, c’est une turbine à réaction donc totalement immergée. Elle fonctionne de la même façon sauf que les pales sont en forme d’hélices (fixe pour une hélice, et mobile pour une Kaplan).

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18/04/2006

Turbine Francis

medium_francis.jpgLes turbines Francis sont adaptées pour les chutes moyennes. L’eau arrive dans une bâche spirale, en colimaçon, dont la section décroît en se rapprochant de la turbine. L’eau arrive latéralement à la turbine et est orientée par des directrices qui donnent un mouvement de rotation à l’eau pour éviter les chocs. A la sortie, des roues à réaction on installe un aspirateur qui est un conduit d’évacuation permettant de récupérer la hauteur aspirée et l’énergie cinétique du fluide à la sortie.

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17/04/2006

La turbine Pelton

medium_pelton.2.jpgJe vais vous présenter trois types de turbines qui correspondent à trois profils de rivière. La première d’entre elle est la turbine Pelton. C’est une turbine à action car ce sont des jets qui vont percuter des cuillères et donner le mouvement à un axe. On trouve les turbines Pelton pour des hautes chutes supérieures à 100m. Donc toutes les installations en altitude ou en montagne, qui captent les torrents par exemple sont équipées de Pelton. Ce qui est intéressant avec ces turbines, c’est que l’on n’a pas besoin d’avoir des tailles importantes pour avoir une forte puissance car c’est principalement le débit qui fixe la taille de la turbine.

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