Les turbines à réaction se divisent en turbines Francis, turbines axiales, turbines diagonales et turbines tubulaires. Dans une turbine Francis, l'eau s'écoule radialement dans le mécanisme de guidage et axialement hors de la roue. Dans une turbine axiale, l'eau s'écoule radialement dans la roue directrice et axialement dans la roue. Dans une turbine diagonale, l'eau s'écoule radialement dans la roue directrice et axialement dans la roue selon un angle donné par rapport à l'arbre principal, ou bien dans la roue directrice et la roue selon un angle par rapport à l'arbre principal. Dans une turbine tubulaire, l'eau s'écoule axialement dans la roue directrice et la roue. Les turbines axiales, tubulaires et diagonales peuvent également être classées en turbines à hélice fixe et turbines à hélice rotative selon leur structure. Les pales de la roue à aubes fixes sont fixes. Les pales du rotor des turbines à hélice rotative peuvent tourner autour de l'arbre pendant le fonctionnement afin de s'adapter aux variations de hauteur de chute et de charge.
Différents types de turbines à réaction sont équipés de dispositifs d'admission d'eau. Sur les turbines à réaction à arbre vertical de grande et moyenne taille, ces dispositifs sont généralement composés d'une volute, d'une aube directrice fixe et d'une aube directrice mobile. La volute a pour fonction de répartir uniformément le flux d'eau autour de la roue. Lorsque la hauteur de chute est inférieure à 40 m, le corps de turbine est généralement coulé en béton armé sur place ; lorsqu'elle est supérieure à 40 m, on utilise souvent un corps métallique soudé bout à bout ou moulé d'une seule pièce.
Dans une turbine à réaction, le flux d'eau remplit l'intégralité du canal de la roue, et toutes les aubes sont simultanément soumises à ce flux. Par conséquent, à hauteur de chute égale, le diamètre de la roue est plus petit que celui d'une turbine à impulsion. Leur rendement est également supérieur à celui d'une turbine à impulsion, mais il est affecté de manière variable par les variations de charge.
Toutes les turbines à réaction sont équipées de tubes d'aspiration, qui servent à récupérer l'énergie cinétique du flux d'eau à la sortie de la roue et à évacuer l'eau en aval. Lorsque la roue est installée plus haut que le niveau d'eau en aval, cette énergie potentielle est convertie en énergie de pression pour être récupérée. Pour les turbines hydrauliques à faible chute et à débit important, l'énergie cinétique à la sortie de la roue est relativement élevée, et l'efficacité de la récupération par le tube d'aspiration influe considérablement sur le rendement de la turbine.
Date de publication : 11 mai 2022
