Nous avons précédemment indiqué que la turbine hydraulique se divise en turbines à impact et turbines à double impact. La classification et les hauteurs de chute applicables des turbines à impact ont également été présentées. Les turbines à impact se subdivisent en : turbines à augets, turbines à impact oblique et turbines à double impact, qui seront décrites ci-dessous.
La roue de la turbine à impact est constamment exposée à l'atmosphère. Le flux d'eau à haute pression provenant de la conduite forcée est transformé en un jet libre à grande vitesse avant d'entrer dans la turbine. Ce jet subit des modifications, de sorte que la majeure partie de son énergie cinétique est transférée aux aubes, entraînant la rotation de la roue. Durant tout le processus d'impact du jet sur la roue, la pression au sein du jet reste pratiquement constante, approximativement égale à la pression atmosphérique.
Turbine à aubes : également appelée turbine à cisaillement, comme illustré sur la figure. Le jet libre à grande vitesse issu de la tuyère frappe les aubes verticalement, tangentiellement à la circonférence de la roue. Ce type de turbine convient aux centrales hydroélectriques à forte chute et faible débit, notamment lorsque la chute dépasse 400 m. En raison des limitations de résistance structurelle et de cavitation, la turbine Francis n'est pas adaptée et la turbine à aubes est alors privilégiée. La chute d'eau admissible pour une turbine à aubes de grande taille est d'environ 300 à 1 700 m, tandis que celle d'une petite turbine à aubes est d'environ 40 à 250 m. À ce jour, la chute d'eau maximale atteinte pour une turbine à aubes est de 1 767 m (centrale hydroélectrique de Lesek, en Autriche), et la chute d'eau nominale de la turbine à aubes de la centrale hydroélectrique de Tianhu, en Chine, est de 1 022,4 m.
turbine de type incliné
Le jet libre issu de la buse pénètre dans l'aube d'un côté de la roue et en sort de l'autre, selon un angle par rapport au plan de rotation de celle-ci. Comparée à une turbine à aubes, son débit est plus important, mais son rendement est moindre ; c'est pourquoi ce type de turbine est généralement utilisé dans les petites et moyennes centrales hydroélectriques, avec une hauteur de chute applicable généralement comprise entre 20 et 300 m.
turbine à double clic
Le jet issu de la buse frappe les pales de la roue à deux reprises. Ce type de turbine, de conception simple et facile à fabriquer, présente toutefois un faible rendement et une faible résistance des pales. Il convient uniquement aux petites centrales hydroélectriques d'une puissance unitaire n'excédant pas 1 000 kW, et sa hauteur de chute admissible est généralement de 5 à 100 m.
Voici les classifications des turbines à impact. Comparées aux turbines à impact classiques, les turbines à impact multiclasses présentent moins de sous-classes. Cependant, dans les zones à fort dénivelé, comme le fleuve Yarlung Zangbo en Chine, où la chute d'eau dépasse 2 000 mètres et où la construction simultanée de barrages est irréaliste, les turbines à impact constituent la solution la plus efficace.
Date de publication : 28 juillet 2022
