Turbine

Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), et dont le mouvement est transmis au moyen d'un arbre (mécanique).

L'énergie du fluide (caractérisée par sa vitesse et son enthalpie) est partiellement convertie en énergie mécanique (arbre tournant pouvant entraîner un alternateur, une pompe).

Sommaire

Turbine hydraulique

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Turbine Françis

Située à la base d'un barrage hydroélectrique, cette turbine est actionnée par l'écoulement de l'eau et actionne un alternateur qui produit de l'électricité. Elle peut utiliser principalement la pression de l'eau (type Francis), la vitesse de l'eau (type Pelton), ou encore un gros débit (type groupe Bulbe).

Turbine éolienne

Voir l'article éolienne.

Turbine à vapeur

Elles sont généralement employées dans des dispositifs produisant d'importantes quantités d'énergie à partir d'une source de chaleur, par exemple dans les centrales nucléaires et les centrales thermiques. Les bâtiments de surface et les sous-marins équipés d'une propulsion nucléaire sont équipés de turbines à vapeur entraînant leurs hélices propulsives.

Turbine entraînée par des gaz de combustion

Turbomoteur

Les turbomoteurs bien qu'offrant un rendement médiocre par rapport aux autres moteurs, un bruit de fonctionnement important et produisant beaucoup de chaleur, présentent néanmoins un excellent rapport poids/puissance. Ils sont systématiquement employés dans les hélicoptères, mais également avec le turbopropulseur sur les avions de transport modernes propulsés par hélices. Il s'agit d'une turbomachine ressemblant fortement aux turboréacteurs. Ils sont constitués de roues à aubes compressant l'air et d'autres recevant les gaz chauds issus de la chambre de combustion. Les aubes de la turbine motrice transforment l'énergie thermique des gaz chauds en couple entraînant un rotor, une hélice ou un train roulant. Ce terme sous entend aéronautique ou propulsion.

Turbine à gaz

Turbine à Combustion Interne. Composée d'un compresseur d'air, d'un système de combustion et d'une turbine de détente. C'est le principe du turbomoteur décrit précédemment. Ce terme est employé dans la production d'énergie électrique. Les puissances électriques varient de quelques 100 KW à plus de 200 MW avec des rendements de 30% à 40% pour les machines récentes. Cette machine tournante tire son énergie du débit des gaz de combustion. Une partie de l'énergie produite sert à entrainer le compresseur d'air qui alimente le système de combustion. Le système de combustion augmente la température, la vitesse et le volume des gaz. Ces gaz sont dirigés par un étage d'aubes directrices fixes (nozzles) sur un étage d'aubes tournantes qui récupère l'energie (baisse de pression et de vitesse). Selon les types de turbine à combustion, on privilégie la récupération de couple (pour entrainer un alternateur ou un compresseur) ou la vitesse d'échappement des gaz (poussée d'un moteur d'avion).

Turbocompresseur

Il s'agit d'une turbine entraînée par les gaz d'échappement d'un moteur à explosion actionnant un compresseur qui augmente la pression de l'air admis dans le moteur. Le turbocompresseur permet d'augmenter la puissance du moteur seulement à partir d'un certain régime du moteur.

Voir aussi

See also: Turbine, Air, Alternateur, Aube, Barrage, Bâtiment, Centrale nucléaire, Centrale électrique, Compresseur, Couple