Chute nette: 50 m.

Puissance: 5.200 ch.

Vitesse angulaire : 300 t/m.

Débit maximum en pleine charge: 13.000 1/s.
Distributeur à commandes élastiques.

On est même arrivé, à l'usine de Chèvres, près Genève, par exemple, à monter quatre roues sur le même axe, mais cette disposition a été réalisée dans ce cas surtout en vue de compenser la diminution de la chute en hautes eaux, par l'emploi des eaux surabondantes sur de nouvelles roues mobiles.

Cette disposition a été d'ailleurs généralisée pour être utilisée d'une façon constante dans d'autres usines de basse chute, et dans celles du Rhin supérieur dont j'ai parlé, on emploie des turbines Void, dérivées du type Francis, et comprenant 4 roues mobiles montées sur un seul axe horizontal. Ces turbines, tournant à 107 t m., consomment environ 37 m3 d'eau par seconde sous la chute moyenne de 6 mètres en produisant 2.200 HP.

Les roues mobiles des turbines Francis subissent, de la part de l'eau, une poussée dirigée en sens inverse de la sortie de l'eau ; d'où une réaction sur les paliers qui peut être nuisible. On y remédie en faisant parvenir, du côté opposé de la roue mobile, de l'eau sous pression qui équilibre cette poussée. Cet inconvénient n'existe pas pour les turbines à deux roues que l'on dispose pour que les poussées s'équilibrent.

Ces turbines se font souvent à axe horizontal. Parfois, on les établit avec axe vertical. A l'origine, l'axe était supporté à sa base par pivot et crapaudine; mais ces organes étaient très difficilement visitables pour l'entretien à moins de dispositions spéciales et très compliquées. On préfère aujourd'hui les suspendre sur pivot combiné fonctionnant soit par pression à huile, soit par des rouleaux. Ces organes peuvent être ainsi surveillés de façon constante.

C'est suivant ces dispositions qu'on a construit les turbines de 10.000 HP de l'usine de Keokuk quoique le poids des parties tournantes atteigne 230 tonnes.

Tendances actuelles pour l'emploi des turbines Francis. Il y a peu de temps encore, on employait les turbines Francis jusqu'à 100 à 125 mètres de chute. La tendance actuelle très nette est de les employer pour des chutes très supérieures.

Je citerai, comme exemple, les turbines Francis de 5.500 ch. sur l'axe qui sont construites par la maison Piccard Pictet pour l'usine de Saint-Lary, et qui doivent fonctionner sous une chute nette de 172 mètres avec une vitesse angulaire de 500 t/m.

Pour les turbines de l'usine de Loudenvielle (Vallée du Louron), la Maison Escher-Wyss avait même proposé des turbines Francis devant développer, sous une chute nette de 224 m., une puissance de 5.600 ch. sur l'axe à la vitesse angulaire de 1.000 tours/minutes. En fin de compte, on emploiera des roues Pelton doubles tournant à 500 t/m.

Il est nécessaire de se rendre compte de la conséquence de l'emploi des Francis, pour les chutes relativement hautes. La vitesse périphérique de pareilles machines, sur le pourtour de la roue mobile, doit être voisine de 0,70 √ 2g H, H étant la chute nette et peut même notablement dépasser ce chiffre. La quantité d'eau à admettre pour développer une puissance donnée étant uniquement fonction de la chute, on est amené, soit à faire des roues mobiles très étroites et de grand rayon, où la fuite au joint peut prendre une importance très grande, soit plutôt, pour rester dans des proportions normales, à augmenter la vitesse angulaire. C'est ainsi que j'ai dit que les turbines proposées par la Maison Escher-Wyss pour une chute de 224 mètres auraient dû tourner à 1.000 t/m.

Ce fait, à part les difficultés de graissage des paliers, dont on sait triompher aujourd'hui, ne présente pas d'inconvénients pour les grosses unités modernes utilisées. Pour une même puissance, l'alternateur devient moins volumineux.

Le mécanisme de manœuvre des ailettes, ainsi que les ressorts qui les maintiennent, se placent extérieurement pour faciliter l'entretien. Enfin, pour diminuer les pertes et remous à l'arrivée ou à la sortie aval, on donne à la bâche une forme spiraloïde et au tuyau d'aspiration une forme évasée.

Ann. des P. et Ch. MÉMOIRES, 1918-V.

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Turbines Pelton.- Pour des chutes plus hautes, on a toujours recours, jusqu'à présent, à la turbineà impulsion,dite roue Pelton, où le jet d'eau sous pression agit par sa vitesse sur des augets en forme d'oméga, soit venus de fonte avec la roue mobile, soit construits en acier coulé et boulonnés sur la roue pour permettre leur remplacement en cas d'usure. Ces augets ont en réalité une forme ellipsoïdale et on les échancre à leur extrémité supérieure, comme on le verra plus loin sur les dessins. que je donne, pour que ce soit l'arête médiane de l'oméga qui entre la première dans le jet; sinon, dans les premières turbines, c'était l'arête du fond avant qui y entrait tout d'abord. Il en résultait une réaction sur la roue en sens inverse de la rotation et des remous d'eau qui ne trouvait pas d'issue ; d'où une diminution très importante de rendement.

Les formes modernes ovoïdales obvient à ces inconvénients et dévient l'eau en la rejetant par côté.

Le jet d'eau est envoyé sur la roue par une buse ou injecteur de forme conique, dont le jet doit arriver tangentiellement sur la roue. Une aiguille très pointue, actionnée par le régulateur, se meut dans l'injecteur et, de son avance ou de son recul, dépend la quantité d'eau qui passe et, par suite, la puissance fournie par la turbine. Les formes de l'aiguille et de l'injecteur doivent être minutieusement étudiées et les pièces parfaitement polies, de façon que le jet, quelle que soit l'ouverture, soit absolument cylindrique et que les filets liquides qui le composent soient rigoureusement parallèles, pour éviter tout remous occasionnant des pertes de puissance.

Suivant que l'on veut obtenir une puissance plus ou moins grande, on mettra sur la périphérie de la roue mobile un ou plusieurs injecteurs (on est allé jusqu'à quatre), ou l'on fera comme pour les turbines Francis, on montera sur le même axe deux roues mobiles.

On monte quelquefois les roues Pelton avec axe vertical et système de suspension analogue à celui des turbines Francis. Ce dispositif a pour effet de permettre l'emploi symétrique de quatre injecteurs sans perdre de chute; car il ne faut pas perdre de vue

que la chute, dans une roue Pelton, se mesure à partir de la cote moyenne des injecteurs, ce qui fait que, dans les roues à axe horizontal, on les concentre de préférence dans les parties basses.

Je citerai, comme exemple, les turbines de la Biaschina dont j'ai eu occasion de parler. Ces turbines à quatre injecteurs peuvent développer, sous 256 mètres de chute, une puissance de 10.000 HP.

La roue Pelton doit tourner dans l'air; on perdra donc la hauteur de chute comprise entre la hauteur moyenne des orifices de sortie des injectures et le niveau aval. Quoique, si la chute est haute, cette perte relative soit peu importante, on peut en récupérer une partie. Pour cela, on fait tourner la turbine dans une capote étanche reliée au niveau aval par un tube d'aspiration; l'écoulement de l'eau produit un vide dans la capote et on obtient ainsi, à la sortie des injecteurs, une vitesse de l'eau un peu plus grande. Comme il ne faut pas que l'eau arrive à noyer la roue mobile, on place en contrebas une soupape permettant des rentrées d'air dès que l'eau montant dans le tube d'aspiration y parviendrait. Ce dispositif, connu sous le nom d'hydropneumatisation, ne donne que des résultats médiocres à cause des rentrées irrégulières d'air et des remous qui en résultent; aussi, est-il peu employé et seulement pour les plus basses chutes.

Je donne ci-après une photographie et un dessin des roues Pelton (fig. 50 et 51) de la chute du Gave de Cauterets (usine de Soulom), dont les caractéristiques sont les suivantes :

Puissance 3.500 ch.

Hauteur de chute nette: 242 m. 30.

Nombre des injecteurs : 2.

Diamètre de l'orifice de sortie de chaque injecteur : 0 m.12.
Diamètre des aiguilles à l'orifice en position normale: 0 m.05.
Diamètre de la roue mobile mesuré sur l'axe des augets

(axe du jet): 1 m. 13.

Nombre des augets: 24.

Hauteur des augets: 0 m. 24.
Vitesse angulaire : 330 t/m.

Débit maximim: 1.250 1/s.

Alternateurs de mêmes caractéristiques que ceux de la chute du Gave de Pau, précédemment cités.

Ces turbines fonctionnent avec hydropneumatisation.

Pour l'usine de Loudenvielle, dans la vallée du Louron, la Maison Leflaive va construire des turbines Pelton à deux roues et deux injecteurs par roue pouvant développer sous une chute nette de 224 mètres une puissance de 5.600 chevaux à la vitesse angulaire de 500 t/m en absorbant un débit de 2.280 l/s. Les roues Pelton doivent, pour avoir le meilleur rendement possible, tourner à une vitesse périphérique légèrement inférieure à 0,50 √ 2g H,

Fig. 50.

- Turbine Pelton actionnée par la chute du Gave de Cauterets.

H étant la chute nette, mesurée entre le niveau de l'eau dans la chambre de mise en charge et l'axe du jet. Elles tournent donc proportionnellement moins vite que les Francis.

De plus, on peut, quoique ce ne soit jamais très désirable, faire varier dans de plus grandes limites leurs proportions. C'est ainsi que la Maison Piccard-Pictet a construit, pour l'usine de Fully (chute brute de 1.650 mètres), des turbines développant une puissance de près de 3.000 ch. avec une roue mobile de