Turbine Francis

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Coupe d'une turbine Francis. L'eau pénètre par un tuyau enroulé en spirale autour de la turbine et sort par le milieu en entrainant la turbine.
Coupe d'une turbine Francis. L'eau pénètre par un tuyau enroulé en spirale autour de la turbine et sort au centre vers le bas.
Turbine Francis du barrage de Grand Coulee

Une turbine Francis est une turbine hydraulique de type « à réaction ». Elle est adaptée pour des hauteurs de chute moyennes (de 20 à 350 mètres), pour des puissances et débits moyens (de quelques kilowatts à plusieurs centaines de mégawatts avec des débits jusqu'à 30 000 l/s).

Principe de fonctionnement[modifier | modifier le code]

Une turbine de Francis est une turbine dans laquelle le fluide rentre sous une grande pression et transmet son énergie aux pales solidaires du rotor. Une partie de l'énergie est donnée par le fluide sur les pales en raison du changement de pression tandis que le reste de l'énergie est extraite par la spirale qui entoure la turbine. A la sortie le fluide a une vitesse faible et peu d'énergie. La forme du tube de sortie est conçu pour décélérer le fluide et le faire remonter en pression.

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

Les caractéristiques habituelles des turbines Francis sont les suivantes :

  • Diamètre de la roue : de quelques décimètres à environ 10 mètres.
  • Vitesse de rotation : de 70 à 3 000 tr/min.
  • Rendement énergétique : de 80 % à 95 %.

Historique[modifier | modifier le code]

Démolition d'une ancienne turbine Francis datant de 1918

Ce système, proposé par le français Jean-Victor Poncelet à la fin des années 1820, fut breveté par le nord-américain Samuel B. Howd en 1838 et popularisé par l’anglo-américain James Bichens Francis dont elle porte le nom.

Dans les années 1860, cette turbine commença à supplanter la roue hydraulique.

En 1918, la papeterie de Chappes, fut équipée d'une turbine Francis de type « Singrün » qui fonctionna jusqu'en 2004. la même année, ce type de turbine fut utilisée sur la centrale des Vernes à Livet-et-Gavet. Cette centrale est aujourd'hui classée monument historique.

"C'est la turbine la plus utilisée dans le parc de production d'Hydro-Québec[1]".

La plus puissante de France se trouve à la centrale du Pouget : turbine Francis de 286 MW accouplée un alternateur de 275 MVA, sous 444 mètres de chute[2].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Turbine Francis, sur le site hydroquebec.com - consulté le 4 novembre 2011
  2. Usine du Pouget, sur HYDROWEB

Annexes[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]