Qu'est-ce qu'une turbine à réaction?
Une turbine à réaction est un moteur en rotation qui exploite l’énergie des fluides en utilisant la troisième loi du mouvement de Newton, selon laquelle chaque action a une réaction égale et opposée. La turbine à réaction est conçue pour permettre aux courants de fluide sous pression de faire tourner le rotor. Habituellement, les buses de fluide sont fixées au rotor et font face à l'opposé du sens de rotation. Lorsque le fluide quitte la buse, la force de réaction qui en résulte fait tourner le rotor. Le système tire parti de la modification de la pression de l'eau qui circule dans la turbine.
La plupart des turbines à réaction produisent de l'électricité. Beaucoup transmettent même cette électricité au réseau énergétique. Il existe trois principaux types de turbines à réaction: à hélice, cinétique et Francis.
Une turbine à réaction à hélice est généralement constituée d’une hélice à trois ou six pales située dans un tube. Le débit d'eau est contrôlé par les vannes de guichet situées en amont de l'hélice. La plupart des modèles de turbines à réaction à hélices comportent des portes à guichet fixes, tandis que quelques modèles, y compris la turbine à réaction Kaplan, disposent de portes à guichet réglables et de pales de rotor. La turbine Kaplan est généralement utilisée dans des scénarios spécialisés nécessitant un réglage fin des pales pour une production énergétique efficace.
Parmi les autres types de turbines à réaction à hélice, on trouve la turbine à bulbe, qui consiste généralement en une turbine et un générateur qui fonctionne dans le flux d’eau. La turbine straflo est similaire, sauf que le générateur est placé à l'extérieur de la turbine. Une turbine à tubes dispose d'une connexion directe au générateur.
La turbine à réaction Francis a été inventée par James B. Francis en 1848. Elle peut être mise en œuvre horizontalement ou verticalement, en fonction de l'application. Typiquement, il y a deux étages de contact avec l'eau dans la turbine à réaction Francis. Lorsque l'eau pénètre dans le haut de la turbine et lorsque l'eau se vide du bas de la turbine, de l'énergie est transférée, ce qui entraîne le mouvement de la turbine. En règle générale, une turbine à réaction Francis se compose d'un canal, de plusieurs aubes directrices, d'un tube à spirales, de vannes et d'un tube de tirage.
Les turbines à réaction cinétique utilisent l'énergie cinétique de l'eau courante plutôt que l'énergie potentielle pour produire de l'électricité. En règle générale, ces turbines sont placées dans des rivières, des eaux de marée ou des courants océaniques pour tirer parti du débit naturel de l'eau. Ils ne nécessitent pas d'infrastructure supplémentaire pour fonctionner, réduisant ainsi l'impact potentiel sur l'environnement. La vitesse du flux d'eau dicte la spécification de la turbine cinétique. Les périodes d'inondation et de sécheresse doivent généralement être prises en compte avant qu'une personne implémente un système à turbine cinétique.