CHAPITRE VIII

Turbine parallèle ou à couronnes superposées. — Théorie : influence du débit sur le rendement. — Turbine non immergée. — Turbine Jonval. — Influence des variations du débit sur la turbine Jonval. — Turbine parallèle avec vannage partiel. — Vannage à papillon, à rouleaux. — Turbine parallèle à libre déviation : hydropneumatisation. — Turbine installée dans un siphon. — Turbine parallèle alimentée seulement sur une partie de sa circonférence. — Turbine parallèle à axe horizontal.

Turbine parallèle ou à couronnes superposées. —

Dans cet appareil, les deux couronnes sont superposées, de sorte que Teau se meut dans un plan parallèle à Taxe et non plus dans un plan perpendiculaire, comme cela avait lieu dans les modèles précédents.

La couronne fixe F (fig. 22), munie de cloisons directrices I, est boulonnée sur le fond d'une chambre d'eau A, qui termine le canal d'amenée et qui est fermée par une cloison de retenue B. La couronne mobile J, munie d'aubes équidistantes L, est placée au-dessous de la couronne fixe F ; elle est calée, au moyen d'un croisillon et d'un moyeu, sur un arbre creux en fonte G, qui tourne sur un arbre central fixe J, en fer forgé, et transmet le mouvement à l'usine. L'arbre G peut traverser une boîte à étoupes, fixée sur le moyeu de la couronne fixe, ou être entouré d'une enveloppe creuse, afin d'empêcher le passage de l'eau d'amont.

La couronne directrice est munie de vannes verti-

Théorie; ikfLueKcE dd débit sur Le rendement 71 cales D, qui se manœuvrent simultanément au mo^'en des tiges t, du cercle C, des tiges filetées E et de la roue dentée m.

^ i3l C«y>e rtrticaU .

Fa. S2. — Turbing panllèls.

Théorie ; influence du débit sur le reDdement. — La théorie de cette turbine est analogue à celle des précédentes ; l'avantage est encore ici pour les appareils à petite vitesse. Le rendement pratique est le même que pour la turbine centrifuge.

Lorsque rabaissement du débit oblige à fermer partiellement les vannes D, il se produit encore une diminution du rendement. Fontaine, et d'autres constructeurs après lui, ont remédié incomplètement à ce défaut en divisant les canaux des deux couronnes en deux parties par une cloison cylindrique verticale, de manière à avoir en quelque sorte une turbine double. On peut alors, suivant le débit, ouvrir les orifices des deux couronnes fixes ou seulement ceux de Tune d'elles, car ils sont munis de vannes distinctes. Ce dispositif, comme celui que nous avons décrit plus haut (page 55), ne donne qu'une correction très imparfaite.

Turbine non immergée. — Avec la turbine paral- . lèle, il n'est pas nécessaire, comme cela avait lieu pour les turbines centrifuges et centripètes, à axe vertical, que l'appareil soit complètement immergé dans l'eau d'aval, pour utiliser complètement la chute ; il suffît pour cela que la face inférieure coïncide avec le niveau du canal de fuite; si nous supposons par exemple que ce niveau se trouve en N'', la chute peut être divisée alors en deux parties h et h', dont la première produit la vitesse absolue V de l'eau à la sortie de la couronne fixe, tandis que la seconde engendre l'accroissement de vitesse relative sur les aubes de la couronne mobile. C'est ce qui a lieu aussi pour la turbine centrifuge à axe horizontal, ne recevant l'eau que sur une portion de sa circonférence.

Dans ce cas, il y a intérêt, pour une même hauteur de chute H, à diminuer la hauteur A" delà roue mobile, car on augmente ainsi le rendement.

Turbine Jonval. — Jonval a imaginé d'installer la turbine parallèle, non plus au-dessous du niveau d'aval,

TURBINE JONVAL 73

mais en un point intermédiaire entre ce niveau et celui d'amont. La disposition des organes est conservée, mais on établit, au fond de la chambre d'eau qui termine le canal d'amenée, un tuyau circulaire vertical, qui se recourbe horonzitalement pour déboucher dans le bief d'aval, au-dessous du niveau du liquide. La couronne fixe de la turbine est placée, soit au fond même de la chambre d'eau, soit à une certaine profondeur dans le tuyau; la crapaudine, dans laquelle tourne l'arbre de la roue mobile, est portée par une traverse fixée à la paroi intérieure du tuyau. Une vanne verticale, placée près de l'ouverture inférieure de ce tuyau, sert pour la mise en marche et l'arrêt, ainsi que pour le réglage de la dépense, lorsque le débit est variable.

Cette disposition facilite beaucoup la visite et les réparations de l'appareil, qui se font par un trou d'homme ménagé dans la paroi du tuyau, un peu audessous de la couronne mobile ; il suffit de fermer une vanne de garde, placée à l'entrée de la chambre d'eau, et d'ouvrir la vanne inférieure pour faire écouler le liquide dans le canal de fuite. Au contraire, lorsque la turbine fonctionne immergée, on ne peut accéder à la couronne mobile, au pivot et à la crapaudine, fixés sur le radier du canal de fuite, qu'en épuisant ce dernier.

Pour que la turbine Jonval utilise toute la hauteur de la chute sur laquelle elle est installée, il faut que Torifice inférieur du tuyau soit toujours complètement immergé ; s'il n'en était pas ainsi, la colonne d'eau se romprait dans le tuyau et l'on perdrait toute la hauteur de chute comprise au-dessous de la turbine, qui fonctionnerait alors comme une turbine Fontaine non im-

J. LEFÈTftE. Les Moteurs. 5

mergée. Cependant la perte de chute est nulle, si la rupture de la colonne d'eau se fait juste dans le plan de la face inférieure de la roue mobile.

Il est évident que la turbine ne doit pas se trouver à plus de 10,33 m. au-dessus du niveau d'aval, hauteur qui correspond à la pression atmosphérique ; en réalité cette hauteur ne doit jamais être atteinte; on doit même installer la turbine d'autant plus bas que le diamètre de la colonne de descente est plus grand. Cette hauteur maximum, qui peut être de 8 à 8,50 m. pour un tuyau de 0,5 m. de diamètre, doit se réduire jusqu'à 4 et 3 mètres, pour des tubes de 2 et 3 mètres.

Influence des variations du débit sur le rendement de la turbine Jonval. — La dépense est réglée, comme nous l'avons dit, par une vanne verticale placée à la sortie du tuyau (Je succion et qui peut se mouvoir verticalement ou tourner autour d'un axe vertical ou horizontal (papillon). L'expériencemontre que le rendement décroît rapidement lorsqu'on ferme en partie cette vanne.

Kœchlin a remédié en partie à cet inconvénient en plaçant, entre les cloisons directrices, des coins obturateurs destinés à rétrécir la largeur des orifices pour réduire le débit, la vanne de sortie ne servant plus que pour l'arrêt et la mise en marche. Il a aussi proposé d'employer, sur les cours d'eau à débit variable, deux ou trois turbines, et d'en faire fonctionner une, deux ou trois, suivant l'importance du débit. Cette solution est encore incomplète, comme la précédente, et de plus elle est très coûteuse.

Turbine parallèle avec vannage partiel. — Callon et fils ont cherché les premiers à remédier complètement