Basse chute, débit variable… sur ce site on met une Kaplan
- Kaplan
- Kapla ?! Le jeu de construction en bois ?! Je vois pas le rapport
- Haha ! Non, une Kaplan, la turbine. Du nom de l’ingénieur Autrichien Viktor Kaplan.
- Aaaah… Connais pas. Et donc le type il a donné son nom à une turbine ?
- C’est ça. Au début du 20ème siècle il a créé un nouveau type de turbine à partir de la Francis inventée au siècle précédent. Ça a permis une production d’énergie efficace sur les sites ou la Francis avait des rendements pas terrible.
- Ah d’accord. Et Francis ? Il était Autrichien aussi ?
- Euh… non. Tu vas trop vite, on en parlera un autre jour. Allons plutôt voir la bâtisse du moulin et sa chambre d’eau.
Particularité de la turbine Kaplan
Comme pour la plupart des turbomachines, l’énergie potentielle de l’eau est récupérée par les pales de la Kaplan qui mettent en mouvement le rotor (transformation de l’énergie potentielle en énergie mécanique). Le mouvement rotatif est ensuite transmis à une génératrice pour produire de l’électricité (conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique).
La spécificité de la turbine Kaplan vient des aubes de sa roue et de ses aubes directrices. Les aubes de la roue (ses pales) sont en forme d’hélices et ont la particularité d’être mobiles. De la même manière les aubes directrices sont ajustables. Cela permet d’atteindre un angle optimal au moment de la pénétration de l’eau qui transfère alors toute son énergie sur les pales. Cette double régulation permet la recherche continue du meilleur rendement sur une plus large gamme de débits.
Une technologie centenaire en constante évolution
Les premiers brevets qui ont posé les bases de fonctionnement de la turbine Kaplan ont été déposés par l’inventeur éponyme en 1912.
Depuis plus de cent ans cette technologie fait l’objet de travaux de recherche et de développement pour améliorer ses performances en condition de basses chutes et de débits variables.
Ainsi, ils existent de nombreuses évolutions dérivées du design d’origine. Les fabricants proposent aujourd’hui plusieurs types de turbine Kaplan (spirale horizontale ou verticale, à canal ouvert, groupe bulbe, turbine S…)
Entre outre, les progrès récents de l’informatique et des simulations CFD permettent aux fabricants de proposer des ajustements spécifiques à des projets d’installation divers. La forme des boitiers spirales, des cônes d’aspiration, la géométrie des aubes de la roue peuvent être adaptée aux propriétés particulières d’un site.