Cavitation
Turbines hydrauliques - Fonctionnement

6.1 Différents types de cavitation

Les observations de cavitation sur modèle réduit ne sont possibles qu’en eau claire d’où la nécessité de procéder à un dégazage de l’eau du circuit pendant plusieurs heures à faible valeur de sigma. L’arrêt sur image d’une aube particulière est obtenu à l’aide d’un éclairage stroboscopique. Le défilement des aubes permet de relever l’incidence d’un défaut de fabrication sur l’apparition de la cavitation.

Hormis une zone située dans le voisinage du cœur colline, la cavitation est omniprésente dans une roue de turbine hydraulique. À pleine charge, on trouve la cavitation de sortie qui débute généralement sur l’aubage en sortie de roue du côté de la ceinture. À charge partielle, les vortex générés par les incidences très négatives rencontrées aux faibles débits font leur apparition dans les canaux interaubes de la roue. Sous fortes chutes (respectivement basses chutes), la cavitation d’entrée extrados ou intrados est provoquée par un excès d’incidence positive ou négative sur l’arête d’entrée de la roue. Au sein de l’écoulement sous la roue, on voit apparaître un phénomène de torche quelle que soit la charge de la machine. Tous ces différents types de cavitation font l’objet d’observations approfondies sur modèle réduit sans pour autant que l’on puisse juger avec certitude de l’importance de l’usure sur la machine industrielle. Pour cette raison, le constructeur s’engage par contrat à ne pas dépasser un certain volume de métal arraché sur la roue industrielle après 8 000 heures voire une année de fonctionnement. Si la garantie n’est pas satisfaite, le manufacturier doit procéder à un rechargement de la partie détériorée à l’aide d’un matériau plus résistant à la cavitation.

6.2 Cavitation de sortie

En toute rigueur, les observations de cavitation doivent être faites sous chute de Froude pour respecter la similitude entre modèle et prototype. Tous les points géométriquement semblables ont le même sigma si on respecte le rapport D /H entre modèle et prototype. C’est ainsi qu’une...