Exemple de problème industriel
Turbines hydrauliques - Fonctionnement

Dans cet exemple, un problème de fissuration a été rencontré à l’attache des aubes avec le plafond à la sortie de la roue et à l’attache des aubes avec la ceinture à l’entrée sur des roues de grandes vitesses spécifiques (figures 11 et 12). Ces fissurations ont été découvertes à l’occasion des visites périodiques effectuées sur les groupes. De nos jours, les problèmes de ce type sont peu fréquents depuis que l’ingénieur mécanicien est capable de déterminer par le calcul le champ des contraintes statiques exercées sur l’aube de la roue à partir de la carte des pressions fournie par l’hydraulicien. Les contraintes maximales en sortie d’aube côté plafond conduisent généralement à augmenter l’épaisseur du bord de fuite de l’aubage dans cette zone. Le prix à payer se chiffre par un ou deux dixièmes de déficit sur le rendement.

Devant une telle situation, le constructeur se doit de trouver une explication et une solution pour assurer la pérennité de l’installation. Les caractéristiques hydrauliques des centrales concernées étaient les suivantes.

Pour mémoire, les roues de vitesses spécifiques voisines de 200 sont qualifiées de roue de ns moyen.

Dans les pays émergents, la production d’électricité est issue principalement des centrales électriques qui s’adaptent à la demande d’énergie. C’est ainsi que l’unité 4 de la première centrale a fonctionné 75 % de son temps au-dessous de 60 % de la puissance nominale. De nos jours, les constructeurs ne fixent pas de limitation sur le temps de fonctionnement à charge partielle étant entendu que la machine fonctionne le plus souvent à sa puissance maximale. Sur les roues de grand ns, les vortex de charge partielle apparaissent très vite au-dessous du cœur colline et sont non seulement bruyants mais très fluctuants.

Alstom power hydro décida donc de procéder à des mesures mécaniques et hydrauliques sur les deux roues de chaque centrale tant sur la machine prototype que sur le modèle réduit (le modèle réduit pour sa souplesse de fonctionnement, le prototype pour confirmer les résultats du modèle). Dans les deux cas, les campagnes d’essais réalisées d’une part sur le site et d’autre part conjointement dans les laboratoires de Lausanne et d’Alstom Grenoble ont été...