Les turbines hydrauliques OSSBERGER sont toujours construites sur mesure, en fonction des caractéristiques (hauteur de chute et débit) rencontrées sur le site.

Régime d’utilisation: Hauteur de chute: H = 1 à 200 m
Débit: Q = 0,025 à 13 m³/sec.
Puissance: P = 1 à 1500 kW

Lignes d’écoulement dans les turbines OSSBERGER à impulsion radiale

Ce principe d’écoulement présente l’avantage d’assurer, sous l’effet de la force centrifuge après un demi-tour du rotor, l’éjection par l’eau des feuilles, herbes et neige détrempée aspirées entre les pales lors de l’admission. Ce nettoyage automatique évite tout colmatage du rotor.

Principe

C’est une turbine à jet libre, à admission radiale, fonctionnant sous des débits très variables. Sa vitesse spécifique de rotation la classe parmi les turbines à vitesse lente. Les vannes directrices donnent une section rectangulaire au jet d’eau entrant. Le jet rectangulaire traverse la couronne d’aubes du rotor cylindrique d’abord de l’extérieur vers l’intérieur, puis de l’intérieur vers l’extérieur en sortant.

La turbine OSSBERGER est divisée en plusieurs compartiments si le débit le nécessite. La division habituelle est 1 : 2. Le petit compartiment est utilisé pour les faibles débits, le grand pour les moyens débits. Les deux compartiments sont utilisés simultanément au débit maximum. Ce rapport de 1 : 2 conduit à un rendement optimum de la turbine pour des débits pouvant varier de 1/6 à 1. Ceci explique pourquoi les turbines OSSBERGER exploitent avec un maximum d’efficacité des débits d’eau très variables.

Rendement

Pour les petites turbines OSSBERGER, le rendement global moyen calculé est de 80%, en tenant compte de toute la plage de travail de celles-ci. Ce taux est généralement dépassé. Des mesures effectuées sur les groupes de moyennes et fortes puissances ont donné des rendements allant jusqu’à 86%.

La figure 4 montre la supériorité de la turbine OSSBERGER pour les charges partielles. Le débit des cours d’eau est souvent très faible pendant plusieurs mois. La capacité d’une turbine à produire de l’électricité pendant ces périodes de basses eaux dépend de sa caractéristique de rendement. Dans une centrale hydroélectrique, une turbine dont la courbe de rendement est plate a une production annuelle supérieure à celle d’une turbine possédant un rendement maximal élevé, mais un mauvais rendement sous charge partielle.

Vannes directrices

Deux vannes directrices équilibrées régulent l’admission de l’eau dans une turbine OSSBERGER à deux compartiments. Ces vannes divisent le courant d’eau, le dirigent et le font pénétrer sans choc dans le rotor, quelle que soit la section d’admission.

Grâce à la précision de montage des vannes directrices dans le carter de la turbine, les fuites sont minimes. Les vannes servent donc d’organes d’arrêt lorsque les hauteurs de chute sont faibles. Aucune vanne d’arrêt n’est donc plus nécessaire entre la conduite forcée et la turbine. Deux leviers de commande reliés au système de régulation manuelle ou automatique permettent de régler séparément chaque vanne directrice.

Carter

Le carter extrêmement robuste de la turbine OSSBERGER est en acier. Plus léger qu’un carter en fonte, il résiste aux chocs et au gel.

Rotor

Le rotor constitue le coeur de la turbine. Les aubes du rotor sont fabriquées dans un profilé en acier étiré, selon une méthode éprouvée. Positionnées avec précision dans les flasques latéraux, les aubes sont ensuite soudées par un procédé spécial. Le nombre d’aubes du rotor varie avec la taille de la turbine, il peut être de 37 au maximum. La courbure linéaire des aubes n’entrâine qu’une faible poussée axiale.

Ainsi on évite l’emploi de paliers de butée ou de paliers à collets et leurs inconvénients. Lorsque le rotor est très long, les aubes sont soutenues par plusieures entretoises. Tous les rotors équipant les turbines OSSBERGER sont soigneusement équilibrés avant d’être montés.

Paliers

Les paliers principaux des turbines OSSBERGER sont équipés de roulements à rouleaux articulés normalisés. Ces roulements apportent des avantages indiscutables dans la construction des turbines hydrauliques, à condition que les logements des roulements soient étanches et que la condensation de l’eau ne puisse pas se produire. Cette garantie est donnée par les paliers brevetés OSSBERGER qui assurent le centrage du rotor dans le carter de la turbine en même temps. Cette conception technique supérieure est renforcée par l’utilisation d’éléments d’étanchéité ne nécessitant pratiquement aucun entretien: ll suffit de changer la graisse des paliers une fois par an.

Tuyau d’aspiration

La turbine OSSBERGER est une turbine à jet libre. Toutefois pour les petites et moyennes hauteurs de chute un tuyau d’aspiration est indispensable. Ceci concilie deux impératifs: protection de l’installation contre les inondations et utilisation sans perte de toute la hauteur de chute.

Il faut pouvoir contrôler la hauteur de la colonne d’eau dans le tuyau d’aspiration d’une turbine à jet libre possédant un grand régime d’utilisation. On utilise pour ce faire une soupape d’aération réglable agissant sur le vide existant dans la carcasse de la turbine. Ce dispositif permet aux turbines OSSBERGER à aspiration de fonctionner de manière optimale avec des chutes d’eau jusqu’à un mètre de hauteur.

Un tuyau d’aspiration coudé en acier, réduit considérablement les dépenses de génie civil sur les basses chutes et permet de rentabiliser ces installations.

Caractéristiques fonctionnelles

Le principe même des turbines OSSBERGER élimine tout phénomène de cavitation. Il n’est donc plus nécessaire d’installer la turbine sous le niveau d’eau, disparaissant également les travaux coûteux et les problèmes de fonctionnement liés à cette situation de la turbine.

La vitesse d’emballement d’une turbine OSSBERGER est égale à 1,8 fois sa vitesse nominale de rotation. Grâce à cela, il est possible d’utiliser des générateurs d’électricité standards.

L’étude de la turbine OSSBERGER a été menée suivant le principe de la simplicité: Elle est conçue pour fonctionner parfaitement pendant des décennies, sans nécessiter de moyens spéciaux d’entretien. Ceci explique son succès dans les pays du tiers monde où elle est souvent installée et mise en service par des non-spécialistes.

Conception économique

Quiconque se soucie de l’environnement a pour idéal d’utiliser les énergies naturelles sans pertes et sans nuisances pour l’environnement, c’est le cas par exemple dans la production d’électricité en faisant appel à des sources d’énergie renouvelables.

Malheureusement l’installation des centrales hydroélectriques est limitée par les investissements élevés nécessaires pour l’étude, la planification, la conception, la fabrication des machines et le génie civil.

Les ingénieurs et constructeurs s’efforcent donc de réduire le coût global, par la normalisation des turbines. La normalisation, parfaitement applicable aux grosses turbines, pose des problèmes lors du dimensionnement des petites turbines concernant le débit d’équipement et les variations annuelles de ce débit.

Les sous-ensembles constituant les turbines OSSBERGER sont standardisés. Ils sont assemblés pour composer une installation sur mesure adaptée aux conditions de débit et hauteur de chute rencontrées sur le lieu d’installation. Cette construction modulaire des turbines se traduit par des économies de fabrication et une parfaite adaptation des caractéristiques aux conditions d’exploitation projetées.

La turbine OSSBERGER á impulsion radiale en comparaison