TURBINES À GAZ

Industrie terrestre

L'utilisation de la turbine à gaz pour la traction terrestre est un vieux rêve des ingénieurs. Quelques succès relatifs ont été obtenus avec, notamment, le turbotrain et, plus récemment, l'adoption de turbines à gaz sur les chars d'assaut de l'armée américaine. En ce qui concerne les véhicules routiers, la concrétisation de ces études est beaucoup plus problématique.

Certes, de nombreux prototypes ont été réalisés, mais la mise au point des turbines à gaz bute sur les impératifs des véhicules terrestres, à savoir : nécessité d'obtenir une consommation très faible et un couple suffisant sur une bonne plage de vitesse de rotation et, enfin, un temps de réponse très court à l'accélération. Des sommes importantes sont consacrées, au Japon, aux États-Unis et, à moindre titre, en Europe, pour la réalisation de turbines à très haute température fabriquées avec des matériaux céramiques et munies de régénérateurs ou de récupérateurs de chaleur, de façon à abaisser la consommation. Des moteurs hybrides constitués de turbines à gaz entraînant des alternateurs sont actuellement étudiés, le fonctionnement purement électrique au moyen de batteries étant proposé en ville afin d'annuler toute pollution.

En revanche, l'implantation des turbines à gaz sur les bateaux est une réalité.

La turbine à gaz est le moyen adapté pour disposer de façon autonome d'une source d'énergie à la fois mécanique, électrique et thermique. On parle alors de système à énergie totale. Citons, par exemple, les groupes autonomes sur les plates-formes de forage ou pour la recompression des gaz de pipelines. Une turbine à gaz de forte puissance couplée à un alternateur permet d'obtenir une puissance électrique importante. Ainsi, en 1986, E.D.F. a décidé de réaliser une centrale prototype à turbine à gaz à combustion (T.A.C.) de grande puissance (216 MW) installée à Gennevilliers (Hauts-de-Seine). Cette T.A.C. constitue la première machine de cette puissance à être mise « en service industriel » dans le monde. Cette centrale est destinée à fonctionner pendant des périodes de pointe de consommation. C'est une machine de secours capable d'aider à reconstituer le réseau E.D.F. après un incident généralisé. L'accent est mis sur la réduction des nuisances : réduction du bruit et des émissions gazeuses, particulièrement des oxydes de soufre. Cette centrale peut fonctionner aussi bien au gaz naturel qu'au fuel, ce qui renforce son autonomie.

Le charbon, qui fut au xix^e siècle la source d'énergie première pour produire la vapeur, reste aujourd'hui, et sera vraisemblablement demain, une source d'énergie de premier ordre aux États-Unis et en Europe. Les techniques actuelles de combustion du charbon ne permettent pas d'accroître sensiblement la production d'électricité par ce moyen, pour répondre à la demande, cela à cause des taux de dioxyde de soufre (SO₂) admis par les normes de pollution. Mais on étudie des systèmes peu polluants et à haut rendement au charbon, tels que le cycle combiné à gazéification intégrée (IGCC) ou le cycle combiné à combustion externe (EFCC) proposé en Europe. Ces deux techniques font intervenir la gazéification du charbon et emploient la turbine à gaz. La technique EFCC nécessite la mise au point d'échangeurs tenant à des très hautes températures (U.H.T.H.E.) et s'accommodant bien des problèmes d'encrassement.

Industrie aéronautique

Du fait de sa puissance spécifique élevée, la turbine à gaz est particulièrement bien adaptée aux applications aéronautiques. Les turbines à gaz aéronautiques comprennent principalement les turbomoteurs, les turbopropulseurs et les turboréacteurs. Les turbomoteurs ont pour fonction de fournir une puissance mécanique sur l'arbre. Citons en premier[...]