TURBINE "ROUE HELICE" LOUIS-DOMINIQUE GIRARD

NOISIEL 1853

La description ci-dessous correspond à la mise en place de turbines de 80 chevaux sur le site de Noisiel en 1853 par l’ingénieur hydraulicien, Louis-Dominique Girard. Première application d’un système novateur qui propose d’utiliser l'immense force vive que possèdent les fleuves et les rivières en mouvement.
Le cours de la Marne et de son bras mort est interrompu par un barrage au courant [Z]. Dans ce barrage vertical, disposé sous le moulin, est ménagé un orifice circulaire destiné à recevoir une roue dont l'axe horizontal est dirigé suivant le fil du courant.
L'appareil comprend trois parties : 1° la partie fixe d'amont, 2° la roue-turbine, 3° la partie fixe d'aval.

1° La partie fixe d'amont H

Limitée extérieurement par un entonnoir constitué de 2 couronnes concentriques [F] et [F1]. L'eau qui arrive de l'amont pénètre dans l'espace [E] qui va, en se rétrécissant d'une manière continue, infléchir les filets d’eau et conduire le liquide compressé du plan [G] vers une série d’aubes courbes de la roue-hélice.
Quelquefois, la section de la colonne n'est pas complète : cela arrive lorsque la roue n'est pas noyée tout entière. Dans ce cas en effet, si le débit diminue, la hauteur de chute augmente et une compensation peut s'établir. Le rendement est maximum lorsque la roue est entièrement noyée parce qu'alors toutes les aubes travaillent.
Depuis l’installation de ces turbines, le niveau du bras dormant de la Marne a augmenté jusqu'à couvrir intégralement la roue. La couronne intérieure [F1], prolongée en pointe vers l’amont afin de diviser l’eau et de la diriger vers le canal annulaire [G], forme une sorte de chambre [H] soustraite à l’eau, et dans laquelle est installée le tourillon [I] amont de la roue. L’étanchéité de la chambre est assurée par une boite à étoupes [J] et l’on y pénètre par le tube de descente [K].

2° La roue-turbine B

Couronne analogue à la couronne mobile des turbines, elle porte à l'intérieur des aubes courbes enchâssées dans ses parois latérales. Le premier élément de ces aubes fait avec le plan vertical un angle tel que la vitesse relative de l'eau, à son entrée dans la roue, soit tangente à ce premier élément. Le dernier élément des aubes fait avec le plan vertical, qui limite la roue à l'arrière, un angle assez faible afin que la vitesse absolue de l'eau à la sortie soit limité et qu'elle conserve très peu de force vive.
La roue [B], appelée également récepteur, est dentée à son pourtour extérieur pour communiquer son mouvement au moyen d’une roue d’angle [D] à l’arbre vertical [C] qui porte cette roue et qui transmet le mouvement à l’intérieur du moulin.
La couronne intérieure est reliée par des bras [O] à un moyeu qui fixe la roue sur son arbre [M]. Après avoir franchit le détroit [G] à vitesse maxima, le liquide pénètre dans la roue-turbine [B] en agissant peu à peu sur les aubes et en s'épanouissant ; il perd donc peu à peu sa vitesse et par suite sa force vive qu'il cède à la roue. Cette perte de vitesse se fait sans choc ni tourbillonnement puisque les canaux vont sans cesse s'élargissant.
Enfin, l'eau pénètre dans le bief d'aval avec une vitesse absolue très faible. Il y a donc utilisation aussi parfaite que possible de la force vive disponible.

3° La partie fixe d'aval L

Composée d'un cône métallique (L] plus allongé que celui d'amont et dont la base est juste en face de la circonférence intérieure de la roue turbine.
Ce cône a pour objet de diriger les filets liquides à leur sortie de la roue. Il est relié aux bajoyers du barrage par deux bras à section transversale aplatie et à arêtes latérales [S]; ces bras n'offrent à l'écoulement de l'eau qu'un obstacle insignifiant.
L'arbre horizontal [M] de la roue-turbine est fixé sur le tourillon aval, en [N] Le cône L creux est également étanche et muni d'orifice mobile par où l'on peut visiter et graisser le mécanisme intérieur par l’intermédiaire du tube de visite [R] On profite de la poussée du liquide qui s'exerce sur ces cônes creux, pour produire un effort de soulèvement sur l'arbre moteur et pour alléger dans une certaine proportion la charge des coussinets.
Une roue et ses accessoires coûtent 25 000 francs, non compris les frais de construction du barrage.

 

 

Pour en savoir plus; aufildelourcq
Usine élévatoire du Canal de l'Ourq