Turbine à vapeur : conversion mécanique de la vapeur haute pression

La turbine à vapeur est une machine thermique qui transforme l'énergie contenue dans la vapeur d'eau sous haute pression en énergie mécanique rotative.

Principe & fonctionnement

La turbine à vapeur fonctionne en détendant la vapeur haute pression sur des étages alternants d'aubes fixes et mobiles disposés sur un arbre. La vapeur exerce une force sur les aubes mobiles, entraînant la rotation de l'arbre pour produire de l'énergie mécanique. Ce principe est détaillé dans cet article : Technologie des turbines à vapeur | HoSt.

Performances & caractéristiques

Les turbines à vapeur couvrent une large gamme de puissance, depuis quelques centaines de kilowatts jusqu'à plusieurs centaines de mégawatts dans les centrales électriques. Leur rendement thermique dépend principalement de la température et la pression de la vapeur en entrée, avec des hauts potentiels au-delà de 90 % en cogénération sous conditions optimales. Pour un aperçu technique complet : Turbines à vapeur - Encyclopédie Universalis.

Impact environnemental

L'impact environnemental des turbines à vapeur est lié à la source de chaleur utilisée pour générer la vapeur. Lorsqu'elle provient de combustibles fossiles, les émissions carbones sont importantes. Cependant, utilisées en cogénération ou avec des énergies renouvelables comme la biomasse, elles peuvent améliorer significativement le bilan environnemental. Une analyse détaillée est disponible ici : Cogénération - Wikipédia.

Applications & cas d'usage

Les turbines à vapeur sont omniprésentes dans les centrales thermiques (charbon, gaz, nucléaire) pour produire de l'électricité. Elles servent aussi en cogénération pour produire simultanément de l'électricité et de la chaleur utile en résidentiel et industrie, ainsi que historiquement pour la propulsion navale (navires militaires et certains sous-marins). Des exemples sont détaillés ici : TURBINE À VAPEUR - Encyclopædia Universalis Junior.

Conclusion

La turbine à vapeur reste une technologie clé de la production d'énergie industrielle et électrique grâce à sa robustesse et ses rendements élevés, surtout en cogénération. Son avenir dépend notamment de la décarbonation des sources de chaleur, avec un potentiel accru via les énergies renouvelables et la valorisation thermique.