Figure 1. Une turbine à gaz de moteur à réaction. Le flux s'effectue de gauche à droite, avec l'étiquetage des pièces dans la Figure 2.[1]

Une turbine à gaz est un type de turbine qui utilise du gaz sous pression pour la faire tourner afin de produire de l'électricité ou de fournir de l'énergie cinétique à un avion ou à un avion à réaction. Le processus qui permet d'y parvenir est appelé le cycle de Brayton. Dans toutes les turbines à gaz modernes, le gaz sous pression est créé par la combustion d'un combustible comme le gaz naturel, le kérosène, ou le propane. La chaleur générée par ce combustible dilate l'air qui circule dans la turbine pour fournir de l'énergie utile.[2]

Opération

Les turbines à gaz sont théoriquement simples et comportent trois parties principales, comme le montre la figure 2 :[2]

  1. Compresseur - Aspire l'air de l'extérieur de la turbine et augmente sa pression.
  2. Chambre de combustion - Brûle le combustible et produit un gaz à haute pression et à haute vélocité.
  3. Turbine - Extrait l'énergie du gaz provenant de la chambre de combustion.


Figure 2. Schéma d'un moteur à turbine à gaz.[3]

Compresseur

Dans la figure 2, l'air est aspiré par la gauche et entre dans le compresseur qui est constitué de plusieurs rangées de pales de ventilateur. Dans certaines turbines, la pression de l'air peut augmenter d'un facteur de 30.[2]

Chambre de combustion

L'air à haute pression s'écoule dans cette zone, où le combustible est introduit. Le combustible est injecté en permanence dans cette partie afin que l'énergie traversant la turbine soit constante.

Turbine

La turbine est reliée aux aubes du compresseur par un arbre, et elles tournent séparément. Le compresseur est relié à la turbine qui est reliée à un arbre de sortie. Comme la turbine tourne séparément, elle peut atteindre des vitesses énormes grâce au gaz chaud qui la traverse. Cet arbre final génère d'énormes quantités de chevaux-vapeur, les grandes turbines d'avion générant près de 110000 chevaux, soit deux fois la puissance générée par le Titanic.[4]

Références

  1. Wikimedia Commons [Online], Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/56/J85_ge_17a_turbojet_engine.jpg
  2. 2,0 2,1 et 2,2 Brain, Marshall. "How Gas Turbine Engines Work" 01 April 2000. HowStuffWorks.com. [Online], Available: <http://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/turbine.htm> 28 May 2015.
  3. Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  4. The Atlantic, A Single Boeing 777 Engine Delivers Twice the Horsepower of All the Titanic's [Online], Available: http://www.theatlantic.com/technology/archive/2011/12/a-single-boeing-777-engine-delivers-twice-the-horsepower-of-all-the-titanics/250698/