« Turbine à gaz » : différence entre les versions
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m →Limites techniques et avantages : TAC type 9000F de Gennevilliers en exemple de rapidité |
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Les avantages inhérents à ce type de machine sont les suivants :
* [[puissance massique]] et [[puissance volumique]] très élevée ;
* possibilité de démarrage, prise et variation de charge 0 à 100 % très rapidement ;
* simplicité apparente de construction (un rotor dans un carter et un brûleur) et équilibrage (peu de vibrations) ;
* [[pollution]] limitée en HC, CO et NOx du fait du contrôle de l'excès d’air et de la température limitée ;
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* coûts de maintenance inférieurs aux moteurs pistons ;
* longévité en marche stationnaire ;
* aptitude potentielle à utiliser des combustibles liquides ou gazeux variés et de moindre qualité ([[gaz pauvre]]...) ;
* meilleure aptitude aux arrêts et démarrages fréquents que les turbines à vapeur ;
* peu de génie civil nécessaire pour sa mise en œuvre et facilité de transport en colis standardisés pour les machines de puissance unitaire inférieure à {{nombre|100|MW}} ;
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Les applications des turbines à gaz découlent directement de leurs avantages spécifiques. Ainsi, la puissance massique élevée se prête bien à la propulsion aéronautique, en particulier sur les avions ([[turboréacteur]]s et [[turbopropulseur]]s) et les [[hélicoptère]]s. La propulsion navale fait également appel aux turbines à gaz, notamment pour les navires à grande vitesse (ferry rapide, frégates, porte-aéronefs). Il existe enfin des exemples d’applications à la propulsion ferroviaire comme les « turbotrains » de la SNCF ([[Élément à turbine à gaz]] et la [[Rame à turbine à gaz]], utilisés entre 1972 et 2004 en France) et à des véhicules militaires comme des [[Char de combat|chars d’assaut]] ([[T-80]] ou [[Char M1 Abrams|M1 Abrams]]).
Par contre, la turbine à combustion est mal adaptée aux véhicules routiers. En effet, les variations de charge et de régime sont trop importantes et trop rapides pour être réalisables avec un rendement correct. De plus, le rendement atteint difficilement 30 % pour des moteurs compacts et de faible puissance alors que les Diesel actuels dépassent 40 %. Par contre, elles pourraient trouver un regain d’intérêt pour les {{refnec|chaines de propulsion hybrides en particulier sur les poids lourds, où l’installation des échangeurs (notamment récupérateur sur échappement) est moins problématique}}.
L’autre grand domaine d’emploi des turbines à gaz est la [[Production d'électricité|production d’électricité]]. En effet, il s’agit d’applications à vitesse de rotation constante et soit à charge relativement constante pour lesquelles le rendement de ces machines est le meilleur pour les machines utilisées en régime dit « de base », soit au contraire à charge très variable pour les machines utilisées en secours de réseaux et pour lesquelles la sécurité du réseau est plus importante que le rendement. La puissance varie de quelques centaines de kW à plus de {{unité|300|[[Watt|MW]]}}. Les machines les plus puissantes sont en général associées à des [[Turbine à vapeur|turbines à vapeur]] dans des [[cycle combiné|cycles combinés]], ce qui fait que le rendement global de la centrale dépasse actuellement (en 2016) 62 %, avec une aptitude à prendre en compte les variations rapides de puissance instantanée des [[Éolienne|machines éoliennes]] (par exemple en cas de variation brutale du vent) ou des [[Énergie solaire photovoltaïque|parcs photovoltaïques]] (par exemple en cas de passage de nuages). En cycle simple, le rendement est de l’ordre de 30 à 35 % voire plus pour les grosses machines. Dans les faibles puissances, le rendement est même inférieur à 30 % mais on met alors à profit l’aptitude des turbines à combustion pour la récupération de chaleur dans des applications de [[cogénération]] (production simultanée d’électricité et de chaleur) ou de [[cycle combiné]] (production de vapeur qui entraine une turbine à vapeur faisant elle aussi tourner un alternateur).
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