Ingénierie des turbomachines. Circuits, aubages, vibrations, effets instationnaires... et exercices

Ouvrage de référence pour les machines à fluides, il en analyse les principes et le fonctionnement de façon extrêmement claire, précise et facilement accessible. Sont d'abord développés les principes généraux avec : ? une vue générale et les concepts de base, ? les processus de dissipation d'énergie, ? les rendements résultant de ces dissipations. Puis sont présentées les différentes machines génératrices et réceptrices, leur fonctionnement et leurs spécificités respectives. Les notions de similitude sont particulièrement approfondies. Des exemples d'application chiffrés sont développés dans la plupart des cas, pour les illustrer et pour fixer les ordres de grandeur. Des ouvrages complémentaires du même auteur traiteront l'un de la construction des turbomachines et l'autre de leur utilisation dans les applications industrielles.

L'ouvrage étudie la production de travail mécanique par les différentes turbomachines utilisées pour les énergies renouvelables: éoliennes, turbines hydrauliques, centrales solaires...; dans les cycles thermodynamiques: centrales à turbines à vapeur et à turbines à gaz, cycles combinés gaz-vapeur, cogénération, propulseurs aéronautiques... Les perspectives de développement et d'amélioration sont analysées dans le souci de satisfaire la double nécessité de: diminuer la consommation d'énergie, préserver la qualité de la source froide des cycles thermo-dynamiques, c'est-à-dire notre milieu de vie. Les différents points traités sont illustrés par des exemples chiffrés et des exercices résolus, afin de fixer les ordres de grandeur et de rendre la présentation plus concrète. Deux précédents ouvrages du même auteur parus dans la même collection traitaient respectivement du fonctionnement et de l'ingénierie des turbomachines. L'ensemble constitue un traité complet sur les turbomachines. Biographie de l'auteur Michel Pluviose a été titulaire de la Chaire de turbomachines du CNAM. Il a été Ingénieur chez Hispano-Suiza, à la SNECMA et Chef du Laboratoire de la turbine à gaz au Centre technique des industries mécaniques. Il est Ingénieur-conseil au CETIM et Membre actif de plusieurs organismes professionnels. Il est responsable du traité sur les machines hydrauliques et thermiques aux Techniques de l'ingénieur.

Trois lettres accompagnent ce livre : l'une au président Jimmy Carter, ancien président des USA, qui a eu à gérer l'accident de Three Mile Island (TMI), l'autre au Pape François et enfin une troisième à la jeunesse engagée dans la lutte contre le changement climatique. Comment la nature construit-elle des ouragans ? Et peut-on apaiser ces structures auto-organisées ? On révèle aussi le moyen à utiliser pour calmer les phénomènes chaotiques qui ont envahi les soupapes de sécurité alors qu'elles sont chargées de protéger les populations, les installations et l'environnement. L'accident de Three Mile Island en est l'exemple type. C'est l'objet de la lettre ouverte envoyée au président Carter (sa réponse est jointe). Notre monde est un mélange subtil d'ordre et de désordre ; il est resté longtemps en partie incompréhensible. Les découvertes en physique au cours des deux derniers siècles ont conduit à des développements considérables, repris pour l'essentiel dans ce livre écrit avec le souci de la clarté. Ce texte rappelle les bouleversements successifs qui ont ébranlé la science et ont permis d'éclaircir les notions d'ordre et de désordre, de bien et de mal disent les philosophes, notions qui interpellent l'humanité depuis l'Antiquité. Dans les années 1970, la théorie du chaos bouscula notre vision déterministe du monde et les structures dissipatives de Prigogine mirent en évidence l'émergence d'ordre lorsqu'un système dissipatif est poussé loin de l'équilibre. Or certaines de ces structures dissipatives naissantes sont néfastes pour le genre humain, et peuvent conduire à des désastres. C'est ainsi qu'une tempête tropicale peut devenir un ouragan, c'est-à-dire un énorme moteur thermique mobile sur la surface de l'océan qui vient s'essouffler sur les terres habitées en y semant la désolation. On propose donc de détruire cette structure dissipative dangereuse en supprimant l'ordre qui s'est introduit lors de sa formation. Mais est-il permis d'éliminer de l'ordre dans la nature ? C'est l'objet de la note adressée au Pape François et aux autorités religieuses. Ainsi, dans ce livre, on s'intéresse au désordre complet, lorsqu'on supprime l'ordre dans une structure dissipative, avec applications aux soupapes des centrales nucléaires et aux ouragans. Et on évoque aussi l'ordre parfait, lorsqu'on élimine le désordre. On est alors tenu de faire référence aux descriptions disponibles dans les textes sacrés. Et on est surpris !

Un premier livre du même auteur dans la même collection traitait des principes et du fonctionnement des machines à fluide. Le présent ouvrage développe avec précision les aspects technologiques et les règles de l'art concernant les diverses parties des turbomachines et de leurs circuits associés. A partir des notions de base indispensables de la mécanique des fluides et des solides, brièvement rappelées, il traite des circuits d'admission et d'échappement, des aubages, des effets instationnaires, des paliers et butées, des matériaux utilisés, des contraintes, des vibrations, des vitesses critiques. Des exemples d'application chiffrés sont développés pour illustrer et fixer les ordres de grandeur. Ils rendent la présentation encore plus concrète. Un ouvrage complémentaire du même auteur traite de l'utilisation des turbomachines dans l'industrie.