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Joints de directrices

Dans une installation hydroélectrique, les cercles de vannage de turbines Kaplan, Bulbe ou Francis occupent une place essentielle.

En effet, les directrices, situées dans cette zone, assurent la régulation du flux d’eau alimentant la turbine. Leur ouverture ou fermeture permet d’ajuster le débit hydraulique arrivant sur la turbine par ouverture ou fermeture.

1) Spécificité des étanchéités de directrices de pots de directrices

Les étanchéités de pots de directrices se situent au niveau des tourillons des directrices. Elles ont vocation à empêcher l’entrée d’eau dans les zones de guidage.

Positionnées autour des tourillons, elles assurent la séparation entre les parties immergées et les zones mécaniques internes.

Ces joints sont soumis à des contraintes spécifiques :

· des mouvements de rotation lents mais fréquents,

· des vibrations parfois importantes selon le fonctionnement de la machine,

· des variations de pression et de température,

· une exposition prolongée à l’eau.

Compte tenu de ces conditions, la fiabilité de l’étanchéité des directrices est déterminante pour garantir la longévité du cercle de vannage et le bon rendement de l’installation.

2) Solutions d’étanchéité disponibles

a. Étanchéités de pots de directrices

Ces joints, de dimensions généralement comprises entre Ø50 et Ø300 mm, assurent l’étanchéité autour des tourillons.

Le produit le plus couramment utilisé est le joint de type UNH, issu de la gamme DIRSEAL développée par PXL SEALS.
Joint UNH
Conçu à partir du profil en U standard, le joint UNH a été spécialement adapté pour les tourillons de directrices.

Son design repose sur un équilibre entre le dimensionnement précis du profil et le choix de la matière élastomère la plus appropriée.
Caractéristiques :

Fonctionnement fiable en rotation lente
Résistance aux vibrations
Excellente tenue dans le temps

Fabriqué en élastomère NBR autolubrifiant, HNBR ou en Polyuréthane, il se compose de deux lèvres symétriques, d’un talon et d’une gorge centrale assurant un positionnement stable.

Le montage peut être complété par une bague anti extrusion.

Si la majorité des applications concerne les étanchéités de pots de directrices, PXL SEALS conçoit également des solutions spécifiques pour d’autres zones telles que les queues de directrices.

Chaque configuration est étudiée sur mesure pour répondre aux contraintes mécaniques et hydrauliques propres à chaque projet

b. Étanchéités de queues de directrices

Les étanchéités positionnées sur le cercle de vannage jouent un rôle complémentaire. Elles viennent en appui sur les directrices lors de leur fermeture, limitant ou supprimant les infiltrations d’eau vers l’intérieur de la machine.

Ces systèmes peuvent être associés à des joints montés directement sur la directrice et maintenus par des couvre-joints. On les désigne alors comme joints de queues de directrices.

Contrairement aux joints de pots, ces étanchéités ne disposent d’aucune normalisation : chaque projet requiert une étude et une conception spécifiques.

Différentes technologies existent selon le type de turbine (Kaplan, Francis ou Bulbe) et les contraintes du site :

Joints moulés renforcés avec inserts métalliques ou surmoulés sur rail métallique
Joints en polyuréthane, offrant une excellente résistance à l’usure
Joints profilés sur mesure en élastomère ou en polyuréthane
Joints élastomères renforcés par inserts métalliques pour les zones fortement sollicitées

Ces solutions sont entièrement personnalisables, tant sur le plan géométrique que sur la formulation du matériau, afin d’assurer une parfaite compatibilité avec l’environnement mécanique et hydraulique de chaque installation.

Pour les cas spécifiques nous pouvons recourir à des modélisations CAO qui permettent de développer plusieurs variantes selon les besoins, offrant ainsi une solution d’étanchéité parfaitement adaptée à chaque turbine.