Turbine de Tesla

La turbine de Tesla est un type de turbine « sans pales » breveté par Nikola Tesla en 1913. La turbine de Tesla est également connue sous les noms de turbine à couche limite, turbine à cohésion, et en anglais : boundary layer turbine, cohesion-type turbine, et Prandtl layer turbine (d'après Ludwig Prandtl). Une des applications envisagées par Tesla pour cette turbine était l'énergie géothermique, qui est décrite dans On Future Motive Power. Une turbine de Tesla consiste en un axe portant un ensemble de disques lisses faiblement espacés. L'espacement correspond à l'épaisseur de la couche limite. Des buses injectent un gaz sous pression sur les bords des disques, perpendiculairement à l'axe. Comme le gaz est coincé dans la couche limite, il adhère aux disques et les entraîne, faisant tourner l'axe (il ne s'agit pas d'un phénomène de frottement, qui d'ailleurs provoquerait des pertes qu'on cherche à éviter). À mesure que le gaz cède de l'énergie aux disques, il ralentit et se rapproche de l'axe, car plus il en est proche plus la distance correspondant à un tour est faible, et peut être parcourue à plus faible vitesse. Ainsi le gaz décrit une spirale, jusqu'à rejoindre l'échappement qui est situé près de l'axe. L'existence de cet échappement fait que les disques doivent être perforés près de l'axe, ce qui en fait plutôt des couronnes, mais le terme de « disque » reste en usage. L'engin est théoriquement facile à fabriquer et les paramètres sur lesquels il faut jouer pour trouver la meilleure configuration sont bien plus réduits que pour une turbine classique (il n'y a pas de questions de forme ou d'angles des pales, par exemple), ce qui à l'époque de Tesla était un avantage. Cependant, les disques doivent être fins, rigides, lisses et capables de conserver leurs caractéristiques dans le temps et selon les circonstances d'exploitation. Tesla écrit : Cette turbine peut également être utilisée efficacement par des usines de condensation opérant à vide poussé.