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La turbine Pelton est une turbine dite à action pure, c'est-à-dire que les pressions d'entrée et de sortie de la roue sont égales.
Une turbine à action est caractérisée par le fait que l'énergie, à la sortie du distributeur est strictement et entièrement fournie sous forme d'énergie cinétique. L'énergie potentielle de la chute d'eau est convertie par les injecteurs à pointeau en énergie cinétique.
La particularité de la roue Pelton est le design des augets. Ils sont profilés pour obtenir un rendement maximum tout en permettant à l'eau de s'échapper sur les côtés de la roue.
Ce type de turbine est utilisé pour des hautes chutes et des petits débits. Dans certaines installations, il peut y avoir plusieurs injecteurs à pointeau, donc plusieurs jets sur la roue Pelton, de façon à répartir la charge et optimiser les performances de la turbine.

Le jet exerce une force sur les augets (sortes de cuillères doubles métalliques), placés à la périphérie de la roue, qui est transformée en couple et en puissance mécanique.
Les jets font impact sur les augets qui le dévient de 160° à 165° dans le même plan. Ce changement de quantité de mouvement du jet produit une force et entraîne la roue en rotation, pour la production d'électricité.
L'injecteur est conçu pour produire un jet cylindrique aussi homogène que possible avec un minimum de dispersion. L'eau sous pression est envoyée par des distributeurs dans le plan de la roue et, grâce à l'échancrure au centre des augets, peut attaquer plusieurs augets à la fois. Chacun des distributeurs est essentiellement constitué d'un injecteur avec buse et aiguille d'injection réglable pour permettre une alimentation totale, partielle ou nulle. Le système permet donc de fermer l'injecteur aussi lentement qu'il est nécessaire car une fermeture trop rapide peut provoquer des coups de bélier dans la conduite d'alimentation. Un déflecteur permet de dévier le jet rapidement en cas d'emballement de la roue afin de la protéger.
Voici l'image d'une installation hydroélectrique classique d'une turbine Pelton. H1 représente la hauteur «physique» de l'eau tandis que H' représente la hauteur «utile» pour faire tourner la roue. Après considérations des pertes dans le circuit hydraulique et dans l'injecteur, la hauteur d'eau H1 est diminuée de sorte que la puissance nette à la sortie de la turbine sera calculée avec la hauteur H'.
»» Pour de plus amples détails sur les calculs de puissance et de rendement pour la turbine Pelton.

