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Viktor Kaplan

Viktor Kaplan ( – ) est un ingénieur autrichien ayant inventé la turbine du même nom, servant principalement à la production d'électricité, tout comme la turbine Francis et la turbine Pelton.

Viktor Kaplan
Description de cette image, également commentée ci-après
Viktor Kaplan
Naissance
MĂĽrzzuschlag (Styrie) (Drapeau de l'Autriche Empire d'Autriche)
Décès
Unterach (Drapeau de l'Autriche Autriche)
Nationalité Drapeau de l'Autriche Autriche
RĂ©sidence Brno
Domaines Hydraulique
Institutions Institut technique de BrĂĽnn
Diplôme Université technique de Vienne
Distinctions Médaille d'or de l'Association des ingénieurs et architectes autrichiens

Biographie

Kaplan est le benjamin d'une famille de cheminots autrichiens. Son frère Karl est né en 1871 à Zagreb et sa sœur Anne-Louise en 1873 à Lekenik en Croatie (cette dernière meurt prématurément). Kaplan fréquente l'école communale à Neuberg an der Mürz puis l'école professionnelle de Hetzendorf (aujourd'hui, le lycée professionnel de Wieden (Vienne), au no 7 de la Waltergasse à Vienne). Il montre très tôt des dispositions pour le travail manuel : avec des pièces de rebut, il se fabrique un appareil photo et un petit moteur à vapeur.

Après le baccalauréat, obtenu le , Kaplan étudie le génie mécanique à l'université technique de Vienne de 1895 à 1900. Il réussit l'examen professionnel d'ingénieur le et accomplit son service militaire en tant qu'élève-mécanicien dans la Kriegsmarine à l'arsenal de Pola sur la presqu'île d'Istrie, dans ce qui est alors l'apanage côtier de la Couronne, aujourd'hui rattachée à la Croatie.

Le , Kaplan commence sa carrière comme concepteur de turbines aux ateliers de mécanique de Leobersdorf, filiale de la firme Ganz & Cie de Budapest. C'est là qu'il imagine un moteur à combustion et explosion amélioré, d'un rendement accru de 23 %. Comme il a exposé les principes de ce moteur lors du colloque de l'association des Ingénieurs et Architectes, le à Vienne, sans en avoir référé à son chef, il est renvoyé.

Il se voit ensuite offrir un emploi de chef de projet à l'Institut technique de Brünn et entre en fonctions le comme professeur de construction mécanique sous la direction d'Alfred Musil. Ce dernier n'est autre que le père de l'écrivain Robert Musil, qui est lui-même ingénieur diplômé de l'École technique de Brünn (1903) puis maître-assistant à l'université technique de Stuttgart[1].

Kaplan passe à Brünn trente années de sa vie. C'est là qu'il fait l'essentiel de ses découvertes. En 1909, il passe sa thèse d'habilitation, et le suivant épouse une Viennoise, Margarete Strasser, dont il a deux filles, Gertraud et Margarete. En 1912, il obtient le poste de professeur auxiliaire de constructions hydrauliques, et en 1918, celui de professeur titulaire.

Viktor Kaplan est décrit par ses contemporains comme un homme spontané, amoureux de la nature et plein de bonne humeur ; mais lorsqu'il est question du sujet des turbines, il en oublie tout le reste : c'est ainsi qu'il se présente en bleu de travail à une conférence donnée en son honneur, entièrement absorbé par le réglage d'une nouvelle turbine.

Au mois de , Kaplan tombe gravement malade. En 1926, l’université technique germanophone de Prague lui décerne un doctorat honoris causa. À la suite d’une encéphalite, il décide finalement en 1931 de prendre sa retraite. Il s'installe définitivement dans sa résidence secondaire de Rochuspoint à Unterach, achetée en 1920, et y meurt d'une congestion cérébrale le . Viktor Kaplan est inhumé dans le caveau familial de Rochuspoint.

La turbine Kaplan

Turbine de l'usine hydroélectrique de Niederhausen-sur-la-Nahe, inaugurée en 1928 ; la visite peut se faire par l'écluse de Mettlach.

Toute sa vie, Kaplan se passionne pour les turbines et l'hydroélectricité. Son invention révolutionnaire, les turbines à pas variable, adaptée aux rivières à fort débit et faibles chutes, remonte à 1912. Kaplan travaille depuis 1910 sur ce projet lorsque l'industriel Heinrich Storek, directeur de la fonderie et des Ateliers mécaniques Ignaz Storek, lui fait aménager un laboratoire dans les caves de l'Institut Technique de Brünn.

L'invention de Kaplan « se heurta d'abord au scepticisme des fabricants établis[2] ». Entre 1912 et 1913, Kaplan dépose quatre brevets importants :

  • une forme d'aube pour les roues primaires de turbine ( : brevet no 74388) ;
  • un dispositif de variation de l'espacement entre deux aubes consĂ©cutives ( : brevet no 74244) ;
  • le carĂ©nage du corps de turbine entre le rotor et le stator ;
  • un procĂ©dĂ© de formage des aubes du rotor garantissant l'uni de surface.

Ă€ cela vint s'ajouter ensuite le divergent Kaplan.

Il présente ces inventions aux fabricants internationaux et au public lors du Congrès des Ingénieurs et architectes autrichiens de 1917. Les conclusions pratiques de son intense travail de recherche se heurtent à la concurrence et au scepticisme des firmes suisses et allemandes, dont l'essentiel de la production est orienté vers la fabrication des turbines Francis. Cette opposition féroce empêche de nouveaux développements par d'innombrables procès de propriété industrielle, qui épuisent la santé de l'inventeur. Outre les soucis bureaucratiques, son travail se trouve interrompu à partir de 1914 par la Première Guerre mondiale.

La première turbine Kaplan, d'un diamètre de 60 cm, offrant une puissance installĂ©e de 26 kW, est construite en 1918 par l'usine Storek de BrĂĽnn et installĂ©e en 1919 aux filatures Velm (Basse-Autriche). Cette première turbine fonctionne jusqu'en 1955 et est exposĂ©e aujourd'hui au musĂ©e des techniques de Vienne[3]. Mais ce prototype ne commence vraiment Ă  s'imposer dans le monde entier qu'avec l'utilisation d'une turbine Kaplan de 5,70 m de diamètre pour le barrage suĂ©dois de Lilla Edet.

Il y a aujourd'hui à travers le monde des milliers de turbines Kaplan en fonctionnement. La part de marché de la turbine Kaplan dans l'hydro-électricité n'excède pas 10 % (pour les usines de moyenne chute, on utilise plutôt des turbines Francis et pour les grandes chutes des turbines Pelton).

Ĺ’uvres

  • (de) Bau rationeller Francisturbinen-Laufräder und deren Schaufelformen fĂĽr Schnell-, Normal-und Langsam-Läufer [« Construction de roues de turbine Francis efficaces et leurs formes de pales pour les roues rapides, normales et lentes »], Munich et Berlin, .
  • (de) « Einrichtung und Versuchsergebnisse des Turbinenlaboratoriums an der Deutschen Technischen Hochschule in BrĂĽnn » [« CrĂ©ation et rĂ©sultats des tests du laboratoire de turbines Ă  l'UniversitĂ© technique allemande de Brno »], Zeitschrift des Ă–sterreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins, Vienne,‎ .
  • (de) Wie die Kaplanturbine erstand [« Comment est nĂ©e la turbine Kaplan »] (Annuaire), Wasserkraft-Jahrbuch, 1925-26.
  • (de) Theorie und Bau von Turbinen-Schnellläufern [« ThĂ©orie et construction des turbines Ă  grande vitesse »], Munich et Berlin, (rĂ©impr. 2e Ă©dition).

RĂ©compenses et distinctions

Hommage

La banque centrale de RĂ©publique tchèque et les postes autrichiennes ont Ă©mis des billets (billet de 1 000 schillings de 1961) et timbres Ă  l'effigie de Viktor Kaplan[4]

Notes et références

Références

  1. (de) Der Wasser-Mann: Zum 130. Geburtstag von Viktor Kaplan ; émission spéciale de Radio Prague du 28 novembre 2006 ; enregistrement consulté le 15 février 2009.
  2. D'après (de) Martin Gschwandtner, Gold aus den Gewässern : Viktor Kaplans Weg zur schnellsten Wasserturbine, GRIN Verlag GmbH, , 382 p. (ISBN 978-3-638-71515-7), p. 110.
  3. (de) Photo sur le site Web du Musée des Techniques (consulté le 11 juin 2010).
  4. (de) « Billets autrichiens »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) consulté le 7 mars 2009.

Voir aussi

Bibliographie

  • (de) Martin Gschwandtner, Aurum ex Aquis. Viktor Kaplan und die Entwicklung zur schnellen Wasserturbine [« L'or des eaux. Viktor Kaplan et le dĂ©veloppement de la turbine Ă  eau rapide »], vol. 2 (thèse de doctorat), Salzbourg, .
  • (de) Martin Gschwandtner, Gold aus den Gewässern. Viktor Kaplans Weg zur schnellsten Wasserturbine [« L'or des eaux. Le chemin de Viktor Kaplan vers la turbine Ă  eau la plus rapide »], Munich, Ă©d. Ravensburg, .
  • (de) Martin Gschwandtner, Viktor Kaplans Patente und Patentstreitigkeiten : Brevets et litiges en matière de brevets de Viktor Kaplan, Munich, Ă©d. Ravensburg, .
  • (de) Martin Gschwandtner (Actes du Congrès fĂ©dĂ©ral de la Bruna), Viktor Kaplans Leben und Lebenswerk [« La vie et l'Ĺ“uvre de Viktor Kaplan »], Schwäbisch GmĂĽnd, .
  • (de) Gerhard Maresch, Technisches Museum Wien, Sonderausstellung zur 50. Wiederkehr seines Todestages : Wasserkraft: Viktor Kaplan (1876–1934) [« Exposition spĂ©ciale Ă  l'occasion du 50e anniversaire de sa mort »], Vienne (Autriche), Eigenverlag des Technischen Museums, .

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