Brevet FR3022297A1 — publié le 20151218

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne une turbine multi-étagée reconfigurable. ETAT DE LA TECHNIQUE La technologie des Cycles Organique de Rankine (dites « ORC » pour l'acronyme des termes anglais Organic Rankine Cycle) permet de convertir de la chaleur de moyenne/basse température en électricité, grâce à l'utilisation d'un fluide de travail à faible température d'ébullition. Dans une machine à cycle organique de Rankine, ce fluide de travail liquide est pompé puis vaporisé. La vapeur de fluide organique est ensuite détendue et puis condensée. On désigne par fluide dense à bas point d'ébullition, un fluide organique de densité supérieure à celle de l'eau et dont la température d'ébullition à la pression de 15 une atmosphère est inférieure à 50°C. Les échangeurs évaporateur, condenseur, ainsi que la pompe de circulation sont des équipements conventionnels et qui peuvent être facilement trouvés sur le marché. En revanche, les équipements pour la détente de vapeur de fluide de travail sont beaucoup plus complexes. Les turbomachines (turbines) sont considérées 20 comme la meilleure technologie pour les applications de détentes de gaz d'une puissance supérieure à 400 kW, pour des raisons de rendement et de fiabilité, en comparaison avec les expandeurs volumétriques, tels que les expandeurs à vis, à piston ou encore de type scroll. Une turbine est conçue pour un point de fonctionnement donné en termes de 25 température, de pression de sortie, de débit de fluide, de température et de pression maximale admissible en entrée. Une modification des conditions de fonctionnement (par exemple parce que la pression en sortie réelle est supérieure aux conditions nominales prévues) entraîne un fonctionnement hors spécifications, ce qui a pour conséquence de réduire le rendement et/ou limiter la puissance électrique fournie. 30 Développer de nouvelles turbines nécessite un vaste panel de compétences d'ingénierie dans la mécanique des fluides, la thermodynamique, la mécanique mais aussi la simulation numérique, le contrôle qualité, ainsi que des ressources non techniques (achats, gestion qualité...). La conception et la mise au point d'une nouvelle turbine nécessitent également des ressources financières et du temps de développement. Par ailleurs, une turbine mal conçue du point de vue aérodynamique ou mécanique implique des performances faibles en termes de rendement et/ou de disponibilité pour l'ensemble de l'installation. Dans la mesure où la technologie des machines ORC s'appliquent 5 essentiellement aux sources moyennes/faibles températures, avec par conséquent des rendements moyens/faibles, il est difficilement acceptable économiquement et industriellement de concevoir à chaque fois une nouvelle turbine pour des projets de taille moyenne (jusqu'à 3MW notamment). Pour en tenir compte, les acteurs de la technologie ORC ont naturellement développé une approche du marché orientée 10 «produit» pour leurs machines et leurs turbines, limité à un nombre donné de machines pour couvrir l'ensemble des besoins possibles, plutôt qu'une approche système sur mesure. Cependant, les applications ORC sont très diverses en termes de températures de source chaude, de source froide, de puissance thermique 15 disponible à valoriser et de fluide de travail envisageable (pour des raisons environnementales ou de sécurité). Parmi les choix de conception dans le domaine des turbines, la vitesse de rotation du rotor et le nombre d'étages sont des paramètres influents sur le coût. Il n'est cependant pas possible d'optimiser facilement les deux et un choix de 20 conception visant à réduire un des paramètres tend cependant à augmenter l'autre (réduire le nombre d'étages tend à augmenter la vitesse de rotation et donc la vitesse linéaire). Les turbines axiales multi-étagées sont couramment utilisées pour des applications vapeur ou turbines à gaz, mais dans l'état de l'art des turbines ORC il 25 s'agit généralement de turbines de type radiale ou axiale avec un ou deux étages dans la plupart des cas, et souvent avec de hautes vitesses de rotation. Ces turbines sont généralement de conception mécanique en porte-à-faux, avec les deux paliers d'un côté de l'arbre et les roues de l'autre côté par opposition à la conception dite entre-palier, pour laquelle les éléments de la turbine sont située 30 entre les paliers. La conception en porte-à-faux permet de réduire le nombre d'étanchéité à un, mais elle est difficilement compatible avec un grand nombre d'étages. De même, pour un diamètre donné, le choix d'un écoulement supersonique, à minima dans le premier distributeur, est généralement fait pour réduire le nombre d'étages. Ceci a pour effet d'augmenter la vitesse de rotation (et donc la vitesse linéique en périphérie d'arbre) et de réduire de manière plus ou moins importante le rendement sur l'étage concerné. Le principal paramètre guidant cet ensemble de décisions est que la mise en 5 oeuvre d'un étage est coûteuse. Pour ces raisons, les turbines ORC axiales sont généralement limitées à trois étages ou moins, et généralement à un étage pour les turbines radiales. On désigne ici par roues les disques de faible épaisseur non pleins munis d'ailettes fixés sur l'arbre de rotation. L'ensemble tournant, [roues+ arbres] forme le 10 rotor. On désigne par stator les parties fixes de la turbine, et en particulier les disques de faible épaisseur, non pleins, munis d'ailettes fixés sur le corps de la turbine. L'ensemble des pièces non tournantes est appelée le stator. 15 OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. D'une manière générale, la présente invention vise une turbine ORC optimisée pour de petites séries, à faible coût et reconfigurable selon les besoins du client. 20 A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une turbine axiale multi-étagée, pour la détente de fluide organique dense à bas point d'ébullition, qui comporte : - un rotor pour lequel des paliers et des étanchéités sont positionnés à chaque extrémité, 25 - des étages amovibles comportant, chacun, un distributeur fixe et une roue mobile fixée à l'arbre de rotation, - chaque roue étant composé d'un disque surmonté d'ailettes et d'une couronne, l'ensemble de la roue étant intégralement usiné dans la masse à partir d'un seul bloc, 30 - chaque étage présentant, en sortie, un écoulement subsonique dont la direction présente un angle inférieur à 15° par rapport à l'axe du rotor ; - le nombre d'étages étant supérieur ou égal à deux. Grâce à ces dispositions, on adapte la turbine rapidement en ajoutant ou en retirant un étage entre les paliers. De plus, en imposant une direction du flux sortant de chaque étage pratiquement axiale, on permet d'enlever ou d'ajouter des étages en amont ou en aval sans perturber l'ensemble de la machine. L'usinage en une pièce permet de réduire les coûts et de faciliter le processus de montage. Cela augmente également la fiabilité et éloigne les modes propres d'aubages (vibrations) et l'ajout ou le retrait d'un étage sont ainsi grandement facilités. Dans des modes de réalisation, la turbine objet de la présente invention comporte : - un nombre d'étages supérieur ou égal à trois et/ou - un nombre d'étages supérieur ou égal à cinq. Grâce à ces dispositions, plusieurs reconfigurations de la turbine sont possibles, par ajout ou retrait d'étages. Dans des modes de réalisation, les paliers sont à roulement et les étanchéités sont à garniture mécanique. Le coût de fabrication et de maintenance de la turbine est ainsi réduit. Dans des modes de réalisation, chaque distributeur est composé d'un disque surmonté d'ailettes et d'une couronne, l'ensemble du distributeur étant intégralement usiné dans la masse à partir d'un seul bloc, chaque distributeur demeurant une pièce unique lors des phases de montage ou en fonctionnement. L'usinage en une pièce permet de réduire les coûts et de faciliter le 20 processus de montage. Cela augmente également la fiabilité et éloigne les modes propres d'aubages (vibrations). De plus, L'ajout ou le retrait d'un étage sont ainsi grandement facilités. Dans des modes de réalisation, chaque étage présente en sortie, un écoulement subsonique dont la direction présente un angle inférieur à 100 par 25 rapport à l'axe du rotor. En imposant une direction du flux sortant de chaque étage pratiquement axiale, on permet d'enlever ou d'ajouter des étages en amont ou en aval sans perturber l'ensemble de la machine. Dans des modes de réalisation, la vitesse de rotation du rotor est de 1500, 30 1800, 3000 ou 3600 tours par minute +/-20 tours par minute. Une vitesse de rotation de 1500, 1800, 3000, 3600 tours par minute +/-20 tours par minute permet un couplage direct avec une génératrice, car il s'agit des vitesses de rotations des alternateurs à 50 HZ ou 60 Hz pour des machines à 2 ou 4 pôles. Dans des modes de réalisation, la vitesse linéaire au niveau des paliers et des étanchéités est inférieure à 30 m/s. La faible vitesse de rotation du rotor permet une faible vitesse linéaire des paliers. Ce qui permet l'utilisation de composés standard pour les paliers (roulement) 5 et étanchéité (garniture mécanique). Dans des modes de réalisation, le rayon extérieur du rotor est constant. Le rotor de la turbine étant de conception à diamètre extérieur constant (également appelé «constant shroud»), permet d'utiliser un corps de détente cyclindrique, réutilisable pour d'autres applications, c'est-à-dire d'autres conditions 10 de détente du fluide. Dans des modes de réalisation, la fréquence du premier mode de vibration du rotor est supérieure à la vitesse maximale de rotation augmentée de 20%. Dans des modes de réalisation, le degré de réaction est supérieur à 0,3 et le rotor est muni d'un élément de compensation de la poussée axiale de type piston 15 d'équilibrage et/ou butée. Dans des modes de réalisation, le stator est composé de trois corps principaux, un corps d'entrée, un corps de détente à l'intérieur duquel sont fixés les distributeurs, et un corps de sortie. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé 20 d'adaptation d'une turbine objet de la présente invention à des conditions de détente différentes pour un même fluide, qui comporte une étape de modification du nombre d'étages, par retrait ou ajout d'au moins un étage. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de fabrication d'une turbine objet de la présente invention, qui comporte, pour au moins 25 une roue ou un distributeur, une étape d'usinage dans la masse de la roue ou du distributeur intégralement à partir d'une seule pièce, en intégrant l'usinage du disque, des ailettes et de la couronne. Dans des modes de réalisation, l'étape d'usinage des roues et distributeurs est réalisée par une approche d'un engin d'usinage dans le sens axial. 30 Les avantages, buts et caractéristiques des procédés des deuxième et troisième aspects de la présente invention étant similaires à ceux de la turbine objet du premier aspect de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 302 2 2 97 6 D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement et en coupe, des ailettes d'un mode de réalisation particulier de la turbine objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation particulier de la turbine objet de la présente invention et - la figure 3 représente, schématiquement, une roue usinée 10 intégralement dans la masse d'un mode de réalisation particulier de la turbine objet de la présente invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif. 15 On note que les figures ne sont pas à l'échelle. La turbine objet de la présente invention est une turbine reconfigurable, pour la détente de fluide dense dans une machine à Cycle Organique de Rankine, sur le principe des turbines axiales multi-étagées. Cette turbine axiale multi-étagée pour fluide dense présente une conception 20 mécanique du rotor en entre-palier, admettant un grand nombre d'étages, ce qui lui donne la possibilité d'être reconfigurée pour d'autres applications. La turbine objet de la présente invention présente un écoulement correspondant à un triangle des vitesses axial entre deux étages successifs. On impose volontairement une direction du flux en sortie de chaque étage, ce qui permet 25 d'enlever des étages en amont ou en aval d'un étage sans perturber l'ensemble de la turbine, et ainsi de la reconfigurer. Au sujet du maintien de la direction axiale de l'écoulement en entrée/sortie d'étage, une turbine est généralement conçue pour un écoulement entrant dans un étage avec un angle donné (par exemple 15°), et sortant avec un autre angle, 30 potentiellement avec une déviation. Préférentiellement, dans la turbine objet de la présente invention, chaque étage de la turbine est optimisé pour que l'écoulement sorte axial, c'est à dire avec un angle de 00. Cette disposition est plus contraignante pour le choix des profils et le design de la turbine, mais permet d'avoir une conception reconfigurable, au sens où un étage étant enlevé, l'écoulement entrant dans l'étage suivant l'étage enlevé est toujours dans le sens axial. La turbine présente un écoulement subsonique, permettant une faible vitesse de rotation du rotor. Cet écoulement subsonique permet une faible vitesse linéaire des extrémités de l'arbre du rotor où sont positionnés les paliers et les étanchéités. L'augmentation du nombre d'étages permet également de réduire la vitesse de rotation et par extension, la vitesse linéaire en périphérie d'arbre et au niveau des paliers et des étanchéités. L'écoulement subsonique et l'augmentation du nombre d'étages influent sur la technologie des composants de paliers et d'étanchéité. Grâce au nombre d'étages considérés et à l'écoulement subsonique, la turbine objet de la présente invention permet d'utiliser des roulements au lieu de palier à gaz ou de palier magnétique, et des étanchéités de type garniture mécanique au lieu de garniture gaz. Cela réduit le coût de fabrication de la turbine. La turbine comporte des roues et distributeurs intégralement usinés dans la masse en une pièce, y compris la couronne d'étanchéité. Cette caractéristique permet de réduire le coût de fabrication et de faciliter le processus de montage. Cette caractéristique augmente également la fiabilité de la turbine et éloigne les modes propres d'aubages et les vibrations qu'ils induisent. La fabrication des roues et distributeurs par usinage en direct dans la masse, y compris la couronne d'étanchéité, permet de réduire significativement les coûts de fabrication par rapport à des montages classiques de type a) roue avec ailettes rapportées puis cerclage ou b) roue usinée dans la masse par périphérie, puis pose d'une couronne par 25 cerclage. Pour cette fabrication, une méthode préférentielle est l'usinage, par une machine cinq axes et de manière axiale, des ailettes dans le corps de la roue. Les coûts d'industrialisation de cette technique sont compensés par la fréquence d'utilisation de ces roues dans le cadre d'une turbine reconfigurable. 30 Le rotor de la turbine présente préférentiellement un diamètre extérieur constant (également appelé « constant shroud »), qui permet d'utiliser un corps de détente cylindrique, réutilisable pour d'autres applications. Une turbine axiale multi-étagée (avec un grand nombre d'étages) permet de reconfigurer la turbine en supprimant des étages en amont ou en aval de la turbine. Ainsi, si une turbine axiale à cinq étages construite selon les dispositions présentées ici permet de détendre une vapeur de fluide organique de vingt bars à deux bars, on peut : a) utiliser les mêmes éléments de la turbine en sélectionnant les trois 5 premiers étages pour réaliser une détente optimisée de vingt bars à six bars, ce qui permet d'augmenter la température de la source froide, par exemple dans le cadre d'une machine fonctionnant en cogénération et produisant électricité et chaleur. b) utiliser les mêmes éléments de la turbine en sélectionnant les quatre derniers étages pour réaliser une détente optimisée de seize bars à deux bars, ce 10 qui permet de valoriser efficacement de valoriser une source chaude à plus basse température. On peut ainsi rapidement reconfigurer une turbine d'une première application vers une deuxième application à moindre coût. Le système peut également être considéré pour une même turbine fonctionnant selon deux régimes différents selon la 15 saison. Par exemple pour une application donnée de machine ORC : a) en été, la machine ORC produit uniquement de l'électricité et la turbine utilise ses cinq étages de détente. L'énergie de condensation est dissipée à température ambiante, alors que b) en hiver, on cherche à valoriser la chaleur en sortie de machine et donc la 20 détente optimisée est limitée de vingt bars à six bars. Pour cette application, une intervention rapide permet de retirer une fois par an deux étages de turbine, le reste des éléments étant inchangé. On conserve ainsi un rendement optimal pour chaque période de l'année. La conception mécanique de la turbine objet de la présente invention peut 25 aussi être utilisée pour d'autres fluides dans des conditions de détente similaires. Seule la veine fluide, le profil des ailettes, est adapté et les composants mécaniques peuvent être conservés. On observe, sur la figure 1, un ensemble d'ailettes 10 comportant des ailettes de stator 105 et des ailettes de rotor 120. 30 En figure 1: - le vecteur C1 représente la vitesse du fluide en entrée du distributeur. Le vecteur C1 présente un angle al avec l'axe de rotation de la turbine ; - le vecteur C2 représente la vitesse du fluide en sortie du distributeur. Le vecteur C2 présente un angle a2 avec l'axe de rotation de la turbine ; - le vecteur C3 représente la vitesse du fluide en entrée du rotor. Le vecteur C3 présente un angle a3 avec l'axe de rotation de la turbine ; - le vecteur C4 représente la vitesse du fluide en sortie du rotor. Le vecteur C4 présente un angle a4 avec l'axe de rotation de la turbine ; - le vecteur W3 représente la vitesse relative du fluide en entrée du rotor. Le vecteur W3 présente un angle a'3 avec l'axe de rotation de la turbine ; - le vecteur W4 représente la vitesse relative du fluide en sortie du rotor. Le vecteur W4 présente un angle a'4 avec l'axe de rotation de la turbine ; - le vecteur U représente le vecteur vitesse, soit la produit de la vitesse 10 angulaire, en radians par seconde, par la distance à l'axe de rotation de la turbine. Dans le cas général, les angles ai et 04 sont différents. Préférentiellement, dans la turbine objet de la présente invention, ai = a4 = 00 . La figure 2 représente, une turbine axiale multi-étage reconfigurable objet de la présente invention. 15 On observe, en figure 2, une entrée 210 de valeur de fluide organique, un corps extérieur 205 et 240, une bride d'entrée 250, un espace 260 entre le rayon principal de la roue et une couronne d'étanchéité, espace où sont situé les ailettes un système de fixation des roues sur l'arbre 245, une sortie 235 de la vapeur et quatre étages successivement 215, 220, 225 et 230, composés, chacun d'un stator, 20 respectivement D1 à 04) et d'un rotor (respectivement R1 à R4). Le rotor présente un rayon extérieur constant (constant « shroud »). Dans des applications, pour obtenir une turbine optimisée sur une pression d'entrée, on peut supprimer l'étage 215, constitué de D1 et R1, voire également l'étage 220, constitué de D2 et R2. 25 Dans d'autres applications, pour obtenir une turbine optimisée sur une pression de sortie plus haute, on peut supprimer l'étage 230, constitué de D4 et R4. A partir d'une unique turbine à quatre étages, on peut obtenir, par simple retrait des étages, une turbine adaptée à chaque application particulière. Préférentiellement : 30 - les paliers sont à roulement et les étanchéités sont à garniture mécanique ; - dans chaque rotor, la roue à ailettes, le distributeur et une couronne d'étanchéité sont intégralement usinés dans la masse en une pièce ; - l'écoulement du fluide en sortie d'étage est subsonique et présente un angle inférieur à 15° par rapport à l'axe de rotation de l'arbre du rotor et, encore plus préférentiellement, inférieur à 10 °C ; - la vitesse de rotation du rotor est de 1500 /1800 / 3000 / 3600 tours par 5 minute +/-20 tours par minute ; - la vitesse linéaire de la périphérie des roues est inférieure à 30m/s ; - la fréquence du premier mode de vibration des rotors est supérieure d'au moins 20 % à la vitesse de rotation, par exemple supérieure à 4320 tours par minute, pour une vitesse de rotation de 3600 tours par minute avec une marge de sécurité de 10 20%, - chaque distributeur étant composé d'un disque surmonté d'ailettes et une couronne, l'ensemble du distributeur étant intégralement usiné dans la masse à partir d'un seul bloc, - le degré de réaction est supérieur à 0,3 et le rotor est muni d'un élément de 15 compensation de la poussée axiale de type piston d'équilibrage et/ou butée et/ou - le stator est composé de trois corps principaux, un corps d'entrée, un corps de détente à l'intérieur duquel sont fixés les distributeurs, et un corps de sortie. La figure 3 représente une roue de turbine intégralement usinée dans la masse. On observe, en figure 3, une roue 30 formée d'un disque plein 310, surmonté 20 d'un ensemble d'ailettes 320, surmontées d'une couronne 330. La roue 30 est fixée à l'arbre de rotation au niveau de la zone 340. De part, la présence de la couronne, l'usinage de la roue 30 ne peut être fait par la périphérie. Le procédé de fabrication des roues et distributeurs objet de la présente invention apporte des avantages en termes de fiabilité, de performance et de 25 réduction de coûts et de délais. Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, la turbine axiale multi-étagée, pour la détente de fluide organique dense à bas point d'ébullition, comporte : - un rotor pour lequel des paliers et des étanchéités sont positionnés à 30 chaque extrémité, - des étages amovibles comportant, chacun, un distributeur fixe et une roue mobile fixée à l'arbre de rotation, - chaque roue étant composée d'un disque surmonté d'ailettes et d'une couronne, l'ensemble de la roue étant intégralement usiné dans la masse à partir d'un seul bloc, - chaque étage présentant, en sortie, un écoulement subsonique dont la 5 direction présente un angle inférieur à 150 par rapport à l'axe du rotor ; - le nombre d'étages étant supérieur ou égal à deux. Préférentiellement, le nombre d'étage est supérieur ou égal à deux. Pour adapter une turbine à des conditions de détente différentes pour un même fluide, on modifie le nombre d'étages, par retrait ou ajout d'au moins un étage. 10 Pour adapter la turbine à un autre fluide, dans des conditions de détente similaire mais en conservant le même design mécanique, seul l'usinage des roues est retravaillé. Pour fabriquer une turbine objet de la présente invention, on réalise au moins une étape d'usinage dans la masse de la roue ou du distributeur intégralement à 15 partir d'une seule pièce, en intégrant l'usinage du disque, des ailettes et, préférentiellement aussi de la couronne. Préférentiellement, l'étape d'usinage des roues et distributeurs est réalisée par une approche d'un engin d'usinage dans le sens axial. 20 REVENDICATIONS1. Turbine (20) axiale multi-étagée, pour la détente de fluide organique dense à bas point d'ébullition, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un rotor (R1 à R4, 120) pour lequel des paliers et des étanchéités sont positionnés à chaque extrémité, - des étages (215 à 230) amovibles comportant, chacun, un distributeur fixe et une roue mobile fixée à l'arbre de rotation, - chaque roue (30) étant composée d'un disque (310) surmonté d'ailettes 10 (320) et d'une couronne (330), l'ensemble de la roue étant intégralement usiné dans la masse à partir d'un seul bloc, - chaque étage présentant en sortie, un écoulement subsonique dont la direction présente un angle inférieur à 15° par rapport à l'axe du rotor ; - le nombre d'étages étant supérieur ou égal à deux. 15 2. Turbine (20) selon la revendication 1, qui comporte un nombre d'étages (215 à 230) supérieur ou égal à trois. 3. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte un nombre 20 d'étages (215 à 230) supérieur ou égal à cinq. 4. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle les paliers sont à roulement et les étanchéités sont à garniture mécanique. 25 5. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle, chaque distributeur est composé d'un disque surmonté d'ailettes et d'une couronne, l'ensemble du distributeur étant intégralement usiné dans la masse à partir d'un seul bloc, chaque distributeur demeurant une pièce unique lors des phases de montage ou en fonctionnement. 30 6. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle chaque étage (215 à 230) présente, en sortie, un écoulement subsonique dont la direction présente un angle inférieur à 10° par rapport à l'axe du rotor. 7. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la vitesse de rotation du rotor est de 1500, 1800, 3000 ou 3600 tours par minute +/-20 tours par minute. 8. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle la vitesse linéaire au niveau des paliers et des étanchéités est inférieure à 30 m/s. 9. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle le rayon extérieur du rotor (R1 à R4) est constant. 10. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle la fréquence du premier mode de vibration du rotor est supérieure à la vitesse maximale de rotation augmentée de 20%. 11. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle le degré de réaction est supérieur à 0,3 et le rotor est muni d'un élément de compensation de la poussée axiale de type piston d'équilibrage et/ou butée. 12. Turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle un stator (D1 à 20 04, 105) est composé de trois corps principaux, un corps d'entrée, un corps de détente à l'intérieur duquel sont fixés les distributeurs, et un corps de sortie. 13. Procédé d'adaptation d'une turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 12 à des conditions de détente différentes pour un même fluide, qui comporte une étape 25 de modification du nombre d'étages, par retrait ou ajout d'au moins un étage. 14. Procédé de fabrication d'une turbine (20) selon l'une des revendications 1 à 12, qui comporte, pour au moins une roue ou un distributeur, une étape d'usinage dans la masse de la roue ou du distributeur intégralement à partir d'une seule pièce, en 30 intégrant l'usinage du disque, des ailettes et de la couronne. 15. Procédé de fabrication d'une turbine (20) selon la revendication 14, dans lequel l'étape d'usinage des roues et distributeurs est réalisée par une approche d'un engin d'usinage dans le sens axial.