Les vortex de charge partielle
Les vortex de charge partielle sont généralement bien établis à des débits inférieur à 50% du débit de meilleur rendement. À ces faibles débit, la partie haute de la roue pompe et la partie basse turbine, c'est ce qui entraîne des tourbillons inter-aubes.
Ils sont sensibles au sigma, leur volume croît lorsque le sigma descend. Ces vortex n'existent généralement pas sur les machines à double réglage.
Ces tourbillons sont une source d'instabilité parce qu'ils sont successivement excités par la torche de charge partielle qui elle tourne plus lentement que la roue et balaye ainsi chacun des vortex inter-aubes. Ceux-ci se gonflent momentanément sous la dépression causée par la torche créant ainsi une impulsion mécanique additionnelle sur une aube à la fois. Le chargement dynamique résultant des instabilités peuvent amener la fissuration de l'aubage très rapidement. Un apport d'air amont peut parfois atténuer ces sollicitations.
Sur la figure suivante, on voit qu'en fait deux structures tourbillonnaires sont représentées. La jaune est la plus volumineuse et peut créer des usures qui peuvent être confondues avec de la cavitation de sortie. Son point de départ au plafond peut laisser des trace d'usure qui ne sont pas inquiétantes en soi. La structure rouge résulte du décollement d'entrée de la "pompe", son point de fixation au plafond peut aussi montrer des usures.
Les opérateurs doivent redouter les sessions de marche à vide dans ces conditions à moins que ces fonctionnements n'aient été tenus en compte lors de la conception mécanique. À cette fin, il y a un cas qui a été traité à la centrale de Ilha Dos Pombos au Brésil. La solution adoptée a été d'introduire à mi-chemin entre le plafond et la ceinture une parois de révolution appelé aussi ceinture intermédiaire barrant la route au vortex et solidifiant la roue.