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L'énergie éolienne

La puissance P (en kW) fournie par une éolienne interceptant une section S (en m²) d'un vent soufflant à une vitesse V (en m/s) est donnée par la formule   P = k x S x V³  (le coefficient k valant 0,37 pour une éolienne idéale).

    Cela fait plus de mille ans que l'on utilise l'énergie du vent. Ce sont les Perses qui furent les pionniers des moulins à vent... L'éolienne ou aérogénérateur d'aujourd'hui ne ressemble plus tellement au modèle de nos ancêtres qui servait à moudre le blé...













En observant des baleines à bosses, des chercheurs on essayé de comprendre pourquoi les bosses sur leurs nageoires leurs permettent de mieux nager. Après avoir fait des expériences en laboratoires sur des modèles, cette technique de bosses permet maintenant de fabriquer des pales d'éoliennes qui ont un rendement de 20% supérieur aux modèles habituels et sont plus résistantes. (Voir le fabricant Whale Power)

Cette innovation inspirée d'un être vivant pourrait aussi être utilisée sur des ailes d'avion, des ventilateurs, etc..









Des français ont inventé une éolienne qui transforme l'humidité contenue dans l'air en eau potable. L'éolienne capte d'abord l'humidité naturellement présente dans l'air, puis la condense grâce à une unité frigorifique située dans la nacelle. Cette eau coule ensuite à travers un filtre, puis est stockée dans le mat. L'énergie créée par l'éolienne sert à tout ce processus, et il en reste même pour fournir de l'électricité.

Les modèles vont du plus petit de 10m de haut et qui fournit environ 50l d'eau par jour au plus grand, qui ferait 75m de haut et pourrait fournir 20.000l d'eau par jour. Il existe des versions mobiles de ces éoliennes, et elles peuvent même fonctionner en plein désert - où elles fourniront évidemment moins d'eau que sur les côtes.











Des pales en composite thermoplastique seront produites à partir d’une résine (CBT resin) de Cyclics, ce qui permettra la production de quelque 19 tonnes de matériaux de pales recyclable par turbine d’éolienne.





Dans certains pays, comme l'Allemagne, où les éoliennes sont déjà très répandu, il reste de moins en moins d'endroits favorables à l'implantation de nouvelles éoliennes... à part la solution off-shore (très chère, mais qui se développe), une autre solution est de remplacer d'anciennes éoliennes par de nouvelles beaucoup plus puissantes (3 à 5MW).

Les anciens modèles vont alors dans un marché d'occasion de l'éolien, qui permettra à certains pays d'installer ces technologies à des côuts moindre..





Des éoliennes de 5MW ont commencé à être installés en 2004, et des éoliennes de 10MW sont prévues en 2010 :

• Modèle : 5M Repower - Repower Fr
  
• Puissance nominale : 5MW
  
• Production annuelle estimée : 17 GWh
  
• Hauteur du rotor pour le modèle terrestre : 120m
  
• Hauteur du rotor pour le modèle maritime : 90m
  
• Diamètre du rotor : 126m
  
• Longueur d'une pale : 61,5m
  

• Modèle : Enercon E112
• Puissance nominale : 4,5MW
  
• Hauteur du rotor pour le modèle terrestre : 124m
  
• Diamètre du rotor : 114m
  

• Modèle : Nordex 5M
• Puissance nominale : 5MW
  
• Hauteur du rotor pour le modèle maritime : 85m
  
• Diamètre du rotor : 115m
  

En France, depuis 2008 l'état à fixé à 82€/MWh (130€/MWh pour l'éolien offshore) le prix du rachat de l'éléctricité éolienne pendant 10 ans, et ensuite à un prix variable suivant le site pendant 5-10 ans.





En Alsace, Aeolta propose des éoliennes domestiques posables sur tout toit en pente. Ce sont de petites éoliennes horizontales enfermées dans une boîte pour utiliser l'effet venturi (ce qui accélère la poussée du vent).








Au japon, Zephyreco fabrique des éoliennes de puissance maximum de 1,5kW (à 12,5m/s) pesant moins de 16kg et ayant des pales de 1,8m de diamètre. Elle peut produire 138W (à 6m/s).

Un dispositif permet une production continue d'électricité même par faible brise. Le prix est de 2200 euros (contrôleur électronique compris).

Le projet de "Moissoneurs du vent"

Le projet consiste à créer un groupement d’achat, qui regrouperait 20 à 50 agriculteurs, afin de pouvoir négocier avec les fabricants des conditions d’achat préférentielles (économie de 20 à 40%) pour de petites éoliennes - jusqu'à 20kW ou 10m de diamètre.

Le service de maintenance et le stock de pièces détaché serait ainsi rentable et optimisé.






C’est pour obtenir des données fiables sur les performances de petites éoliennes, qu’à Narbonne, dans l’Aude, l’ADEME, EDF, la ville et la région ont inauguré en décembre le Site Expérimental pour le Petit Eolien de Narbonne (Sepen).

Cette installation permettra de tester durant 6 mois, dans des conditions de vent fort et soutenu, les performances de 4 "petites" éoliennes de moins de 10 kilowatts.






L'éolienne Strand Wind (image à gauche) de Townsville en Australie a une puissance de 6kW et peut produire jusqu'à 16kWh d'électricité par jour - elle est connectée au réseau de la ville.

La turbine mesure 6m de haut et 3,3m de large au niveau des rotors, qui, à vitesse maximale, tournent à 90 tours par minute sans faire de bruit.

Le projet, inauguré fin 2004, a coûté 40.000€. Il sert à éduquer le publique à propos de l'énengie éolienne. Près de celle-ci est installé un ordinateur qui donne en temps réel les infos de vent et deproduction d'énergie.






Voici une petite éolienne pour immeubles, elle s'appelle Turby et a une puissance de 2,5kW. Elle mesure 3m de haut et 2m de large. Elle peut être positionné à 5m de haut sur le toit d'un immeuble et sa forme fait qu'elle peut utiliser des vents venant de nombreuses direction, de 4m/s à 55m/s - sa puissance nominale se situant à 14m/s.











Liens d'éoliennes à axe vertical :














Voici un nouveau type d'éolienne - celle à multirotor. L'entreprise SELSAM, à conçu une éolienne comportant 7 rotors de 3 pales, d'un diamètre de 2,1m fournissant une puissance de 6 kW.

L'arbre (la tige sur laquelle sont placés les rotors) n'est pas parallèle au sol, mais penchée, afin d'éviter les perturbations du flux d'air d'un rotor sur un autre.

[Tableau interactif : Survolez les points pour afficher les infos] - Cliquez ici si le tableau ne s'affiche pas

Un nouveau type d'éolienne, le système WARP, fait l'objet d'appels d'offres pour des licences de fabrication et de maketing. Le système se compose de modules empilables sous forme de tours dans lesquels le vent est amplifié avant de faire fonctionner des hélices éoliennes. Le système est même prévu pour pouvoir utiliser des cellules photovoltaîques comme matériau externe.








Le problème actuel des éoliennes est qu'elles ne peuvent pour l'instant pas remplacer entièrement les autres sources d'énergie.. la solution passe par un mélange d'énergies renouvelables différentes, et par une augmentation des rendements de ces nouvelles technologies !

Frein à compresseur : Un ingénieur espagnol à mis au point un système de récupération de l'énergie de freinage des éoliennes (lorsque le vent est trop fort) sous forme de compression d'air à haute pression. Cette réserve d'air compressé peut alors servir à faire tourner une turbine lorsque l'éolienne ne fonctionne pas.

La compagnie britannique Stormblade Turbine développe un nouveau type d'éolienne (avec un design semblable à celui d'un réacteur d'avion) qui devrait être plus efficace, moins bruyante et nécessiter moins de maintenance que la formule standard à trois pales.









La hauteur toujours plus grande des éoliennes actuelles est dût au fait qu'en montant en altitude, le vent est plus fort et plus constant, ce qui amène à des hauteur au niveau des rotors à 120m pour les plus grandes éoliennes..

Une autre solution, serait d'utiliser des éoliennes volantes qui produirait l'énergie directement dans le ciel et l'acheminerait par câble au sol. Un type d'éolienne volante se lancerait dans le ciel comme un hélicoptère (Skywindpower) et l'autre comme un ballon sonde remplit d'helium (Magenn) - deux principes très différents.

Plus d'infos en anglais sur Treehugger : Flying Windmills (Mars 2005) et Floating Wind Turbines (Décembre 2005)










Des chercheurs italiens ont un projet de générateur électrique éolien mû par des cerf-volants ("kites" en anglais) qui montent jusqu'à 2000m et qui par leurs mouvements rotatifs font tourner un "moulin à vent" horizontal et pourrait générer beaucoup de courant. D'après ses concepteurs ce sera beaucoup plus rentable que les solutions actuelles.

Un article en anglais sur Wired et le site officiel.








  Quelques liens en français :

Planète éolienne Plans d'éoliennes Suivi éolien : Chiffres et informations actualisés de la filière éolienne française Ademe Bretagne Les compagnons d'Eole Vergnet Espace Eolien France Energie Eolienne Galerie photos d'éoliennes : thewindpower.net.

Les éoliennes, comment ça marche : de demain-la-terre Devenir un producteur d'énergie de proximité chez outils solaire Un petit dossier : de Geo-confluences La Compagnie du Vent Eoliennes mécaniques Un projet éolien controversé au large du massachusetts Photeus : sur les énergies renouvelables Eolienne sur Wikipedia

  Quelques liens en anglais :

British Wind Association Les pales verticales US Department of Energy European Wind Energy Association

American Wind Association Canadian Wind Association WindPowerOnline Wind power et Wind farm sur Wikipédia