Notions de base sur le fonctionnement d'une éolienne: l'origine du vent et son action

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De façon très élémentaire le vent est constitué de particules d'air qui sont mises en mouvement. La cause de ce mouvement est dûe à une différence de pression entre deux zones de l'atmosphère qui met les particules en mouvement. Pour simplifier,sans entrer dans les détails très complexes de la dynamique de l'atmosphère, on peut dire que cette différence de pression est d'origine thermique (forçage). En définitive, l'énergie éolienne est celle des particules de l'air qui acquièrent de la vitesse, c'est à dire de énergie cinétique qui toutefois a pour origine le rayonnement solaire, ce qui garantit son caractère inépuisable donc renouvelable.
Il y a ainsi formations de vents globaux et dans certaines zones de vents locaux (brise de mer, brise de terre, vent de montagne, vent de vallée...)avec des interactions très compliquées. En fait, on exploite plus particulièrement les vents locaux. Pour le producteur d'énergie éolienne la nature du vent importe peu, ce qui compte c'est en un lieu donné, son intensité, sa régularité et sa fréquence.


La seule énergie du vent est celle de ses particules en mouvement, c'est à dire de l'énergie cinétique. Il convient par conséquent de transformer une partie de l'énergie cinétique du vent en une énergie utilisable. Un convertisseur d'énergie utilisé pour cela est appelé une éolienne ou de façon plus savante un "aérogénérateur". Le plus simple est de produire de l'énergie électrique à l'aide d'une génératrice. Il faut faire tourner le rotor de cette génératrice. Par conséquent, il convient d'utiliser un moyen pratique et efficace pour le faire tourner. Pour cela, on utilise un dispositif que le vent peut mettre en rotation: c'est le rotor de l'éolienne (à ne pas confondre avec celui de la génératrice). Selon la direction de l'axe du rotor éolien, on distingue deux grands types d'éoliennes: les éoliennes à axe vertical , assez rares, et les éoliennes à axe horizontal qui sont les plus courantes.

Pour les éoliennes à axe horizontal, le rotor éolien comporte une une hélice , procédé mis au point au début du 20ième siècle en remplacement des ailes de moulin des premiers aérogénérateurs. Pour les éoliennes à axe vertical il existe plusieurs types de rotors, soit le modèle de Darrieus dont la théorie a été faite par Comolet (cf Comptes Rendus de l'Académie des Sciences - France),très étudié par le Sandia Laboratory aux USA, qui a équipé de très grands aérogénérateur au Canada, soit un procédé de type Savonius remis au goût du jour par la société lilloise Nénuphar pour ses projets d'éoliennes off-shore flottantes.






Dernière correction et modification : le 08/03/2021.

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