Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN IEC 61400-3-1 de septembre 2019 citée dans cet article a été complétée par l'amendement NF EN IEC 61400-3-1/A11 (C57-700-3-1/A11) : Systèmes de génération d’énergie éolienne - Partie 3-1 : Exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision janvier 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille VN2101 (Février 2021)
La norme IEC 61400 citée dans cet article a été complétée par une sixième partie : NF EN IEC 61400-6 (C57-700-6) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 6 : exigences en matière de conception du mât et de la fondation (Révision octobre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2009 (Novembre 2020).
Cet article est la réédition actualisée de l’article BM4640 intitulé « Éoliennes » paru en 2009 et rédigé par Marc RAPIN et Philippe LECONTE.
La norme NF EN 61400-3 de juin 2009 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN IEC 61400-3-1 (C57-700-3-1) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 3-1 : exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).
RÉSUMÉ
L'intérêt premier d'une éolienne se situe dans la récupération de l'énergie cinétique présente dans le vent. Ce dispositif fait appel à des compétences dans des domaines variés, comme l’aérodynamique, la mécanique, les matériaux, la météorologie, etc. Cet article s’attache à exposer le contexte actuel des différents types d’éoliennes (à axe vertical et à axe horizontal), à travers les aspects et les caractéristiques liés à leur utilisation. Leur principe de fonctionnement, et notamment la conception du rotor et des pales (premier étage de la récupération d’énergie) mais encore leur implantation sur site sont des paramètres importants, également abordés dans cet article.
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Lire l’articleABSTRACT
The main utility of the wind turbine is in the transformation of kinetic energy provided by wind. This device calls on various technical and scientific domains such as aerodynamics, mechanics, materials, meteorology, etc. This article describes and explains the context of current machines (vertical- and horizontal-axis) through their various operating characteristics. Their working principles, and especially rotor and blade designs (the first step in energy transformation), and site implementation are also described.
Auteur(s)
-
Marc RAPIN : Délégué général - CEVEO Cluster (Centre Expertise et Valorisation de l’ÉOlien), Énergies Normandie, France
-
Philippe LECONTE : Chef du service Bureaux d’Études Centraux - Direction des Grands moyens techniques de l’Onera, The French Aerospace Lab, Châtillon, France
INTRODUCTION
Les éoliennes représentent une forme très ancienne d’exploitation du vent. Toutefois, leurs principes de fonctionnement ne seront établis qu’au début du XXe siècle, et il faudra attendre en particulier les années 1970-2000 pour voir le développement des éoliennes actuelles, avec une importante évolution à la fois de leur utilisation de par le monde, de leurs taille et puissance, et de leur conception. On est ainsi passé de la petite machine isolée pour le pompage de l’eau aux grands parcs d’aérogénérateurs multimégawatts connectés sur le réseau.
Les progrès technologiques et scientifiques réalisés dans différents domaines de l’ingénieur, dont l’aérodynamique, les structures, les matériaux, l’électrotechnique, la météorologie et le contrôle, ont permis d’améliorer l’efficacité et la fiabilité de ces machines. Les éoliennes tripales à axe horizontal se sont progressivement imposées et représentent la quasi-totalité du marché actuel. Ces progrès ont aussi mené à une réduction très importante du coût du kilowattheure éolien, ce qui conduit à une capacité installée très importante et toujours en croissance en Europe, Amérique et Asie.
Cet article permet de donner une vision globale des aspects liés à l’éolien, d’appréhender, sans être exhaustif, les thématiques impliquées et ses spécificités. Il s’attache en particulier à décrire le potentiel de conversion d’énergie que l’on peut obtenir grâce au rotor d’une éolienne, dont les principes s’apparentent ou sont issus de ceux des hélices et rotors d’hélicoptère.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
renewable | wind energy | rotor
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2001 par Philippe LECONTE, Marc RAPIN, Edmond SZECHENYI
- Version archivée 2 de avr. 2009 par Marc RAPIN, Philippe LECONTE
- Version courante de août 2024 par Marc RAPIN
DOI (Digital Object Identifier)
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Accueil > Ressources documentaires > Archives > [Archives] Ressources énergétiques et stockage > Éoliennes - Évolution, principes de base et potentiel de conversion > Caractérisation des différents types d’éoliennes et de leurs utilisations
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Présentation
Principe de fonctionnement
En anglais
2. Caractérisation des différents types d’éoliennes et de leurs utilisations
On peut aisément classer les éoliennes en deux grandes familles : celles à axe vertical et celles à axe horizontal. D’autres configurations plus anecdotiques (profils oscillants, aubes mobiles, profils en translation) ont vu le jour, mais n’ont jamais débouché sur une quelconque industrialisation.
2.1 Évolution des éoliennes
L’intérêt premier d’une éolienne se justifie par la possibilité qu’elle apporte de récupérer l’énergie cinétique inépuisable présente dans le vent. Cette énergie est transformée en énergie mécanique de rotation qui peut être exploitée principalement de deux manières :
-
soit directement pour entraîner par exemple une pompe de relevage d’eau (figure 1) ;
-
soit pour entraîner une génératrice électrique.
Dans le cas de production d’énergie électrique, on peut distinguer deux types de configuration :
-
l’énergie sert à recharger des batteries (typiquement les éoliennes de bateaux, figure 4) ou est stockée dans des accumulateurs en vue de son utilisation ultérieure ;
-
l’énergie est utilisée directement par injection sur un réseau de distribution, ce qui représente la quasi-totalité de la puissance éolienne installée dans le monde.
On constate ainsi que les applications électriques de l’énergie éolienne permettent, d’une part la complémentarité avec les moyens traditionnels de production (centrales thermiques classiques ou nucléaires) pour des régions disposant d’une infrastructure existante, d’autre part, la possibilité de production sur des sites non raccordés à un réseau de distribution traditionnel.
Il est particulièrement intéressant de souligner les possibilités offertes par l’énergie éolienne en ce qui concerne le désenclavement de régions peu urbanisées et ses applications dans les pays en voie de développement : alimentation d’unités de désalinisation, cogénération avec des groupes Diesel,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GWEC - * - Global Wind Energy Council http://www.gwec.net
-
(2) - SER - * - Syndicat des Énergies Renouvelables http://www.enr.fr
-
(3) - RTE - * - Réseau de Transport d’Électricité http://www.rte-france.com
-
(4) - WINEUR - * - Project, Wind Energy Integration in the Urban Environment http://www.urbanwind.net
-
(5) - RAPIN (M.), NOËL (J.-M.) - Du petit éolien à l’éolien offshore. - 2e édition, Dunod (2014).
-
(6) - GIPE (P.) - Wind energy – Comes of age. - Wiley (1995).
-
...
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Rencontres Windustry France : organisées annuellement par le SER http://www.windustry.fr
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