Article

1 - CONTEXTE ACTUEL

2 - CARACTÉRISATION DES DIFFÉRENTS TYPES D’ÉOLIENNES ET DE LEURS UTILISATIONS

3 - CONCEPTION ET FONCTIONNEMENT DE LA PALE

4 - CONCEPTION ET FONCTIONNEMENT DE L’ÉOLIENNE

5 - IMPLANTATION SUR SITE

6 - CONCLUSION

7 - ANNEXE – DONNÉES STATISTIQUES ET ÉCONOMIQUES

8 - GLOSSAIRE

9 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : BM4640 v4

Éoliennes - Évolution, principes de base et potentiel de conversion

Auteur(s) : Marc RAPIN

Date de publication : 10 août 2024

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RÉSUMÉ

L'intérêt premier d'une éolienne se situe dans la récupération de l'énergie cinétique présente dans le vent. Ce dispositif de conversion en énergie électrique fait appel à des compétences dans des domaines variés, comme l’aérodynamique, la mécanique, les matériaux, l’électrotechnique, la météorologie, etc. Cet article s’attache à exposer le contexte des différents types d’éoliennes (à axe vertical et à axe horizontal) et leurs évolutions vers l’offshore, 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) ainsi que leur implantation sur site sont des paramètres importants, également abordés dans cet article.

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ABSTRACT

Wind Turbines. Evolution, Basic Principles and Potential for Conversion

The primary benefit of a wind turbine lies in the recovery of kinetic energy provided by the wind. This electricity conversion device requires skills in various technical and scientific fields such as aerodynamics, mechanics, materials, electrotechnics, meteorology etc. This article aims at explaining the context of current machines (vertical and horizontal axis ones) and their evolution towards offshore, through several characteristics. Their working conditions and especially the rotor and blade designs (first step of energy recovery), as well as their location on site, are important parameters also described in this article.

Auteur(s)

  • Marc RAPIN : Diplômé de l’ENSAM - Expert éolien - Chargé de mission Innovation, Pôle ASTech Paris Région, 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 pour les applications terrestres. 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’électro-technique, 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 en constante progression en Europe, Amérique et Asie. Les développements vers l’offshore ont ensuite ouvert de nouveaux marchés et donné une nouvelle impulsion dans la conception de machines de très grandes puissances.

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.

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KEYWORDS

blades design   |   rotor design   |   offshore location   |   working conditions

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v4-bm4640


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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) - France Renouvelables -   Porte-parole des professionnels de l’éolien.  -  https://www.france-renouvelables.fr

  • (5) - RAPIN (M.), NOËL (J.-M.) -   Du petit éolien à l’éolien offshore.  -  3e édition, Dunod (2019).

  • (6) - GIPE (P.) -   Wind energy – Comes of age.  -  Wiley (1995).

  • ...

1 Événements

Colloque national éolien : organisé annuellement par France Renouvelables http://www.colloque-national-eolien.fr

WindEurope Annual Event : organisé par l’Association européenne de l’éolien WindEurope http://windeurope.org/events/

Seanergy, salon français annuel des Énergies Marines Renouvelables par Bluesign http://www.seanergy-forum.com

FOWT, salon français annuel de l’éolien offshore flottant http://www.fowt-conferences.com

HAUT DE PAGE

2 Outils logiciels

Simulation turbine : OpenFAST (NREL), Bladed (DNV), Hawc2 (DTU), QBlade (TU Berlin), Ashes (NTNU)…

Simulation structures et dynamiques offshore : OrcaFlex (Orcina), SIMA (SINTEF), Deeplines (PRINCIPIA), SESAM (DNV), ANSYS…

Simulation vent/implantation/production : WAsP (DTU), WindPRO (EMD), WindFarmer (DNV), Openwind (UL), WindSim…

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3 Annuaire

...

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