Leçons de niveau 12

Éolienne/Une éolienne qu'est-ce que c’est ?

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Une éolienne qu'est-ce que c’est ?
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Chapitre no 2
Leçon : Éolienne
Chap. préc. :Introduction
Chap. suiv. :Du vent à l'électricité
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Éolienne/Une éolienne qu'est-ce que c’est ?
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Une éolienne est une machine qui est très utile dans l’utilisation d’énergie renouvelable. Comme l’indique ce nom, on utilise une certaine forme d’énergie pour la transformer en une autre. Ici, cette machine transforme l’énergie cinétique du vent (déplacement d’une masse d’air) en énergie électrique. Mais cette partie n’a pas pour sujet le côté physique mais plutôt la description de ce « géant des prés ».
Les premières éoliennes conçues pour la production d’électricité datent de la fin du XIXème. Elles ont maintenant une conception technologique beaucoup plus avancée.

Les éléments qui constituent une éolienne:

Schéma d'une éolienne
  • Le mât (ou la tour) : selon l’environnement et donc l’exposition au vent, leur taille varie : ils mesurent entre 30 et 90 m. Actuellement, les mâts en acier (voir, en béton armé) et fortement ancré dans le sol, sont très répandus pour les éoliennes de forte puissance. Ils sont autoporteurs et auto-résistants. Il supporte la nacelle
  • Les pales : elles représentent certainement la partie la plus importante de l’éolienne. Le bon fonctionnement, la durée de vie de l’éolienne et le rendement dépendent de celles-ci. Plusieurs éléments les caractérisent :
    • la longueur : tout dépend de la puissance désirée. Il faut aussi tenir compte de la fréquence de rotation maximum (pour limiter les contraintes dues à la force centrifuge).
    • la largeur : pour obtenir des vitesses de rotation élevées, les pales fines et légères sont préférables.
    • les matériaux : ils doivent être légers, résistants à l’érosion, à la corrosion et à la fatigue mécanique. Ceux qui présentent ces caractéristiques sont les suivants : le bois, le lamellé-collé (lamelles de bois collées ensemble), les alliages en aluminium, les matériaux composites.
    • le nombre : les éoliennes se composent de deux ou trois pales.
  • Le multiplicateur et la génératrice : les pales de l’hélice transfèrent sa puissance au moyeu qui est fixé à l’arbre lent de l’éolienne. Ce dernier tourne assez lentement (environ 20 tours par minute). C’est le multiplicateur qui permet d’avoir une puissance mécanique plus importante : en effet, il fait tourner l’arbre rapide 75 fois plus vite que l’arbre lent. C’est la génératrice qui convertit la puissance du mouvement de rotation en énergie électrique selon le principe d’une dynamo. Pour une meilleure production, l’hélice doit se trouver face au vent.
  • Le transfert des données : l’anémomètre et la girouette mesurent la vitesse et la direction du vent. Ces données sont transférées au système contrôle-commande qui comporte un ordinateur afin de contrôler l’état de l’éolienne et son orientation. C’est une cabine (armoire de couplage au réseau électrique) située à la base de l’éolienne qui disperse l’énergie électrique et qui permet de se connecter au réseau d’électricité existant.