Le fonctionnement des éoliennes

Je suis passé dans le département de l'Aude… J'ai pu voir un parc éolien et me suis posé une question concernant ces impressionnantes machines. Comment fonctionne une éolienne???

Une éolienne ?! Qu'est ce que c'est ?

Une éolienne est un dispositif qui permet de transformer l'énergie (la force) du vent en énergie mécanique (moulin, éolienne de pompage...) ou en énergie électrique (aérogénérateur).

Composition d'une éolienne

Une éolienne, c'est:

- Une fondation
- Un mat
- Une nacelle orientable
- Un mécanisme
- Une hélice à trois pales (les plus répandues).

Fonctionnement du mécanisme de l'éolienne

L'hélice est fixée sur le moyeu du rotor (axe de rotation de l'hélice), lequel, en passant dans une boite d'engrenages (c'est le multiplicateur), fait tourner le moyeu du générateur. Sur le moyeu du générateur, il y a un frein à disque, puis le générateur.

Lorsque le vent souffle suffisamment fort (~15 km/h), l'hélice se met en rotation entraînant la rotation du moyeu de l'hélice. Ce dernier fait tourner le moyeu du générateur grâce aux engrenages du multiplicateur. Il peut multiplier 70 fois la vitesse de rotation du moyeu de l'hélice. On peut donc avoir une rotation de 20 tr/min de l'hélice et avoir, à la sortie du multiplicateur, une rotation du moyeu du générateur de 1500 tr/min. Ensuite, le frein à disque sert à freiner le moyeu lorsque celui-ci tourne trop vite (vitesse du vent à environ 90 km/h, car au-dessus il y a un risque de destruction de l'éolienne). Et pour finir, il y a le générateur qui va transformer la rotation de l'axe en électricité (c'est le même principe qu'une dynamo de vélo).

Les dispositifs complémentaires à l'éolienne

Sur l'éolienne, on trouve aussi un anémomètre qui permet de mesurer la vitesse du vent et d'activer les freins pour éviter la destruction de l'éolienne. En effet, un générateur transforme la rotation de son axe en électricité, mais il dégage aussi de la chaleur.

Il y a également la girouette qui permet de connaître le sens du vent. Grâce à elle et à un moteur qui fait pivoter la nacelle, l'éolienne est placée face au vent. On augmente ainsi son rendement.

Quelques chiffres…

Les éoliennes actuelles produisent environ 2,1 MW, un diamètre du rotor de 85m environ et environ 140 m de hauteur totale.

L'emplacement des éoliennes joue un rôle crucial dans la puissance restitué par ces dernières. Il faut savoir que la puissance d'une éolienne augmente considérablement avec la vitesse du vent. En effet, la puissance augmente avec le cube de la vitesse du vent.
Si le vent double la puissance sera multipliée par 8, si le vent triple la puissance sera multipliée par 27.

En savoir un peu plus

On peut également trouver de grandes fermes éoliennes en pleine mer, ce sont des parcs éoliens offshore.

Il existe aussi d'autres types d'éolienne comme:

L'éolienne Darrieus.

L'éolienne Savonius