Introduction systèmes éoliens

I. 2. Introduction

Depuis l’avènement des moulins à vent jusqu’aux premiers aérogénérateurs, la technologie des aéromoteurs (ou capteurs éoliens) a connu une évolution fulgurante surtout ces dernières décennies ; notamment dans le domaine de la production d’énergie électrique. Plusieurs technologies sont utilisées pour capter l’énergie du vent (capteur à axe vertical ou à axe horizontal) et leurs structures sont de plus en plus performantes. Outre leurs caractéristiques mécaniques, nous nous intéressons à l’efficacité de la conversion de l’énergie mécanique en énergie électrique.

En effet, il existe deux types d’éoliennes à savoir les éoliennes à axe vertical et les éoliennes à axe horizontal. Ainsi dans ce qui suit nous allons énoncer en première partie une généralité sur les différents types d’éoliennes, ensuite nous allons nous intéresser plus particulièrement aux éoliennes rapides à axe horizontal qui sont non seulement les plus répandues, mais aussi les plus efficaces.

I. 3. Quelques notions sur le vent

Les éoliennes convertissent l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. Cette énergie est renouvelable, non dégradée et non polluante.

La vitesse du vent varie selon les zones géographiques et les saisons, elle est surtout élevée pendant la période d’hiver et au niveau des mers (offshore). Le vent est défini par sa direction et sa vitesse.

Direction et vitesse du vent :

Le vent souffle en principe des zones de hautes pressions vers les zones de basses pressions.

Aux latitudes moyennes et aux grandes latitudes, sa direction est cependant modifiée du fait de la rotation de la terre. Le vent devient alors parallèle aux isobares au lieu de leur être perpendiculaire.

Dans l’hémisphère nord, le vent tourne dans le sens contraire des aiguilles d’une montre autour des aires cycloniques et dans le sens direct autour des zones anticycloniques. Dans l’hémisphère sud, les sens sont inversés par rapport aux précédents.

La vitesse du vent est mesurée avec des anémomètres. Il en existe plusieurs types classés en deux catégories principales (les anémomètres à rotation et les anémomètres à pression).

Une graduation a été établie, selon l’échelle Beaufort qui divise les vents en fonction de leurs vitesses en 17 catégories dont nous citons quelques unes au tableau 1 [3].

En effet, pour implanter un parc éolien, la prospection des sites possibles constitue le premier travail à effectuer pour juger de la capacité de production d’une centrale éolienne. Des relevés météorologiques complets sur les sites présumés doivent être effectués au moins pendant une année pour déterminer la possibilité ou non d’implanter le parc. Non seulement il faut connaître la vitesse moyenne du vent, mais aussi sa variation en fonction de l’altitude.

L e s vents les plus intéressants qui donnent finalement le plus d’énergie annuelle, sont les vents réguliers qui ont une vitesse de 6 à10m/s.