Les Eoliennes

Eolienne = énergie cinétique du vent, utilisée après conversion en énergie mécanique ou électrique. Cette énergie résulte de la force exercée par le vent sur les pales d'une hélice montée sur un arbre rotatif, lui-même relié soit à des systèmes mécaniques qui servent à moudre le grain ou à pomper l'eau, soit à un aérogénérateur qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique (voir Électricité). Lorsque l'arbre est connecté à une charge, par exemple à une pompe, la machine est appelée roue éolienne ; lorsque celle-ci est utilisée pour produire de l'électricité, il s'agit d'une turbine éolienne ou d'un aérogénérateur.
L'énergie éolienne est l'une des plus anciennes sources d'énergie connue. Par exemple, les Perses utilisaient des formes rudimentaires d'éoliennes à axe vertical dès 200 av. J.-C. Elles servaient à l'irrigation des terres cultivées et au meulage du grain. À l'origine, la roue supportant les pales était horizontale et reliée à un arbre vertical. Bien que peu efficace, ce type de roues se répandit en Chine et dans tout le Proche-Orient. Les roues éoliennes apparurent en France et en Angleterre au début du XIIe siècle, puis leur usage se généralisa dans toute l'Europe.

Comment fonctionne une éolienne?

Beaucoup de gens s'imaginent que plus il y a de pales, plus l'éolienne « récolte » du vent. Mais non. C'est la surface balayée par l'hélice qui compte. Ainsi deux grandes pales feront tout à fait aussi bien que trois pales. Les gens trouvent les tripales plus « élégantes ».


Mais le plus étonnant, ce sont ces fameuses éoliennes à une seule pale, que fabrique avec succès une très sérieuse entreprise italienne. C'est même une entreprise française, ATV, qui construit ces ailes curieuses.
Il faut d'abord lever bien haut l'éolienne pour qu'elle puisse profiter au maximum des vents. Ceci nécessite une tour toujours élevée par rapport à la taille de l'éolienne proprement dite. Une petite éolienne va être installée à 18 mètres de hauteur, c'est-à-dire au moins aussi haut que le sommet des poteaux électriques. Une grande éolienne s'élèvera à plus de 30 mètres. 
Lorsqu'il se met à souffler, le vent exerce un système de forces sur l'hélice qui, alors, se met à tourner. Les pales constituent ensemble le rotor. 
Les éoliennes modernes sont dites à axe horizontal : leur axe de transmission est parallèle au sol. 
Il existe d'autres sortes d'éoliennes, mais elles sont plus rares : ce sont les éoliennes à axe vertical, comme celle de Cap-Chat, au Québec (la plus grande du monde à axe vertical). 
Malgré son apparente légèreté, la nacelle contient tout l'équipement pour produire l'énergie. Pour les grandes éoliennes, elle pèse très lourd : plus de 30 tonnes. Sa taille est celle d'une mini-fourgonnette. Elle contient plusieurs pièces d'équipement dont la génératrice ou l'alternateur, qui est la plus importante.
L'efficacité maximum de l'éolienne est obtenue lorsque l'hélice est face au vent, donc perpendiculaire. Sur les petites éoliennes, c'est une girouette qui force la nacelle à rester dans l'axe du vent. 
Il n'existe pas de telles girouettes sur les grandes éoliennes, pour deux raisons :
la nacelle a tendance à osciller continuellement, ce qui use son axe vertical;
le poids considérable des grandes éoliennes exigerait une girouette énorme.
(ci-contre petite éolienne LMW).
Ces éoliennes se trouvent donc télécommandées par une petite girouette/anémomètre située sur ou à côté de l'éolienne. 
C'est ce petit dispositif qui ordonne à la grande nacelle de s'orienter vers une autre direction lorsqu'elle détecte que le vent a tourné. 
Tant que le vent est stable, venant du sud-ouest par exemple, l'orientation de l'éolienne ne changera pas.
Les éoliennes modernes n'ont que deux ou trois pales, car ce sont des pièces très coûteuses.
On préfère en mettre moins, mais les prendre plus longues. Ce qui compte pour obtenir de la puissance, c'est la surface balayée par les pales. Chacune d'elles peut ainsi peser 5 tonnes et être aussi longue qu'un grand camion-remorque !
Ainsi, le diamètre d'un rotor atteindra souvent la hauteur de la tour : parfois plus de 40 mètres.
Les éoliennes sont installées individuellement  : pour alimenter une maison ou un village, par exemple, et parfois même jusque dans la mer. Mais on les regroupe souvent en grand nombre. Situées dans un endroit très bien exposé aux vents, près d'une ligne à haute tension, elles deviennent alors une véritable centrale éolienne électrique. 
C'est ce qu'on appelle un parc d'éoliennes.
On peut cependant exploiter la force du vent selon différents principes aérodynamiques. Georges Darrieus est un inventeur français qui a développé le concept de l'éolienne à axe vertical. Malgré de remarquables avantages, ce type d'éoliennes est maintenant moins utilisé. Comme le vent est un fluide, on peut aussi appliquer des principes issus de l'hydrodynamique pour fabriquer une éolienne à turbine. Mais dans tous ces cas, ce sont les rendements réels, la solidité et évidemment le coût qui constituent les véritables facteurs pour développer un produit de série.

Finalement, la sécurité et la fiabilité sont sans doute l'exigence et l'enjeu primordiaux pour tous ceux qui veulent acquérir ou installer des éoliennes, quelle que soit leur taille. Malgré les améliorations technologiques, l'éolienne reste une machine très exposée aux intempéries (glace, foudre, pluie et vents violents) et les risques de bris hantent encore de nos jours les exploitants. La durée de vie d'une éolienne doit atteindre au moins 20 ans pour être rentable. Son entretien étant compliqué et coûteux, on comprendra que la lutte entre les fabricants sera encore longtemps féroce pour proposer des machines toujours plus solides, éprouvées et performantes.

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