Le principe de fonctionnement d’une éolienne Sommaire : Introduction : Qu’est-ce qu’une éolienne? I/ Fonctionnement d’une éolienne II/ Composants et modélisation d’une éolienne III/ Sites éoliens et répartition en France IV/ Avantages V/ Inconvénients VI/ Coût et rendement d’une éolienne VII/ Capacité de production en France et dans le monde Conclusion

Introduction: Qu’est-ce qu’une éolienne? Une éolienne est une machine qui convertit l'énergie cinétique du vent (déplacement d'une masse d'air) en énergie mécanique ou électrique.

I/ Fonctionnement d'une éolienne : Parcours du courant jusqu’au réseaux domestiques : Une éolienne comment ça marche ? Une éolienne est constituée d'un mât de 50 à 100 m de haut. A son sommet se trouve une nacelle équipé d'un rotor à axe horizontal, lui-même équipé de trois pales mise en rotation par le vent. Le vent fait tourner les pales entre 10 et 25 tours par minute. L'énergie mécanique ainsi produite est transformée en énergie électrique dans la nacelle grâce à une génératrice discoïde (Phénomène d'induction) qui délivre un courant alternatif de 690 volts dont l'intensité varie avec la vitesse * Dans le cas des éoliennes produisant de l'électricité, un poste de livraison situé à proximité du parc éolien permet de relier ce parc au réseau électrique pour y injecter l'intégralité de l'énergie produite

II/ Composants d’une éolienne : * Un mât permet de placer le rotor à une hauteur suffisante pour permettre son mouvement (nécessaire pour les éoliennes à axe horizontal) et/ou placer ce rotor à une hauteur lui permettant d'être entraîné par un vent plus fort et régulier qu'au niveau du sol. Le mât abrite généralement une partie des composants électriques et électroniques (modulateur, commande, multiplicateur, générateur, etc.). * Une nacelle montée au sommet du mât, abritant les composants mécaniques, pneumatiques, certains composants électriques et électroniques, nécessaires au fonctionnement de la machine. * Un rotor, composé de plusieurs pales (en général trois) et du nez de l'éolienne. Le rotor est entraîné par l'énergie du vent, il peut être couplé directement ou indirectement à une pompe (cas des éoliennes de pompage) ou plus généralement à un générateur électrique. Le rotor est relié à la nacelle par le moyeu.

III/ Répartition des sites éoliens en France : En France, les côtes Atlantiques Nord et Méditerranéennes permettent un meilleur fonctionnement et une rentabilité supérieure des parcs éoliens littoraux à ceux situés à l’intérieur des terres, du à la puissance importante des vents marins.

IV/ Les avantages L’éolienne produit une énergie indéfiniment durable et propre. Elle ne nécessite aucun carburant. Elle ne crée pas de gaz à effet de serre et aucun déchet toxique. Une éolienne est en grande partie recyclable (gains économiques) car construite en acier. Apres son temps de fonctionnement (environ 20 ans) elle est entièrement démontable et ne laisse aucune trace.

V/ Inconvénients Les riverains craignent généralement une dégradation de l’aspect visuel des sites concernés. Elle dégage une nuisance sonore et lumineuse, provenant des flashs nécessaires à l’aviation civile. Elle perturbe les ondes hertziennes ce qui peut endommager les récepteurs de télévision. Elle représente un danger pour les migrations des oiseux Elle représente une infime production d’électricité par rapport aux autres moyens tel que la central nucléaire. Production d'électricité en France en 2004 * *L’énergie renouvelable comprend l’énergie éolienne, l’énergie solaire ainsi que l’énergie hydraulique

VI/ Coût et rendement d’une éolienne : -Le rendement : La production électrique d’une éolienne dépend d’une part du diamètre du rotor (ou moyeu) et de la vitesse du vent (en m/s) Exemple : Une éolienne de 600 kWh recevant un vent de 7.0 m/s à la hauteur des palles, et donc du rotor, verra sa production annuelle s’élever autours de 1.5 millions de kWh (comme le montre le graphique) Le coût : Le coût de l’implantation d’une éolienne comprend 3 critères : - L’installation (fondations, construction de voie…) comprenant également le transport du système qui n’excède normalement pas 15 000 euros. - Coût de l’éolienne (1 000 euros par kWh installé) Exemple : Une machine de 200 kWh coûtera 200 000 euros. - Coût du terrain selon le propriétaire Remarque : Le rallongement d’une éolienne est possible mais il est adviendra 1 500 euros par mètre supplémentaire.

VII/ Capacité de production en France et dans le monde par an Carte des vents :

Conclusion Ex : Un réacteur de 900 MW produira environ 5.7 TWh par an Malgré les avantages écologiques d’une production électrique (par éolienne), et la généralisation de l’exploitation des sites éoliens modernes, leurs productivités restent tout de même inférieurs à celles des infrastructures nucléaires. Ex : Un réacteur de 900 MW produira environ 5.7 TWh par an Alors qu’un éolienne de 600 kW produira 0.0000015 TWh par an

Cette animation vous a été présenté par Adrien Beneton et Arnaud Carriere… Merci à : http://fr.wikipedia.org/ http://www.ciele.org/ http://www.futura-sciences.com/ http://www.thewindpower.net/ http://www.quenea.com/ http://www.planete-energies.com/

Coupe d’une nacelle avec génératrice discoïde Il existe deux types de rotor : -Rotor à vitesse constante -Rotor à vitesse variable, c’est par ce type de rotor qu’un générateur synchrone discoïde est utilisé, ce qui permet la suppression du multiplicateur et donc une maintenance diminuée, le niveau de bruit est alors abaissé (du fait de l’absence du multiplicateur) et le rendement mécanique augmenté. Pales Génératrice discoïde Moyeu Tour Retour