Comme vous le savez tous, une éolienne est un équipement qui capte l’énergie cinétique du vent et la transforme en énergie mécanique qui, à son tour, sera transformée en énergie électrique par un générateur placé dans le réseau. Aujourd’hui, nous vous en disons un peu plus sur les deux types d’éoliennes qui existent selon l’orientation de leur axe : vertical ou horizontal.

Éoliennes à axe vertical

Les pales de ce type d’éolienne tournent autour d’un axe central vertical. Elles présentent ainsi trois avantages fondamentaux par rapport à celles à axe horizontal :

  • Un serrage des lames facile à concevoir et à exécuter ;
  • Aucun système d’orientation n’est nécessaire pour capter l’énergie éolienne ;
  • Localisation facile de la chaîne de traction, du générateur et du transformateur, au niveau du sol.

En général, on peut dire que la performance des éoliennes à axe vertical est inférieure de moitié comparée à celle des éoliennes à axe horizontal. Ce fait a conduit l’industrie à en développer moins par rapport à ces dernières. Nous vous présentons ci-dessous les principaux modèles d’éoliennes à axe vertical :

Éolienne à axe vertical de type Darrieus

Elles portent le nom de l’ingénieur G.J.M. Darrieus. Elles peuvent être constituées de deux ou plusieurs lames disposées en pales verticales, paraboliques ou hélicoïdales. Elles utilisent la force de portance du vent, comme les éoliennes classiques.

L’éolienne Darrieus présente deux principaux inconvénients. Cette conception nécessite tout d’abord une surveillance en raison des profils aérodynamiques et de la symétrie des pales qui ne permettent pas l’autodémarrage. Ensuite, elle nécessite l’utilisation des tendeurs pour assurer la stabilité structurelle de la turbine.

Éolienne à axe vertical de type Savonious

Comme la précédente, celle-ci doit son nom à son créateur, S.J. Savonious. La disposition et la forme des lames est constituée de demi-cylindres reliés à un axe vertical. Ce type d’éolienne utilise la force de traînée du vent, sur le principe des moulins à vent.

Dans ce cas, les principaux inconvénients sont ses faibles performances, faible rendement et sa faible vitesse de rotation, bien que, contrairement au modèle précédent, ce modèle permette un démarrage automatique.

Eoliennes à axe horizontal

Contrairement à l’éolienne à axe vertical, ce type d’éolienne, dont l’axe est disposé horizontalement, se caractérise par la rotation des pales dans une direction perpendiculaire à la vitesse du vent. Ils sont classés en éoliennes lentes et rapides, en fonction de la vitesse de rotation de leurs rotors. Les seconds sont ceux qui sont connectés au réseau, tandis que les premiers fonctionnent généralement en mode “îlot”.

La vitesse de rotation des turbines est inversement proportionnelle au nombre de pales dont elle dispose. En utilisant des termes plus précis, nous dirons qu’une éolienne rapide est une éolienne dans laquelle la composante de portance est supérieure à la composante de traînée, ce qui entraîne des vitesses spécifiques élevées.

Les caractéristiques de ces deux types :

Turbine lente aérodynamique

Ils ont généralement entre 6 et 24 pales, ce qui leur donne des couples de démarrage élevés et une faible vitesse. Ils ne sont pas destinés à la production d’électricité mais, traditionnellement, à des applications telles que le pompage de l’eau. Dans ces machines, le coefficient λ, rapport entre la vitesse linéaire à l’extrémité de la pale et la vitesse du vent, est égal à 1.

Turbine rapide pour l’aviation

Ils ont généralement entre deux et trois pales, cette dernière étant la plus fréquente, avec un profil aérodynamique adéquat. Ils ont un coefficient λ supérieur à 4, atteignant des valeurs allant jusqu’à 12 et 14, ce qui les rend très adaptés à la production d’électricité car ils nécessitent un multiplicateur plus petit et moins cher.

Éolienne bipale et monopale

Ces éoliennes sont à leur tour classées en fonction de la disposition du rotor, éolienne bipale ou monopale. Elle se distingue par leur système : au vent (le vent affecte d’abord le rotor puis la tour) et sous le vent (le vent affecte d’abord la tour puis le rotor).

La configuration la plus utilisée dans le secteur de l’énergie est celle du rotor à trois pales et au vent.