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Hélices aériennes| Réf : BM4640 v1
Auteur(s) : Philippe LECONTE, Marc RAPIN, Edmond SZECHENYI
Date de publication : 10 janv. 2001
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La pale d’une éolienne est en réalité le véritable capteur de l’énergie présente dans le vent. De ses performances dépend la production d’énergie de l’installation, puis par conséquent l’intérêt économique de la machine.
La conception d’une pale doit faire appel à un compromis délicat entre le rendement aérodynamique, la légèreté, la résistance statique, la tenue en fatigue.
Ainsi le choix des profils, leur répartition en envergure, la forme en plan (évolution de la corde en fonction de l’envergure) et le vrillage de la pale doivent être soigneusement étudiés. Par exemple, selon le type de régulation choisi et selon la taille de l’éolienne, le vrillage pourra différer significativement d’une machine à l’autre. Pour une machine de grande taille à pas variable, on pourra envisager de démarrer la rotation en s’aidant du générateur utilisé en moteur. Par contre, pour une petite éolienne régulée au décrochage, le vrillage, notamment au pied de la pale, devra permettre un démarrage autonome de la machine. À ces contraintes s’ajoutent bien évidemment les critères relatifs au vent que la machine devra « utiliser ». Les constructeurs sont ainsi amenés à proposer différents types de pales pour une même puissance en fonction de la vitesse moyenne rencontrée sur les sites d’implantation.
Après le choix d’une première configuration aérodynamique, il faut concevoir une structure résistante et légère. Là encore, les conditions de vent (vitesses, taux de turbulence) influent sur la conception (charges extrêmes, tenue en fatigue).
On s’aperçoit donc aisément que la conception d’une pale est en fait un procédé itératif avec de nombreux paramètres et de nombreuses contraintes. Il est indéniable que l’apparition de logiciels de calcul évolués associés à des optimiseurs facilite grandement la tâche du concepteur.
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Du fait de la ressemblance entre une pale d’éolienne et une aile d’avion, il n’est pas étonnant que les techniques de construction et les...
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