Éoliennes - Évolution, principes de base et potentiel de conversion : Dossier complet | Techniques de l’Ingénieur

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{Encyclopedia}bm4540

Article de référence | Réf : BM4640 v3

Éoliennes - Évolution, principes de base et potentiel de conversion

Auteur(s) : Marc RAPIN, Philippe LECONTE

Date de publication : 10 janv. 2017

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NOTE DE L'ÉDITEUR

La norme NF EN IEC 61400-3-1 de septembre 2019 citée dans cet article a été complétée par l'amendement NF EN IEC 61400-3-1/A11 (C57-700-3-1/A11) : Systèmes de génération d’énergie éolienne - Partie 3-1 : Exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision janvier 2021)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille VN2101 (Février 2021)

29/04/2021

La norme IEC 61400 citée dans cet article a été complétée par une sixième partie : NF EN IEC 61400-6 (C57-700-6) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 6 : exigences en matière de conception du mât et de la fondation (Révision octobre 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2009 (Novembre 2020).

05/01/2021

Cet article est la réédition actualisée de l’article BM4640 intitulé « Éoliennes » paru en 2009 et rédigé par Marc RAPIN et Philippe LECONTE.

10/01/2017

La norme NF EN 61400-3 de juin 2009 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN IEC 61400-3-1 (C57-700-3-1) : Systèmes de génération d'énergie éolienne - Partie 3-1 : exigences de conception des éoliennes fixes en pleine mer (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2002 (Mars 2020).

28/05/2020

RÉSUMÉ

L'intérêt premier d'une éolienne se situe dans la récupération de l'énergie cinétique présente dans le vent. Ce dispositif fait appel à des compétences dans des domaines variés, comme l’aérodynamique, la mécanique, les matériaux, la météorologie, etc. Cet article s’attache à exposer le contexte actuel des différents types d’éoliennes (à axe vertical et à axe horizontal), à travers les aspects et les caractéristiques liés à leur utilisation. Leur principe de fonctionnement, et notamment la conception du rotor et des pales (premier étage de la récupération d’énergie) mais encore leur implantation sur site sont des paramètres importants, également abordés dans cet article.

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ABSTRACT

Wind Turbines. Evolution, basic principles and potential for conversion

The main utility of the wind turbine is in the transformation of kinetic energy provided by wind. This device calls on various technical and scientific domains such as aerodynamics, mechanics, materials, meteorology, etc. This article describes and explains the context of current machines (vertical- and horizontal-axis) through their various operating characteristics. Their working principles, and especially rotor and blade designs (the first step in energy transformation), and site implementation are also described.

Auteur(s)

Marc RAPIN : Délégué général - CEVEO Cluster (Centre Expertise et Valorisation de l’ÉOlien), Énergies Normandie, France
Philippe LECONTE : Chef du service Bureaux d’Études Centraux - Direction des Grands moyens techniques de l’Onera, The French Aerospace Lab, Châtillon, France

INTRODUCTION

Les éoliennes représentent une forme très ancienne d’exploitation du vent. Toutefois, leurs principes de fonctionnement ne seront établis qu’au début du XX^e siècle, et il faudra attendre en particulier les années 1970-2000 pour voir le développement des éoliennes actuelles, avec une importante évolution à la fois de leur utilisation de par le monde, de leurs taille et puissance, et de leur conception. On est ainsi passé de la petite machine isolée pour le pompage de l’eau aux grands parcs d’aérogénérateurs multimégawatts connectés sur le réseau.

Les progrès technologiques et scientifiques réalisés dans différents domaines de l’ingénieur, dont l’aérodynamique, les structures, les matériaux, l’électrotechnique, la météorologie et le contrôle, ont permis d’améliorer l’efficacité et la fiabilité de ces machines. Les éoliennes tripales à axe horizontal se sont progressivement imposées et représentent la quasi-totalité du marché actuel. Ces progrès ont aussi mené à une réduction très importante du coût du kilowattheure éolien, ce qui conduit à une capacité installée très importante et toujours en croissance en Europe, Amérique et Asie.

Cet article permet de donner une vision globale des aspects liés à l’éolien, d’appréhender, sans être exhaustif, les thématiques impliquées et ses spécificités. Il s’attache en particulier à décrire le potentiel de conversion d’énergie que l’on peut obtenir grâce au rotor d’une éolienne, dont les principes s’apparentent ou sont issus de ceux des hélices et rotors d’hélicoptère.

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MOTS-CLÉS

renouvelable | éolien | rotor

KEYWORDS

renewable | wind energy | rotor

VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de janv. 2001 par Philippe LECONTE, Marc RAPIN, Edmond SZECHENYI
Version archivée 2 de avr. 2009 par Marc RAPIN, Philippe LECONTE

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - GWEC - * - Global Wind Energy Council http://www.gwec.net
(2) - SER - * - Syndicat des Énergies Renouvelables http://www.enr.fr
(3) - RTE - * - Réseau de Transport d’Électricité http://www.rte-france.com
(4) - WINEUR - * - Project, Wind Energy Integration in the Urban Environment http://www.urbanwind.net
(5) - RAPIN (M.), NOËL (J.-M.) - Du petit éolien à l’éolien offshore. - 2e édition, Dunod (2014).
(6) - GIPE (P.) - Wind energy – Comes of age. - Wiley (1995).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

Hélices aériennes.
Aérogénérateurs électriques.
Éolien offshore – Techniques de base.

1 Événements

Colloque National éolien : organisé annuellement par FEE http://colloque-national-eolien.fr

Rencontres Windustry France : organisées annuellement par le SER http://www.windustry.fr

WindEurope Conference and Exhibition : organisé annuellement par l’Association européenne de l’éolien WindEurope https://windeurope.org/events/

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2 Outils logiciels

Logiciels : FAST, WASP, WindPRo, Wind Farm, GéoWind...

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3 Annuaire

• Normalisation et certification

Bureau Véritas, France http://www.bureauveritas.fr

DNV GL, organisme de certification indépendant http://www.dnvgl.com/energy/generation/renewables-certification/index.html

IEC (International Electrotechnical Commission) http://www.iec.ch...

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