Ammonit
Ammonit
headmot_fr_05.swf
Informations
pour réussir votre campagne de mesures
Qu'est-ce que l'énergie éolienne ?

D'où vient le vent ?

L’énergie éolienne provient de l’énergie solaire. Le Soleil irradie la Terre à un taux de 174 423 000 000 000 W/h de façon inégale : l’atmosphère se réchauffe plus rapidement dans les régions équatoriales et les terres se réchauffent plus rapidement que les océans. Ce différentiel de température est à l'origine de mouvements de convection dans l’atmosphère : l’air chaud, moins dense que l’air froid, s’élève jusqu'à environ 10km d'altitude avant de se déplacer vers le nord ou le sud, tandis que l’air froid se déplace à des altitudes plus faibles. Du fait de la rotation de la Terre, les masses d’air ne se déplacent pas en ligne droite vers le nord ou le sud, mais en spirales, dans des sens opposés (l’air chaud dans le sens horaire, l’air froid dans le sens antihoraire)  Les terres interfèrent avec ce flux en raison d'une différence de pression. Le vent est le mouvement de l’air qui tend à équilibrer la pression entre deux endroits.

 

On estime à environ 1-2% la part de l’énergie solaire convertie en énergie éolienne de manière naturelle. Une étude menée par l’université de Harvard conclut que des fermes éoliennes pourraient satisfaire les besoins en énergie de la population mondiale.

Haut de page

 

Histoire de l'éolien

Capter le vent est l’une des plus anciennes méthodes de production d’énergie. Depuis les temps anciens, l’Homme a utilisé l’énergie éolienne pour moudre du grain ou pour pomper de l’eau. Avec la découverte de l’électricité à la fin du 19è siècle, les premiers prototypes d'éolienne ont été construits, avec une technologie calquée sur les moulins à vent. Depuis, l'éolien est devenue une source d'énergie à part entière.

 

La crise pétrolière des années 1970, puis le mouvement anti-nucléaire des années 1980 ont fait grandir l’intérêt pour des énergies alternatives et la recherche de sources d’énergie écologiques et économiquement viables. Les éoliennes conçues à cette époque l’étaient essentiellement pour la recherche, et coûtaient extrêmement cher. Avec l’aide des gouvernements finançant la recherche internationale et participant à la création d’organismes de recherche dans les années 1980, des nouvelles méthodes de production d’énergie renouvelable ont continué à être explorées, développées et testées.

 

Les instituts de recherche comme le German Wind Energy Institute (DEWI) ou le Danish Research Institute Riso, ou divers programmes internationaux dans l'industrie éolienneont été d’une grande importance pour les avancées technologiques et industrielles de l’énergie éolienne. Grâce à des coopérations renforcées entre les instituts de recherche et les pionniers de l’énergie éolienne, des standards internationaux, une régulation forte ainsi que le développement de designs de plus en plus performants ont permis la mise en place de parcs éoliens viables.

 

Avec le développement des parcs éoliens de 55kW en 1981, les coûts élevés de l’énergie éolienne ont pu être réduits drastiquement. L’éolien est maintenant une des énergies les moins chères, quand tous les coûts externes sont pris en compte.

 

Les parcs éoliens actuels génèrent une part de l’énergie globale en constante augmentation. L’Allemagne est un des plus grand marchés éoliens, avec la deuxième plus grande capacité de production (23,903 MW en 2008), après les USA. Ensuite viennent l’Espagne, la France, le Danemark, la Chine et l’Inde.

 

L'industrie éolienne, avec un volume d’exportation en constante augmentation, est devenue un marché et un facteur économique de premier plan.

Haut de page

 

Futur de l'éolien

Les experts internationaux du climat et de l’environnement s’accordent sur le fait que l’atmosphère se réchauffe et que les ressources s’épuisent. À cela s’ajoute le fait que les centrales de production d’énergie bâties dans les années 1960 et 1970 vont bientôt devoir être remplacées. Les impératifs économiques et politiques ont considérablement changé depuis leurs constructions et les problèmes environnementaux ne peuvent plus être ignorés. Les traités internationaux, comme le protocole de Kyoto, établissent des engagements contraignants pour la réduction de l’émission des gaz à effet de serre dans les pays industrialisés. L'exploitation à l'échelle internationale des ressources énergétiques renouvelables est de plus en plus nécessaire. L’énergie éolienne semble ainsi promise à un bel avenir.

Haut de page

 

Chronologie des pionniers de l'éolien :

Charles F. Brush (1849-1929), un des fondateurs de l’industrie électrique américaine. Brush conçut une machine pour l’hiver 1887-88, aujourd’hui considérée comme la première turbine éolienne destinée à produire de l’électricité. Sa taille était colossale, avec un rotor de 17m de diamètre et 144 pales faites en bois de cèdre. La turbine chargea les batteries de Brush pendant 20 ans. Malgré sa taille, la turbine ne générait que 12 kW d’électricité.

Poul la Cour (1846-1908), météorologiste danois. Il est considéré comme le père de l’industrie éolienne moderne. Sa première turbine éolienne fut installée après la première guerre mondiale, pendant une pénurie de gaz. Il fonda le premier centre de recherche sur l’éolien, dans le Jütland, où il dispensa les premiers cours d’ingénierie éolienne, réalisa les premières expériences sur le vent et publia le premier magazine consacré à l’éolien.

Albert Betz (1885-1968), physicien Allemand. En tant que directeur de l’institut aérodynamique de Göttingen, il formula la loi dite « loi de Betz », qui stipule que, indépendamment du design de l’éolienne, seulement 59% de l’énergie cinétique du vent peut être convertie en énergie mécanique. Son livre « L'énergie éolienne et son utilisation dans éoliennes », publié en 1926, donne un bon aperçu de la compréhension de l’énergie et des turbines éoliennes à cette époque.

Palmer Cosslett Putnam (1910-1986), ingénieur Américain. Il développa la turbine éolienne Smith Putnam de 1,25 MW en 1941. Cette turbine eut une vie courte et fut arrêtée à cause des matériaux de construction inadaptés.

Ulrich W Hüttner (1910-1990), ingénieur Germano-Autrichien. Il développa la turbine éolienne de 100 kW StGW-34, étape importante pour la technologie éolienne moderne. Cette turbine fut installée en 1957 dans un champ dans les Alpes.

Johannes Juul (1887-1969), ingénieur Danois, élève de Poul la Cour. Il construisit la première turbine éolienne de 200 kW au Danemark, à Vester Egesborg en 1957. Cette turbine est le prototype des turbines éoliennes modernes.

Années 1970 et 1980
Le premier choc pétrolier engendra une réorientation de la politique énergétique. L'intérêt pour les énergies renouvelables grandit, ce qui mena à des programmes de recherche et de promotion nationaux et internationaux

Des ingénieurs Allemands et Danois développèrent les premières éoliennes économiquement rentables, que l'industrie de l'éolien considère aujourd'hui comme une grande avancée industrielle et technologique.

Haut de page

 

Comment calculer l'énergie éolienne ?

Le vent est fait de molécules d’air en mouvement, qui ont une masse. Un objet en mouvement, avec une certaine masse, possède une énergie cinétique. Il est possible d'exprimer sa masse par la relation :

Nous pouvons donc exprimer l'énergie cinétique par :

 

La puissance est égale à l'énergie cinétique divisée par le temps, soit :

Il est important de constater que la puissance est proportionnelle au cube de la vitesse. La vitesse est donc le paramètre le plus important à prendre en compte.

Haut de page

 

Comment calculer la densité de l'air ?

Le calcul de la densité de l’air est essentiel pour l’estimation de l’énergie éolienne d’un site. Cette densité varie beaucoup en fonction de l’altitude et de la température. La différence de densité entre -10° et 30° est 0,177 kg/m³.

La densité de l’air s'exprime en en kg/m³ et se calcule avec le formule suivante : 

p = pression atmosphérique en Pa ; R = constante des gaz parfaits ; T = température en K.

Haut de page

 

Quelle est l'unité de mesure de l'énergie éolienne ?

L’énergie éolienne se mesure en kilowatt heures (kWh) ou en mégawatts heures (MWh), mais l'unité de temps peut varier (par exemple par année ou par heure).

Haut de page

 

Literature


Literaturtipps

 

Comment nous contacter

Ammonit Measurement GmbH
Wrangelstrasse 100
10997 Berlin
Allemagne

E: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
T: +49-30-6003188-0

Comment nous trouver