Le fonctionnement de l'énergie éolienne
D’où vient le vent ?
L'énergie éolienne est une forme indirecte de l'énergie solaire. L’absorption du rayonnement solaire dans l’atmosphère engendre des différences de température et de pression qui mettent les masses d’air en mouvement, et créent le vent.
L’énergie éolienne : une énergie utilisée depuis longtemps
Avec l’eau et le bois, le vent a été une des premières ressources naturelles à avoir été utilisée pour faciliter la vie de l’homme.
En maîtrisant la force du vent, l’homme a pu naviguer et découvrir de nouvelles terres ou encore moudre les grains avec des moulins à vent.
Aujourd’hui, l’énergie éolienne permet de produire de l’électricité.
Comment faire de l’électricité avec du vent ?
On utilise un aérogénérateur, plus communément appelé « éolienne ».
Son fonctionnement est simple et s’inspire de la technologie des moulins à vent.
La machine se compose de 3 pales (en général) portées par un rotor et installées au sommet d’un mât vertical. Cet ensemble est fixé par une nacelle qui abrite un générateur. Un moteur électrique permet d’orienter la partie supérieure afin qu’elle soit toujours face au vent.
Les pales permettent de transformer l’énergie cinétique (énergie que possède un corps du fait de son mouvement) du vent en énergie mécanique.
Le vent fait tourner les pales entre 10 et 25 tours par minute. La vitesse de rotation des pales est fonction de la taille de celles-ci. Plus les pales seront grandes, moins elles tourneront rapidement.
Le générateur transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. La plupart des générateurs ont besoin de tourner à grande vitesse (de 1 000 à 2 000 tours par minute) pour produire de l’électricité. Ainsi, le multiplicateur a pour rôle d’accélérer le mouvement lent des pales.
L’électricité produite par le générateur a une tension d’environ 690 volts. Ne pouvant pas être utilisée directement, elle est traitée grâce à un convertisseur, et sa tension est augmentée à 20 000 volts.
Elle est alors injectée dans le réseau électrique et peut être distribuée aux consommateurs.
Les éoliennes fonctionnent pour des vitesses de vent comprises entre 14 et 90 km/h. Au-delà, elles s’arrêtent pour des raisons de sécurité. La production électrique varie selon la vitesse du vent. C’est avec des vents de 45 à 90 km/h que l’éolienne produit sa puissance maximale.
Où placer une éolienne ?
Les éoliennes peuvent être placées sur terre (éolien terrestre). Ce sont les champs d’éoliennes (ou parc éolien) que tu peux voir quand tu voyages ou si tu habites près de l’un d’entre eux.
Mais elles peuvent aussi être placées en mer. On parle alors d’éolien maritime ou off-shore.
Installer un parc éolien implique les différents acteurs de la société : porteurs de projet, élus, pouvoirs publics et citoyens.
Avant de décider de l’installation d’un parc éolien, plusieurs études sont menées.
La première étape consiste à s’assurer que le site d’implantation envisagé convient à un tel projet.
Il doit en particulier :
- être suffisamment venté. Dans l’idéal, les vents doivent être réguliers et suffisamment forts, sans trop de turbulences, tout au long de l’année. Des études de vent sur le site sont donc indispensables ;
- être facile à relier au réseau électrique haute ou moyenne tension ;
- être facile d’accès ;
- ne pas être soumis à certaines contraintes (aéronautiques, radars, etc…) ;
- prendre en compte le patrimoine naturel, en particulier l’avifaune (faune animale des oiseaux) et la faune marine pour l’éolien maritime et éviter les zones protégées (telles que les réserves) ;
- ne pas prendre place dans des secteurs architecturaux ou paysagers sensibles (sites inscrits et classés, paysages remarquables…) ;
- être d’une taille suffisante pour accueillir le projet.
Cependant, il n’est pas interdit d’installer une éolienne hors de ces zones. Mais ces éoliennes ne seront pas forcément reliées au réseau électrique. Elles serviront par exemple à fournir de l’électricité à une exploitation agricole.
Les éoliennes en mer bénéficient de vents marins, donc plus forts et plus réguliers. Elles doivent être installées à plus de 30 km des côtes et à moins de 30 m de profondeur.