Énergie électrique : génération éolienne - CultureSciences de l'Ingénieur

Énergie électrique : génération éolienne

L’exploitation du vent à des fins énergétiques est très ancienne, les premières traces de voiles sur les embarcations sont datées d’il y a environ 5 000 ans. Les moulins à vent, « ancêtres » des éoliennes modernes, sont vraisemblablement apparus en Perse au VII^e siècle avant notre ère, mais c’est au Moyen-Age qu’ils se développèrent massivement en Occident. Longtemps essentiels dans les développements industriels, au côté des moulins hydrauliques, ils ont été utilisés pour le broyage d’aliments, lors de la fabrication du papier, la coupe de bois ou encore le drainage des polders aux Pays-Bas.

Le premier aérogénérateur électrique connu date de 1891, mis au point au Danemark. Aux USA, une éolienne bipale a été expérimentée en 1941. Dès 1920 en France,  une éolienne bipale a été conçue par la compagnie CEM. L’abondance et le bas prix des énergies fossiles et les difficultés associées à la variabilité du vent ont eu raison de cette technologie jusqu’à ce que la crise pétrolière de 1973 conduise à relancer les études sur les aérogénérateurs. C’est au début des années 1980, en Californie, que le second choc pétrolier ainsi que la prise de conscience écologique, conduisirent au « wind rush » avec près de 400 MW installés. C’est sans doute, cette première expérience industrielle qui a permis de l’accélération du développement de la technologie à axe horizontale, dominante aujourd’hui. Dans les années 1990, des machines de plus grandes puissances furent conçues puis déployées en Europe du nord. Depuis, le diamètre des turbines et la puissance nominale des éoliennes n’ont cessé de croître. Le XXI^e siècle, devant la nécessité de rompre avec les énergies carbonnées, renoue avec les installations éoliennes.

Cette ressource décrit les principes et les technologies de la génération d’énergie électrique par éolienne, depuis les ressources énergétiques du vent jusqu’au raccordement des éoliennes au réseau. Les technologies des chaînes de conversion sont présentées, les aspects économiques abordés, ainsi que des éléments de dimensionnement du système turbine-chaîne de conversion.

Contenu de la ressource :

1. Ressources énergétiques du vent
2. Part de l’éolien dans la production électrique
3. Coûts d’investissement et de production
4. Types de turbine
5. Imite du rendement aérodynamique, loi de Betz
6. Estimation annuelle de la production éolienne
7. Chaînes de conversion électrique
8. Connexion des parcs éoliens au réseau
9. Conclusion