Autant en emportera le vent : l’énergie éolienne

13 septembre 2019 | Marc-Andre Jacques

L’énergie éolienne est utilisée par les humains depuis plusieurs centaines d’années. Nous en avons d’abord tiré profit avec les bateaux à voiles, ensuite avec les moulins à vent et plus récemment, avec les éoliennes génératrices d’électricité. Cette dernière forme d’énergie électrique est considérée comme une énergie renouvelable, mais puisqu’elle est produite au gré du vent, elle est variable. En effet, l’électricité produite ainsi fluctue en fonction de la vitesse du vent et cette variation devra être compenser pour équilibrer la production d’électricité et la consommation du réseau électrique.

Malgré qu’une éolienne puisse prendre plusieurs formes, nous nous concentrerons ici sur la forme la plus utilisée présentement dans les parcs éoliens du Québec et du Canada, celle de l’éolienne à axe de rotation horizontale. Celle-ci peut produire de l’électricité sur terre ou en mer.

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Éolienne à axe de rotation horizontale sur terre. Crédit : Wagner Christian
 
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Transport d'une pale d'éolienne dans le village de Saint-Luc-de-Bellechasse. Crédit : AnnaTallulah
 
Comment fonctionne-t-elle?

Une éolienne produit de l’énergie avec le mouvement de l’air, grâce au vent, qui fait tourner ses pales entre 10 et 20 tours par minutes. Ces pales peuvent mesurer en moyenne de 25 à 60 m.

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Moyeu d'une éolienne sans pales et un enfant placé dans un diamètre pouvant accueillir une pale. Crédit : Erik Streb
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Comme les turbines des centrales électriques, les pales des éoliennes sont reliées à un générateur qui transforme l’énergie du mouvement en énergie électrique. La quantité d’électricité produite dépendra alors principalement de la vitesse du vent, de la surface balayée par les pales, ainsi que de la densité de l’air.

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Schéma d'une éolienne à axe de rotation horizontale. Crédit : Mathieu Clabaut
 

Pour bien fonctionner, les éoliennes nécessitent un apport minimal en vent pour commencer à tourner et produire de l’électricité, soit généralement de 12 à 14 km/h. Avec des vents de 50 à 60 km/h, la vitesse de rotation des pales augmente et elles génèrent ainsi leur puissance maximale. Comme la vitesse des vents est plus élevée en hauteur, les nacelles des éoliennes sont installées sur des mâts, souvent aussi hauts qu'un édifice de 20 étages. Bien qu’utile, une vitesse élevée de rotation des pales ne peut pas croître à l’infini et au-delà de 90km/h, il faut arrêter la production d’électricité pour prévenir les bris mécaniques.

Et si je voulais construire ma propre éolienne?

Je viendrais visiter la nouvelle salle EXPLORE du Centre des sciences de Montréal où il sera possible de monter vos mini éolienes à axe horizontale et de les tester. Ce sera donc à vous de chercher et découvrir la forme et la longueur de pale idéale et le meilleur angle pour que la vitesse de rotation de votre mini éolienne soit optimale. Ouverture prévue à la fin novembre!

Marc-Andre

Jacques

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Marc-André travaille comme chargé de recherche et vulgarisation au Centre des sciences de Montréal, après y avoir été éducateur scientifique auprès du public. Il détient un baccalauréat en orthophonie-audiologie et en biotechnologie et suit l’actualité technologique comme un vrai technovore. Il adore communiquer ses découvertes sur le monde de la science et de la technologie.

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