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1 I. Table des matières II. GENERALITE SUR LES EOLIENNES ......................

1 I. Table des matières II. GENERALITE SUR LES EOLIENNES .................................................................................. 4 1. Etymologie : ................................................................................................................................... 4 2. Historique :..................................................................................................................................... 4 3. Les éléments d’une éolienne : ........................................................................................................ 4 a) La nacelle : ................................................................................................................................. 5 b) Le Rotor : ................................................................................................................................... 5 c) Système de verrouillage du rotor : ............................................................................................. 6 d) L’arbre principal ........................................................................................................................ 6 e) Le multiplicateur ........................................................................................................................ 6 f) Arbre rapide ............................................................................................................................... 6 g) La génératrice............................................................................................................................. 6 h) La girouette et l’anémomètre : ................................................................................................... 6 i) Le pivot d’orientation : .............................................................................................................. 6 j) Le mat ........................................................................................................................................ 6 k) Les fondations ............................................................................................................................ 7 III. Principe de fonctionnement d’une éolienne : ............................................................................ 8 IV. Les types d’éolienne ..................................................................................................................... 9 1. Les éoliennes à axe horizontal ....................................................................................................... 9 a) Les éoliennes à rotation lente ..................................................................................................... 9 b) Les éoliennes à rotation rapide................................................................................................... 9 2. Les éoliennes à axe vertical ........................................................................................................... 9 c) Les éoliennes à axe vertical de type Darrieus .......................................................................... 10 d) Les éoliennes à axe vertical Savonius : .................................................................................... 10 V. Les critères d’implantation d’une éolienne : ............................................................................... 10 3. Le vent : ....................................................................................................................................... 10 4. Autres critères : ............................................................................................................................ 11 VI. Les modes d’exploitation de l’énergie éolienne : ..................................................................... 11 1. Les éoliennes offshores : .............................................................................................................. 12 2. Les éoliennes onshores : .............................................................................................................. 12 VII. Coût et rendement d’une éolienne : ......................................................................................... 12 3. Le rendement : ............................................................................................................................. 12 4. Le coût : ....................................................................................................................................... 13 VIII. Avantages et inconvénients des éoliennes : .......................................................................... 13 1. Avantages ..................................................................................................................................... 13 2 e) L’énergie éolienne est sûre ...................................................................................................... 13 f) L’énergie éolienne est fiable .................................................................................................... 13 g) Les éoliennes occupent peu de terrain ..................................................................................... 13 h) L’énergie éolienne peut et doit respecter le paysage : ............................................................. 13 2. Les problèmes qui se posent : ...................................................................................................... 14 IX. Les Parcs éoliens au Maroc :..................................................................................................... 14 1. Le Parc éolien "Abdelkhalek Torres" à Koudia Al Baida :......................................................... 14 2. Le Parc éolien "Amogdoul" : ....................................................................................................... 15 3. Le Parc éolien de Dahr Saadane : ................................................................................................ 16 X. L’avenir de l’énergie éolienne : ................................................................................................... 16 1. Définition de l’éolienne offshore : ............................................................................................... 16 2. L’offshore à la base du développement de l’éolien : ................................................................... 17 3. Un tiers de l’énergie éolienne sera produite par des installations offshores : .............................. 17 4. Rendement : ................................................................................................................................. 18 5. Impact sur l’environnement : ....................................................................................................... 18 3 INTRODUCTION : Le vent est une énergie naturelle capable de créer de l'électricité ou une force mécanique : c’est. Le mot éolien vient du grec « Éole », dieu du vent, signifiant « rapide » « vif » et qui désignait dans l’antiquité grec le dieu du vent. Ce mot est également utilisé pour nommer les machines qui utilisent cette énergie : les éoliennes. L’utilisation de cette énergie n’a aucun effet néfaste pour l’environnement. Ceci fait d’elle une énergie propre qui est une réelle alternative au problème de gestion des déchets nucléaires et aux émissions de gaz à effet de serre. Les éoliennes représentent également une chance pour plus de deux milliards de personnes isolées d’accéder enfin à l’électricité. De plus, peu coûteuses à long terme, elles sont une véritable possibilité d'économie au vue de la consommation croissante en énergie. Malheureusement leur implantation n'est pas possible dans tous les lieux, notamment dans les sites naturels protégés. Par ailleurs le bruit qu’elles émettent et leur esthétique dérangent certains riverains. Ainsi leur potentiel d'énergie d'avenir n'est pas encore exploité au maximum. De cette façon nous pouvons nous demander si les éoliennes sont adaptables à tous les milieux, autant d’un point de vue topographique qu'humain. Nous verrons pour cela quelques généralités sur les éoliennes dans une première partie, puis les conditions topographiques nécessaires à leur implantation pour finir avec l'impact sur l'activité humaine. 4 II. GENERALITE SUR LES EOLIENNES 1. Etymologie : Le mot " éolienne " vient du grec (Éole), le dieu des vents. Le terme signifie également " Rapide ", " Vif " ou " Inconstant ". 2. Historique : Depuis l'Antiquité, les moulins à vent convertissent l'énergie éolienne en énergie mécanique (généralement utilisé pour moudre du grain). De nos jours, on trouve encore des éoliennes couplées à des pompes à eau, généralement utilisées pour irriguer des zones sèches, assécher des zones humides, ou abreuver le bétail. En 1888, Charles F. Brush construit une petite éolienne pour alimenter sa maison en électricité, avec un stockage par batteries. La première éolienne " industrielle " génératrice d'électricité est développée par le danois Poul La Cour en 1890, pour fabriquer de l'hydrogène par électrolyse. Dans les années suivantes, il crée l'éolienne Lykkegard, dont il aura vendu 72 exemplaires en 1908. Une éolienne expérimentale de 800 KVA a fonctionné de 1955 à 1963 en France, à Nogent-le-Roi, dans la Beauce. Elle avait été conçue par le Bureau d'Etudes Scientifiques et Techniques de Lucien Romani et exploitée pour le compte d'EDF. Simultanément, deux éoliennes Neyrpic de 130 et 1 000 KW furent testées par EDF à Saint-Rémy-des-Landes (Manche). Il y eut également une éolienne raccordée au secteur sur les hauteurs d'Alger (Dély- Ibrahim) en 1957. Cette technologie a été quelque peu délaissée par la suite et il faudra attendre les années 1970 pour que le Dnemark reprenne les développements d'éoliennes. 3. Les éléments d’une éolienne : L'éolienne est composée de trois grandes parties : la nacelle, le mat et les fondations. 5 a) La nacelle : La nacelle comprend tous les éléments mécaniques qui permettent de transformer l'énergie mécanique produite par les pales en énergie électrique. Les pales, l'anémomètre et le rotor sont fixés dessus. A l'intérieur se trouvent la boîte de vitesse, la génératrice, les systèmes de contrôles, le capteur de température (huile de la boite de vitesse afin de distinguer une usure prématurée), le capteur de vibration et le capteur de vitesse (une éolienne commence à tourner à partir de 20km/h, est à sa pleine puissance à 60km/h, et les pales arrêtent de tourner lorsque le vent dépasse 90km/h). La nacelle se situe à environ 60 mètres au dessus du sol et les pales mesurent (sur une éolienne de 100 mètres) environ 32 mètres. b) Le Rotor : Il est constitué des pales et du nez. Des études ont été faites dans des souffleries afin de déterminer le nombre optimal de pales pour le fonctionnement de l'éolienne. Il a été démontré que moins les pales sont nombreuses, plus l'éolienne met du temps pour démarrer et inversement. De plus, lorsque l'éolienne a deux pales, les vibrations sont très fortes et rendent ainsi l'éolienne fragile. Lorsqu'elle en possède plus de trois, les pales sont perturbées par l'air déplacé par la pale précédente. Le rendement s'en trouve ainsi réduit. Ainsi le nombre optimal de pales pour le fonctionnement d'une éolienne est de trois. Les pales sont torsadées afin d'offrir plus de surface au vent et peuvent aussi s'orienter. Cette partie qui est reliée au multiplicateur par l'arbre principal est toujours orientée de façon à être face au vent grâce à la girouette et à l'anémomètre. 6 c) Système de verrouillage du rotor : C'est là que se situent les freins qui s'activent si la vitesse du vent est supérieure à 90km/h et qui empêchent ainsi le rotor de tourner. d) L’arbre principal Il est entraîné par les pales et tourne à vitesse assez basse avec beaucoup de force. e) Le multiplicateur L'arbre principal tourne lentement transmettant une très grande force de rotation au multiplicateur. Celui-ci transforme ensuite cette force : au lieu d'une rotation lente avec une grande force, on obtient une rotation rapide avec une petite force. f) Arbre rapide Il relie la génératrice et le multiplicateur. Sa rotation est donc rapide (environ 1500 tr/min) mais la force est plus faible. g) La génératrice La génératrice transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. Elle est soit directement sur l'axe de l'aéromoteur, soit entraînée par un multiplicateur. La fréquence de rotation est égale au diamètre de l'hélice. Elle diminue quand le diamètre augmente donc on doit parfois augmenter la fréquence. h) La girouette et l’anémomètre : Ces deux instruments permettent de connaître respectivement l'orientation du vent et sa vitesse. Ils sont placés derrière les pales. Ils prennent les mesures entre deux passages de pales et établissent une moyenne. i) Le pivot d’orientation : Le pivot d'orientation permet à la machine de présenter l'hélice face au vent quelque soit sa direction. Il ne fait pivoter que la nacelle. j) Le mat Le mat est constitué de trois parties, qui sont reliées par des boulons qui ne sont pas serrés au maximum pour permettre une certaine extension. Les boulons s'étirent, il faut donc les resserrer régulièrement. Le courant est produit en 690V continus en haut de l'éolienne. Il est apporté en bas de l'éolienne par des câbles qui passent dans le mat puis est transformé en 20 000V alternatif par un puissant transformateur. De plus, il doit être assez robuste pour résister à une éventuelle surcharge due au givre ou à un vent trop fort. 7 La première partie contient un ordinateur qui permet de contrôler le fonctionnement de l'éolienne. C'est cet ordinateur qui, grâce aux informations mesurées par l'anémomètre et uploads/Geographie/ les-eoliennes.pdf