Les éoliennes sont un excellent moyen de produire une énergie propre et renouvelable. Mais comment fonctionnent-elles ? Dans cet article de blog, nous allons aborder la science de la production d’énergie par les éoliennes. Nous aborderons également certains des avantages et inconvénients de l’utilisation des éoliennes pour produire de l’énergie. Bonne lecture et…bon vent 😉
Qu’est-ce qu’une éolienne ?
L’éolienne convertit l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Celle-ci peut être utilisée pour produire de l’électricité ou pour alimenter d’autres dispositifs tels que des pompes à eau. Les éoliennes sont généralement montées sur des tours d’une hauteur moyenne de 120 m, possédant de grandes pales reliées à un arbre, qui entraîne un générateur produisant de l’électricité. Leur taille peut varier, entre les petits appareils domestiques jusqu’aux grandes machines industrielles. Nous l’avons évoquer en introduction, l’énergie éolienne est une source d’énergie propre et renouvelable, et elle est utilisée depuis des siècles pour pomper l’eau et moudre le grain. Aujourd’hui, les éoliennes constituent un élément important de l’effort mondial de réduction des émissions de gaz à effet de serre et de lutte contre le changement climatique.
Quelle puissance une éolienne peut-elle produire ?
| Taille éoliennes | Diamètre rotor (m) | Puissance généré (Kw) |
| Micro éoliennes | 0,5 à 2 | 0,1 à 1 |
| Petite éoliennes | 2 à 12 | 1 à 36 |
| Moyennes éoliennes | 12 à 35 | 36 à 350 |
| Grandes éoliennes | 35 à 125 | 350 à 5000 |
La quantité d’énergie qu’une éolienne peut produire dépend de la taille de l’éolienne et de la vitesse du vent. Une turbine typique peut générer environ 50 kilowatts d’énergie avec une vitesse de vent moyenne de 19 km/h. Par vent fort, cette même turbine peut générer jusqu’à 350 kilowatts d’énergie. L’éolienne géante Haliade-X de General Electric, la plus grande au monde, pourra, elle, généré près de 310 MWh en 1 seule journée, de quoi alimenter en électricité une ville de 25000 habitants.
La puissance d’une éolienne industrielle est généralement beaucoup plus élevée que celle d’une éolienne domestique. Les turbines industrielles peuvent générer jusqu’à plusieurs mégawatts d’énergie, alors que les turbines domestiques ne produisent généralement que quelques kilowatts.
Quels sont les meilleurs endroits pour installer une éolienne ?
Il existe de nombreux autres facteurs à prendre en compte lors du choix de l’emplacement d’une éolienne. Le type de terrain, l’espace disponible et le climat local jouent tous un rôle dans la détermination du meilleur emplacement pour une éolienne. Le facteur le plus important est, évidement, la vitesse du vent. La vitesse du vent varie selon le lieu d’implantation d’une éolienne, il est important de choisir un endroit où la vitesse moyenne du vent est élevée. Un autre facteur important est la hauteur de l’éolienne. Plus l’éolienne est haute, plus elle peut générer d’énergie. Les éoliennes peuvent être installées sur terre ou en mer (offshore), et chacune présente ses propres avantages et inconvénients.
Les éoliennes offshore sont généralement installées dans des eaux peu profondes, près des côtes. Cela les rend moins coûteuses à construire et à entretenir, mais elles peuvent être une nuisance pour les résidents voisins en raison du bruit qu’elles produisent. Les éoliennes terrestres sont généralement installées dans des zones ouvertes, comme des plaines ou des collines. Cela permet au vent de circuler librement autour de l’éolienne, mais la construction et l’entretien d’une éolienne terrestre peuvent être plus coûteux.
Quels sont les avantages de l’éolienne ?
Les éoliennes présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux autres méthodes de production d’énergie. Elles ne produisent aucune émission, ce qui les rend beaucoup plus propres que les centrales alimentées par des combustibles fossiles. Ensuite, les éoliennes peuvent être construites sur des terrains qui ne conviennent pas à d’autres types de développement, comme les terres agricoles. Les éoliennes nécessitent très peu d’entretien une fois qu’elles sont construites. Egalement, l’énergie éolienne est une ressource renouvelable, elle ne s’épuisera donc jamais. Enfin, les éoliennes peuvent être utilisées pour produire de l’électricité dans des zones reculées où il n’y a pas d’accès au réseau.
Et quels sont les inconvénients des éoliennes ?
Le principal inconvénient des éoliennes est qu’elles nécessitent une grande superficie de terrain pour produire une quantité importante d’énergie. Ceux ou celles habitant à proximité d’éoliennes se plaignent du bruit produit par ces dernières. De plus, les éoliennes ne peuvent produire de l’énergie que lorsque le vent souffle, elles ne constituent donc pas une source d’énergie fiable, bien qu’elles soient installées dans ces zones particulièrement venteuses. Enfin, les pales des éoliennes peuvent tuer les oiseaux et les chauves-souris qui les percutent.
Quels sont certains des défis liés à l’utilisation des éoliennes pour produire de l’énergie ?
La plus grande difficulté de l’utilisation des éoliennes pour produire de l’énergie est qu’il est difficile de stocker l’électricité qu’elles produisent. Comme évoqué ci-dessous, s’il n’y a pas de vent, il n’y aura pas d’électricité. En outre, comme la vitesse du vent peut varier considérablement d’un jour à l’autre, il peut être difficile de prévoir la quantité d’électricité que produira une éolienne. Par conséquent, les services publics doivent disposer d’autres sources d’énergie pour répondre à la demande lorsque le vent ne souffle pas.
Malgré ces difficultés, de nombreux experts estiment que les éoliennes sont un élément clé de la production d’électricité à l’avenir. Avec les progrès technologiques, il est probable que les difficultés liées à l’utilisation des éoliennes seront surmontées et qu’elles deviendront une source de revenus de plus en plus importante pour les services publics et les propriétaires fonciers.
Quels sont les différents types d’éoliennes ?
Il existe deux grands types d’éoliennes : les éoliennes à axe horizontal et les éoliennes à axe vertical. Les éoliennes à axe horizontal ont des pales qui tournent autour d’un arbre central, comme les pales d’un moulin à vent traditionnel. Les éoliennes à axe vertical ont des pales qui tournent autour d’un arbre vertical.
Les éoliennes à axe vertical sont moins courantes que les éoliennes à axe horizontal, mais elles présentent quelques avantages. En effet, elles peuvent être placées dans un espace plus restreint que les éoliennes à axe horizontal, comme sur les toits. Un autre avantage des éoliennes à axe vertical est qu’elles peuvent capter le vent dans toutes les directions, tandis que les éoliennes à axe horizontal doivent être orientées vers le vent pour fonctionner efficacement.
Les turbines à axe vertical ne sont pas aussi efficaces que les turbines à axe horizontal. En effet, elles produisent moins d’énergie par pied carré de surface de rotor bien que les turbines à axe vertical soient plus coûteuses à entretenir et à réparer que les turbines à axe horizontal.
Quel pays a le plus grand parc d’éolienne au monde ?
Aujourd’hui, c’est le Royaume-Uni qui possède le plus grand parc éolien offshore du monde : le Hornsea 1 avec une capacité de 1,12 GW. La Corée du Sud a déclaré en février 2021 construire le plus grand parc offshore au monde, surpassant de très loin le Hornsea 1 puisqu’il va délivrer une puissance de 8,2 GW pour un coût de construction de 36 milliards d’euros. La Corée du Sud va ainsi multiplier par dix sa production d’énergie éolienne d’ici 2030.
Selon le International Energy Agency, la Chine est le premier producteur d’électricité à partir de l’éolien avec 365,8 TWh (plus de 28 % de la production mondiale). Les Etats-Unis occupent la deuxième place (303,4 TWh soit 24 %) et l’Allemagne, la troisième place (126 TWh soit 9 %).
Les États-Unis, comme la Chine, disposent de beaucoup d’espaces ouverts où des parcs éoliens peuvent être construits. Le gouvernement américain offre également des incitations fiscales aux entreprises qui construisent des parcs éoliens. L’industrie éolienne aux États-Unis a connu une croissance rapide au cours des dernières années. En 2016, l’énergie éolienne a fourni environ six pour cent de toute l’électricité produite aux États-Unis. Ce chiffre est en hausse par rapport à seulement un pour cent en 2008.
Est-ce qu’on peut installer des éoliennes chez soi ?
Si vous êtes intéressé à produire votre propre énergie propre et renouvelable, alors une éolienne domestique pourrait être une bonne option pour vous. Cependant, il y a quelques points à garder à l’esprit avant de le faire.
Premièrement, les éoliennes doivent être installées dans une zone ouverte où elles pourront être exposées à des vents forts. Ensuite, l’installation d’une éolienne nécessite quelques travaux de construction et d’électricité. Enfin, vous devrez obtenir l’autorisation votre administration locale avant d’installer une éolienne.
L’installation d’une éolienne domestique peut coûter entre 1000 et 5000 euros. Cela dépend de la taille et du type d’éolienne que vous choisissez, ainsi que de l’endroit où vous habitez. Si vous êtes intéressé par l’installation d’une éolienne, il est important de comparer les différents types et de trouver celui qui conviendra le mieux à votre budget et à vos besoins.
L’éolien, une solution d’avenir ?
Le monde est confronté à une crise énergétique. Les combustibles fossiles s’épuisent et les gaz à effet de serre qu’ils émettent sont à l’origine du changement climatique. L’éolienne peut être utilisée pour produire de l’énergie à petite ou grande échelle, est renouvelable et constitue une source d’énergie propre qui peut contribuer à réduire notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles. Alors que le monde cherche des moyens de résoudre la crise que nous traversons, l’énergie éolienne pourrait s’avérer être une pièce essentielle du puzzle.
Sources :
- eolienne.ooreka.fr – puissance éolienne (FR)
- edf.fr – L’éolien en chiffres (FR)
- iea.org – wind power (EN)
- Wikipedia.org – wind turbine (EN)
- energy.gov – How Do Wind Turbines Work? (EN)
- nrel.gov – Wind Energy Basics (EN)
