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L’énergie éolienne : ce qu’elle est et comment elle fonctionne

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L'énergie éolienne est l'une des sources renouvelables les plus prometteuses. Voici comment on produit de l'électricité en exploitant la force du vent.

L'énergie éolienne représente l'une des sources renouvelables aujourd'hui en pleine expansion : de plus en plus de pays investissent dans cette technologie, car elle ne produit pratiquement pas d'émissions. Pourtant, tout ne sait pas comment fonctionne l'énergie éolienne, ni quels sont ses avantages et ses inconvénients. En d'autres termes, comment on obtient de l'énergie en exploitant uniquement le vent. vent?

L'homme a découvert le potentiel des courants d'air pour les activités humaines depuis l'Antiquité. Des bateaux aux moulins en passant par les très récentes éoliennes, le vent a été exploité de la manière la plus diverse. Voici quelques informations utiles.

Qu'est-ce que l'énergie éolienne ?

L'énergie éolienne

Lorsque l'on parle d'énergie éolienne, dans l'imaginaire commun, il s'agit de la production de… d'électricité en exploitant la puissance du vent. En réalité, la production d'électricité n'est qu'une partie des nombreux éléments qui composent cette énergie.

Plus précisément, l'énergie éolienne est comprise comme laénergie cinétique générée par le vent, c'est-à-dire le potentiel dû au mouvement soudain de grandes masses d'air. Celle-ci peut être utilisée pour alimenter des moyens de transport comme, par exemple, les voiliers, mais aussi pour actionner des machines comme les caractéristiques moulins à vent.

Aujourd'hui, l'énergie éolienne est surtout utilisée pour la production d'électricité, avec des éoliennes qui transforment l'énergie cinétique en électricité. Mais il y a aussi pompes à vent pour la gestion des flux d'eau et, là encore, l'énergie éolienne peut également être exploitée pour les voyages aériens, comme dans le cas des planeurs et des deltaplanes.

Le vent dans l'antiquité

Moulin

Comme nous l'avons déjà mentionné, l'homme a découvert le potentiel du vent depuis l'Antiquité. Les premières applications concernaient lasphère navaleDéjà, les premières civilisations maritimes avaient compris qu'en construisant de grandes voiles pour capter le vent, les voyages en mer étaient plus rapides et plus efficaces.

Les premiers moulins à vent sont apparus en Perse, l'actuel Iran, dès le 7e siècle et se sont rapidement répandus en Chine et en Inde. Là, ils servaient principalement à entraîner des machines, comme les pressoirs à olives, mais aussi à transformer en farine divers grains, du riz au maïs. Cependant, c'est aux Pays-Bas que la connaissance des moulins a trouvé sa consécration, pour une tradition qui perdure encore aujourd'hui.

Entre 1700 et 1800, en revanche, le vent a été exploité pour la construction des premiers grands. aqueducs aux États-Unis. Les courants étaient recueillis de manière appropriée et acheminés vers des pompes mécaniques pour faire circuler l'eau.

Le vent aujourd'hui

Éoliennes en montagne

Mais c'est à partir de 1887 que le vent est également envisagé pour la production d'électricité, grâce à l'intuition de l'universitaire écossais. James Blyth. L'inventeur a construit une roue éolienne mise en mouvement par le vent grâce à quelques pales qui, reliées à des accumulateurs rudimentaires, lui ont permis d'alimenter quelques ampoules à l'intérieur d'un hangar.

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De 1900 à la fin des années 1960, diverses théorisations et expériences ont été menées pour produire de plus en plus d'électricité à partir du vent, mais c'est à partir des années 1970 que la technologie a commencé à se répandre à l'échelle mondiale. À commencer par les désormais classiques éoliennes, qui permettent de transformer la force des courants en grandes quantités d'électricité, mais aussi des définitions plus domestiques telles que la tour à vent ou le… petite éolienne domestique.

Comment fonctionne l'énergie éolienne

Parc éolien

Il est normal de se demander ce que le comment fonctionne l'énergie éoliennecomment la force cinétique du vent est convertie en électricité. En simplifiant au maximum, la compréhension est simple : il s'agit d'une question de mouvement.

L'énergie éolienne ne fait qu'exploiter l'un des principes de base de la production d'énergie, celui de la…induction électromagnétique. En faisant tourner à grande vitesse des aimants à proximité de bobines de cuivre, on crée une tension électrique qui peut ensuite être exploitée par l'homme.

Pour cela, on utilise des pales spéciales qui, sous la force du vent, impriment un mouvement de rotation à l'intérieur d'un rotor spécial, qui est relié à un générateur d'induction électromagnétique.

À quoi ressemble une éolienne

Pale d'éolienne, rotor

La façon la plus courante de transformer l'énergie éolienne en électricité est d'utiliser une éolienne, c'est-à-dire un. éolienne. Mais à quoi ressemble-t-elle ? L'éolienne se compose de plusieurs éléments :

  • Tour de supportLe poteau qui soutient la structure ;
  • Nacellestructure semi-mobile et oscillante abritant le rotor, le générateur électrique et l'arbre des pales ;
  • GénérateurInstrument qui, par le biais d'une rotation mécanique, transforme le mouvement en énergie électrique ;
  • Pelles à vent: ce sont les structures les plus éloignées de l'éolienne, celles qui se mettent à tourner lorsqu'elles sont frappées par le vent, capables de se déplacer horizontalement ou verticalement selon l'inclinaison et l'oscillation de la nacelle.

Types d'éoliennes

L'éolien en mer

Aujourd'hui, il y a différents types d'énergie éolienne. Il faut tout d'abord distinguer les modes d'installation des centrales, qui peuvent être :

  • Sur terre: lorsque les parcs éoliens sont installés sur la terre ferme ;
  • Près des côtes: lorsque les éoliennes sont positionnées à proximité de la côte ;
  • En merlorsque l'énergie éolienne est située au large de la mer, même à plusieurs kilomètres de la côte, afin de profiter au maximum des courants marins et océaniques.

On peut alors distinguer :

  • Éoliennes verticalesoù les pales sont positionnées à la verticale de la tour de support et oscillent sur l'axe horizontal ;
  • Éoliennes horizontalesoù les pales sont positionnées horizontalement et où l'oscillation est verticale.
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Enfin, il existe une toute nouvelle catégorie de production d'énergie éolienne à usage domestique, avec les mini-éoliennes. Il s'agit de petites structures – même inférieures à un mètre – qui peuvent comporter des pales classiques, des spirales ou d'autres systèmes rotatifs. Entraînées par le vent, elles produisent suffisamment d'énergie pour alimenter les besoins domestiques d'une seule maison.

Avantages et inconvénients de l'énergie éolienne

L'énergie éolienne en mer

Le sources renouvelables représentent aujourd'hui la solution la plus durable pour la production d'électricité, car elles tendent à ne pas exploiter les ressources finies de la nature et, surtout, à ne pas émettre de gaz à effet de serre et autres émissions nocives pour la planète. L'énergie éolienne entre également pleinement dans ce cadre.

Cependant, même les énergies renouvelables peuvent avoir leurs points critiques, qu'il ne faut jamais sous-estimer.

Avantages

Parmi les avantages Les principaux avantages de l'exploitation de l'énergie éolienne sont les suivants :

  • Production d'énergie propreavec aucune émission de CO2 lors de la production d'électricité et une faible quantité lors de la production des composants de l'usine ;
  • Haut durabilité des installations, avec une maintenance accessible ;
  • Médias stabilité pendant l'année de la source renouvelable, car les courants principaux ont tendance à être cycliques.

Questions

Parmi les inconvénients de l'utilisation de l'énergie éolienne, en revanche, sont :

  • Nécessité d'occuper des portions importantes de territoireou maritime, pour l'implantation de parcs équipés de dizaines de turbines ;
  • La demande de grandes accumulateurs d'énergie pour compenser le manque de production d'énergie aux moments de la journée où les courants sont trop faibles, avec la demande de terres rares et de minéraux tels que le lithium qui en découle ;
  • Danger pour la faune avicoleles oiseaux ayant tendance à entrer en collision avec les éoliennes, ils y trouvent souvent la mort.

Où sont construits les parcs éoliens

Le vent dans les collines

Les parcs éoliens sont normalement installés dans des zones où la présence du vent est assez constante tout au long de l'année. Ce n'est pas le seul paramètre à prendre en compte, car il doit également y avoir de grandes zones ouvertes où les centrales peuvent être physiquement implantées, ainsi qu'une accessibilité facile – avec des routes et des voies de communication adéquates – pour la maintenance.

Jusqu'au milieu des années 2000, la préférence était donnée à la construction d'usines on-shore, en particulier sur les… profils de collines près des côtes, comme par exemple en Sicile. Aujourd'hui, cependant, les installations off-shore sont préférées, car – en plus de surmonter les problèmes liés à l'espace et à l'interférence avec la faune – elles peuvent garantir des flux plus constants compte tenu de l'omniprésence des courants marins.