Énergie éolienne

1. 2011 Formation en météorologie Énergie éolienne "Il n'existe aucun substitut à l'énergie. L'énergie est la condition même de toutes les autres marchandises, un élément fondamental au même titre que l'eau, la terre et l'air." E.F.SCHUMACHER

2. Énergies renouvelables Avantages • La production de gaz à effet de serre est petite. Dans le cadre de la biomasse, du biogaz et des biocarburants, la production de CO2 est limitée et réabsorbée par la flore. • Les risques d'accidents graves sont plus faibles. • Le démantèlement des systèmes de production est facile, rapide et peu coûteux. • La production de déchets est bien moindre. • Elles sont applicables aux pays en voie de développement comme aux pays industrialisés, et à tous les niveaux: individuel et collectif. • Sécurité d'approvisionnement et indépendance énergétique... http://unautremondeestpossible.over-blog.com/ SCA-2611 Introduction à la météorologie

3. Énergies renouvelables : désavantages Désavantages • Certaines installations demandent de faire des efforts d'intégration au paysage, et peuvent comporter des risques pour la faune environnante. (On remarquera que cela est valable pour les énergies non renouvelables, souvent à bien plus grande échelle...). • Certaines énergies renouvelables ne sont pas disponibles à la demande, et impliquent donc la mise en place de dispositifs de stockage ou de compensation. • La compétitivité économique est très inégale selon les filières. • Déviation des ressources alimentaires humaines vers l’industrie et le transport. • La production d'énergie renouvelable requiert certaines conditions géographiques, comme la régularité du vent, un débit suffisant d'eau ou encore la présence de marées.

4. L’énergie éolienne dans le monde Canada SCA-2611 Introduction à la météorologie

5. Progression au CANADA Québec (1084950 kW, 695 éoliennes) http://www.thewindpower.net/country_zones_fr_14_canada.php http://www.atlaseolien.ca/fr/

6. La puissance du vent : fonction de la vitesse et de la densité de l’air La puissance du vent dépend de la vitesse du vent au cube.Il est alors important de connaîtrela distribution spatiale des ventsdans le but d’une exploitationéconomique de la ressource éolienne. Efficacité : loi de Betz  = 0,56 Helen Chadwick http://www.iesd.dmu.ac.uk Cette équation montre que la ressource éolienne dépend essentiellement des variables météorologiques et de la taille des pales…

7. Comment ça fonctionne? • La quantité d'énergie produite par une éolienne dépend de : • la vitesse du vent, principalement • La surface balayée par les pales • La densité de l’air • Les éoliennes exigent : • un apport minimal de vent, généralement de 12 à 14 km/h, pour commencer à tourner et à produire de l'électricité ; • des vents de 50 à 60 km/h pour produire à pleine puissance ; • des vents en deçà de 90 km/h ; quand le cap des 90 km/h est dépassé, il faut interrompre la production pour éviter le bris d'équipement. SCA-2611 Introduction à la météorologie http://www.hydroquebec.com/comprendre/eolienne/index.html

8. Éléments d’une éolienne.Le mât : tour cylindrique qui peut dépasser 120 m de hauteur. Les câbles électriques de raccordement au réseau sont situés à l'intérieur. La nacelle est située en haut du mât et contient la plus grande partie de l'installation électrique : • Le générateur, qui produit de l'électricité grâce à la rotation des pales. • Le multiplicateur , qui sert à augmenter le nombre de tours effectués par les pales de l'éolienne. • Les équipements servant à freiner les éoliennes et à l'orienter. Le rotor est constitué de plusieurs pales (construites en matériaux composites, polyester, époxy, fibres de verre, fibres de carbone ou bois) de longueur environ égale aux 2/3 de celle du mât. Les alliages d'aluminium et d'acier, trop lourds, servent uniquement aux petites pales. L'éolienne est reliée au réseau électrique par des câbles souterrains. Source : http://tpe.eole.free.fr/index.html

9. Carte des vents du CANADA http://www.windatlas.ca/fr/maps.php SCA-2611 Introduction à la météorologie

10. Micrométéorologie et couche limite atmosphérique Étude du comportement de l’atmosphère dans le premier kilomètre le plus proche de la surface . SCA-2611 Introduction à la météorologie

11. Couche limite et énergie éolienne • Profil du vent • Les profils nocturnes sont importants • Les jets nocturnes > des vents forts pendant la nuit SCA-2611 Introduction à la météorologie

12. Choix du terrain Port-Saint-Louis-du-Rhône AFP/GERARD JULIEN Parque Mourisca en Espagne Classe B : terrain complexe Classe A : terrain idéal : plat, peut de turbulence et de et variation de densité SCA-2611 Introduction à la météorologie

13. Les éoliennes modernes atteignent des hauteurs de 200 m SCA-2611 Introduction à la météorologie

14. Exploitation en milieu marin L’énergie éolienne a la capacité de fournir entre 10 à 15% des futurs besoins mondiaux en énergie. Exploiter en milieu marin semble être un moyen écologique, simple, et relativement peu coûteux de produire de l’énergie, mais l’établissement de parcs d’éoliennes au large des côtes (offshore) nécessite des études de longue date sur la force et la direction des vents et surtout, sur leur persistance dans le temps Lignes : température de l’océan en °C Couleurs : vitesse du vent en nœuds

15. Exploitation en milieu marin

16. La variation de l’intensité du vent à la verticale : fatigue des éoliennes • Turbulence • Cisaillement du vent Destruction des pales par excès de vent Solution : L’arrêt des éoliennes en cas de vent fort SCA-2611 Introduction à la météorologie

17. Pertes par turbulence La modélisation de la couche limite permet de faire des études sur l’impact de la turbulence sur le rendement des éoliennes. SCA-2611 Introduction à la météorologie

18. Qui a dit ceci? • Mahatma Gandhi, 1930 • Jean Charest, le plan Nord, 2010 • Thomas Edison, 1931 • Albert Einstein, 1955 • George Bush, 1997 «Nous sommes comme des fermiers, creusant des puits au tour de la maison à la recherche de pétrole, au lieu d’utiliser les ressources énergétiques illimitées de la nature : le soleil, le vents et les marées. … J’espère que ne soit pas nécessaire d’atteindre l’épuisement du pétrole et du charbon pour le faire…» SCA-2611 Introduction à la météorologie

19. Discussion L'énergie éolienne pourra-t-elle se substituer aux énergies polluantes ? • L'éolien est une énergie en forte augmentation, mais elle ne pourra pas fournir à elle seule la totalité de la production, le vent étant une ressource trop aléatoire. A moins de parvenir à stocker l'énergie de manière efficace en grande quantité, l'utilisation des éoliennes ne peut s'envisager seule. • On pourrait éventuellement coupler cette énergie avec celle issue du soleil, afin de produire de l'électricité grâce aux éoliennes lorsqu'il y a du vent et grâce aux panneaux solaires lorsque le soleil brille. En général, le vent souffle quand il n'y a pas de soleil et inversement. • On peut aussi envisager l'utilisation des centrales hydrauliques et des énergies renouvelables émergentes, comme la biomasse.

20. Discussion L'énergie éolienne pourra-t-elle se substituer aux énergies polluantes ? • L'énergie éolienne n'est donc pas une solution envisageable seule, mais couplée avec d'autres énergies, elle peut être une solution efficace. De plus, le développement très rapide de l'industrie éolienne devrait diminuer le nombre d'éoliennes, car les éoliennes installées seront de grande puissance. • Peut-être un jour y aura-t-il des éoliennes dans le courant jet (Jet-stream) où les vents soufflent à plus de 300 km/h, comme dans la nouvelle "Le souffle d‘Éole", de Danielle Martinigol et Alain Grousset, extraite du livre Graines de futur SCA-2611 Introduction à la météorologie