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Manuel de référence sur l'énergie éolienne 1ère partie : Concepts éoliens
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Abréviations d'unités de mesure
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m = mètre = 3,28 pieds
s = seconde h = heure N = Newton W = watt CV = cheval(-vapeur) |
J = joule
cal = calorie tep = tonne équivalent pétrole Hz = hertz (cycles par seconde) |
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10 -12 = p pico = 1/1.000.000.000.000 10 -9 = n nano = 1/1.000.000.000 10 -6 = µ micro = 1/1.000.000 10 -3 = m milli = 1/1.000 10 3 = k kilo = 1.000 = millier 10 6 = M mega = 1.000.000 = million 10 9 = G giga = 1.000.000.000 = milliard 10 12 = T tera = 1.000.000.000.000 10 15 = P peta = 1.000.000.000.000.000 |
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La vitesse du vent
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m/s = 3,6 km/h = 2,237 miles/h = 1,944 noeud
1 noeud = 1 mile marin à l'heure = 0,5144 m/s = 1,852 km/h = 1,125 mile/h |
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Echelle des vitesses du vent
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Vitesse à 10 m de hauteur
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Echelle de Beaufort (surannée)
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Vent
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m/s
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noeuds
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0,0-0,4
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0,0-0,9
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0
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Calme
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0,4-1,8
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0,9-3,5
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1
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Léger
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1,8-3,6
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3,5-7,0
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2
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3,6-5,8
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7-11
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3
|
||
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5,8-8,5
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11-17
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4
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Modéré
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8,5-11
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17-22
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5
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Frais
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11-14
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22-28
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6
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Fort
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14-17
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28-34
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7
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17-21
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34-41
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8
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Tempête
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21-25
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41-48
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9
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25-29
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48-56
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10
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Tourmente
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29-34
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56-65
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11
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>34
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>65
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12
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Ouragan
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Classes et longueurs de rugosité
La classe de rugosité est définie dans
l'Atlas éolien européen
à partir de la longueur de rugosité en mètres z
0
, à savoir la hauteur au-dessus du sol où la vitesse du vent en théorie est égale à zéro (ln est la fonction logarithmique naturelle).
Si (longueur <= 0,03),
classe = 1.699823015 + ln (longueur)/ln(150) Si (longueur > 0,03) classe = 3.912489289 + ln (longueur)/ln(3.3333333)
Vous pouvez utiliser la calculatrice figurant ci-dessus et introduire soit la longueur de rugosité, soit la classe de rugosité.
Ne commencez pas à utiliser la calculatrice avant le chargement complet du programme.
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Table des classes et longueurs de rugosité
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Classe de rugosité
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Longueur de rugosité m
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Indice d'énergie (en pour cent)
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Type de paysage
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0
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0,0002
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100
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Surface d'eau
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0,5
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0,0024
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73
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Terrain complètement dégagé avec une surface lisse, p.ex. une piste d'atterrissage en béton ou de l'herbe fraîchement coupée.
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1
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0,03
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52
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Terrain agricole dégagé, sans clôtures ou haies vives, et avec très peu de constructions. Seulement des collines doucement arrondies.
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1,5
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0,055
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45
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Terrain agricole avec quelques constructions et des haies vives de 8 m de haut situées à environ 1.250 m les unes des autres.
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2
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0,1
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39
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Terrain agricole avec quelques constructions et des haies vives de 8 m de haut situées à environ 500 m les unes des autres.
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2,5
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0,2
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31
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Terrain agricole avec beaucoup de constructions, arbrisseaux et plantes, ou des haies vives de 8 m de haut situées à environ 250 m les unes des autres.
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3
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0,4
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24
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Villages, petites villes, terrain agricole avec de nombreuses ou de hautes haies vives, des forêts et un terrain très accidenté.
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3,5
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0,8
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18
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Grandes villes avec de hauts immeubles.
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4
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1,6
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13
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Très grandes villes avec de hauts immeubles et des grattes ciel.
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Définitions selon l'
Atlas éolien européen, WAsP.
Pour des exemples pratiques, voir la page sur le
Calcul de la vitesse du vent
incluse dans la Visite guidée dans l'univers de l'énergie éolienne.
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Viscosité de l'air
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Température
° Celsius |
μ, Viscosité
(dynamique) |
ν, Viscosité
cinématique |
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-40
|
1,51 E -5
|
0,99 E -5
|
|
|
0
|
1,71 E -5
|
1,33 E -5
|
|
|
20
|
1,80 E -5
|
1,50 E -5
|
|
|
50
|
1,95 E -5
|
1,79 E -5
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Note: E -5 signifie notation exponentielle ; le chiffre doit donc être multiplié par 0,00001.
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La puissance du vent
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m/s
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W/m 2
|
|
m/s
|
W/m 2
|
|
m/s
|
W/m 2
|
|
|
0
|
0
|
8
|
314
|
16
|
2509
|
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1
|
1
|
9
|
447
|
17
|
3009
|
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|
2
|
5
|
10
|
613
|
18
|
3572
|
|||
|
3
|
17
|
11
|
815
|
19
|
4201
|
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|
4
|
39
|
12
|
1058
|
20
|
4900
|
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|
5
|
77
|
13
|
1346
|
21
|
5672
|
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|
6
|
132
|
14
|
1681
|
22
|
6522
|
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|
7
|
210
|
15
|
2067
|
23
|
7452
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**) A une densité d'air de 1,225 kg/m
3
, ce qui correspond à celui de l'air sec à la pression atmosphérique standard au niveau de la mer, à 15° C.
La formule de la puissance par m
2
en watts = 0,5 * 1,225 * v
3
, ou v représente la vitesse du vent en m/s.
Avertissement :
Bien que, à une vitesse de vent de 7 m/s, la puissance du vent soit de, disons, 210 W/m
2
, vous devez noter que la puissance du vent est typiquement le double sur un site avec une telle vitesse moyenne du vent. Afin de bien comprendre ceci, vous devez lire les pages de la Visite guidée qui traitent de ce sujet, en commençant par
la distribution de Weibull
et en finissant par
la densité de puissance.
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