Recherche et développement dans le domaine de l'éolien
Pour les constructeurs d'éoliennes commerciales, l'objectif principal des activités de recherche et développement est de continuer d'améliorer le rapport entre les coūts et la performance des éoliennes.
Recherche sur l'aérodynamique
Photo d'une simulation par ordinateur des flux d'air autour de la pale d'un rotor. Laboratoire National de Risoe, Danemark
Simulation numérique des flux d'air autour d'une pale Les concepteurs d'éoliennes emploient des techniques - telles que le décrochage aérodynamique - que les concepteurs d'avions cherchent à éviter à tout prix. Le décrochage aérodynamique est en fait un phénomène très complexe, impliquant des flux d'air dans trois dimensions autour du profil de la pale (la force centrifuge, par exemple, crée un flux d'air faisant se mouvoir les molécules d'air de façon radiale le long de la pale du rotor, de sa base vers son extrémité).
Des simulations par ordinateur en 3D des flux d'air ne sont que très rarement utilisées dans l'industrie aéronautique, raison pour laquelle les chercheurs dans le domaine de l'énergie éolienne doivent développer de nouvelles méthodes et de nouveaux modèles de simulation par ordinateur afin de traiter ces sujets.
Le mécanisme des fluides numérique (appelée Computational Fluid Dynamics - ou CFD - en anglais) regroupe toute une série de méthodes permettant de simuler les flux d'air autour de, par exemple, la pale d'une éolienne.L'image ci-dessus montre une simulation par ordinateur des flux d'air et de la distribution de la pression autour d'une pale de rotor se mouvant vers la gauche.
Des dispositifs améliorant l'aérodynamique
Dans sa poursuite d'améliorer la performance du rotor, l'industrie éolienne emprunte un nombre croissant de technologies de l'industrie aéronautique.
Un exemple est le générateur de vortex (tourbillons) constitué de dérives fines, hautes souvent de seulement 0,01 m et placées à la surface des ailes des avions. Les dérives sont sans cesse tournées quelques degrés vers la gauche, puis vers la droite, dans un mouvement alternatif, ce qui engendre un léger courant d'air turbulent à la surface des ailes. L'espacement des dérives est très précis et soigneusement calculé afin d'assurer que la couche turbulente se dissout automatiquement lorsqu'elle atteint le bord de fuite de l'aile. Générateurs de vortex
Chose curieuse, provoquer cette légère turbulence autour de l'aile suffit pour empêcher l'avion de décrocher à des vitesses de vent faibles.
Les pales d'une éolienne sont également sujettes à décrocher, même à des vitesses de vent faibles, et surtout près de la base de la pale où le profil est épais.
C'est pourquoi, sur certaines des pales les plus nouvelles, on trouve aujourd'hui sur la face inférieure, près de la base, une bande d'environ 1 m de long, munie d'un certain nombre de générateurs de vortex.
(Photo copyright © 1996 LM Glasfiber A/S).
© Copyright 1997-2003 Association danoise de l'industrie éolienne
Dernière mise à jour le 23 juillet 2003
http://www.windpower.org/fr/tour/rd/index.htm
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